1 现状简述

目前，变电站高压带电显示装置都是靠指示灯，人为判断带电状态。带有强制性电气闭锁装置，只是将三相传感器输出的信号分别进行整流后直接复合在一起，去控制闭锁回路。当单相接地或缺相的异常情况出现时，闭锁控制电压会误动而发生误操作事故。由于各变电站的电气接线和电气设备型式不同，现场操作人员对设备的熟悉程度有一定的差距，容易发生误入带电间隔触电（感电）事故或及操作人员对带电线路进行误操作，高压带电显示装置存在致命的安全隐患，为加强室内外设备区的管理，实现检修人员只能在检修间隔阶段进入，不会误入带电运行间隔和防止带负荷操作就显得十分重要。

2 整体电路设计方案

电路主要由红外探测传感器、电容式支柱传感器、带电检测电路、环境亮度探测电路、单片机、闭锁控制、编程语音模块、照明控制电路组成。集带电显示、设备间隔语音报警和安全告知、柜内照明控制、刀闸、前后门、接地线闭锁等多种功能于一体。采用光电耦合技术隔离，消除供电系统干扰，通过光电耦合器实现对35 kV、10 kV配电线路采集信号与输出的电气隔离。

3 带电输入电路设计

采用电容式支柱传感器、防雷及抗干扰电路、整流、储能、触发、光耦合等电路组成。

  

图1 三相带电输入电路原理图

电容式支柱传感器在10 kV系统对应的电容值为1～170 pF。如图1所示，A相传感器DA1电压信号经屏蔽线进入输入电路，为了确保输入信号稳定，电路设计有瞬态抑制二极管TVS及压敏电阻防雷和抗干扰电容，信号经电阻R、整流DY到负载电阻R6，通过R3向电容C3充电，当电容电压超过双向触发管DV的击穿电压时，双向触发管处于导通状态，储能电容上的电能通过限流电阻R5向指示灯LEDA放电，使指示灯发光。实现指示灯LEDA的带电指示。同时此电压信号给光耦U1提供工作电流，光敏管两端电阻值由无穷变小，使开关三极管Q1基极b电压降低，Q1导通，使集电极c电位下降，迫使单片机的I/O端口P2.5、P2.6、P2.7全部或任一个端口为低电平0，表示设备带电。根据处理结果启动强制闭锁。

启动艺术教育，道路非常曲折。作为广州市位于城乡接合部的一所高中的最后一组生源学校，白云艺术中学几乎没有任何优势。一方面，相对于其他普通高中，学校生源的文化基础相对薄弱，艺术基础也不甚扎实，甚至是零基础，刚入校门的很多新生学习积极性不高，动力不足；另一方面，在师资配备上，由于政策方面的原因，没有特殊的编制优惠，教师资源没办法盘活，也是教学质量难以提高的因素之一。

4 热释红外探测电路设计

锂电池组电量的估算主要是通过SOC算法进行[14-16]，而影响SOC的因素很多，一般从内部因素和外部因素两方面进行间接判断，影响SOC的内因由电池自身的内阻和端电压引起；外因由电池自身的内部电流及温度等引起。

微处理器与闭锁保护电路如图2所示，单片机IC3 AT89C52、时钟、复位组成单片机电路，接通电源的瞬间，由于电源电压通过对电容C8的充电过程，使单片机IC3的复位端获得一个高电平脉冲，使单片机进入初始状态。采用缓冲隔离模块对单片机的I/O端口起到保护作用，消除电磁干扰引起误变位，保证信号触发的正确率。只要I/O输入端口电压大于3 V时，便可将其判定为高电平并置为1，反之为低电平0，三相高压检测信号经缓冲隔离使单片机的I/O端口跳变为低电平，并对顺序逐个地还原成对应的状态量，当A、B、C三相信号任一个端口为低电平，单片机判断为设备带电，否则为无电状态，去控制闭锁信号的开启或闭锁。

5 微处理器与闭锁保护电路设计

数学课程与我们的生活实际息息相关，学好数学能够解决很多的问题，虽然在素质教育和国家对农村教育的影响下，农村的学校对数学课程的学习给予了一定的重视。但是还是存在一些问题，尤其是农村留守儿童在数学学习方面，由于从小父母长期不在身边，缺乏相应的监督和关爱加上处在较小的年龄阶段，自控能力较差，使得在学习数学时注意力不集中、不善于表达自身的想法等。因此，应该加强对农村留守儿童的数学学习习惯的培养，解决存在的问题。

  

图2 微处理器与闭锁保护电路

6 语音电路的设计

编程语音模块采用TF卡存储，易方便重复擦写更改设备名称、报警语音内容。语音模块与单片机通过二线串口控制模式，脉冲触发方式进行通信。由单片机通过CLK时钟和DI数据线发送数据对模块进行控制。单片机发送16位的音频地址即可触发相应的音频。音频地址(0x0001～0x0E00)，AD4报警语音应答音频文件存放在TF卡上根目录下，放入以此返回值命名的音频文件。从编程语音模块的输出端驱动喇叭，语音报警“某开关柜有电、请勿靠近”同时IC3的 P1.7变为低电平，点亮发光二极管闪光报警，控制回路实施强制闭锁，编程语言模块如图3所示。音频地址各相对应的地址语音信号，如表1所示。

  

图3 编程语音模块方框图

 

表1 音频地址各对应的地址语音文件表

  

命令码 语音地址触发状态 文件名 触发数据二进制0x0001地址1播放第1段语音0001宿风031.ad4 0000000000000000 0x0002地址2播放第2段语音0002豆腐干032.ad4 0000000000000001 0x0003地址3播放第3段语音0003蔺家庄033.ad4 0000000000000002 0x0004地址4播放第4段语音0004盛鑫034.ad4 0000000000000003 0x0005地址5播放第5段语音0005河泉035.ad4 0000000000000004 0x0006地址6播放第6段语音0006街道036.ad4 0000000000000005 0x0007地址7播放第7段语音0007羊角铺038.ad4 0000000000000006 0x0008地址8播放第8段语音0008彭水039.ad4 0000000000000007语音报警 “请注意，某开关柜，请勿靠近”安全告知 “某设备，现在停电状态”

7 电源电路设计

采用开关电源模块。输入电压为AC 85～265 V，1块三端稳压模块为单片机及输入、语音电路输出5 V电压。1块输出12 V供闭锁控制回路，满足电路对不同供电电压的要求。输出纹波1%，转换效率75%。具有过压、过流保护。

红外传感器及信号处理电路将检测采集的人体信号经处理后变成单片机可处理的数字信号。设计的接口只有一个跟单片机通信，当有触发时为高电平，不触发为低电平。电路检测到人体信号时，感应模块输出高电平给单片机的P3.2（INT0）端口外部中断的请求信号，经与端口P2.5、P2.6、P2.7比较，只要任一个端口为0，表示母线带电，带电报警指示灯点亮，同时驱动语音模块对工作人员进行带电警告。此间隔带电，“请注意，某开关柜有电，请勿靠近” 告知违章人员停止作业。当比较端口P2.5、P2.6、P2.7均为高电平1时，对靠近设备间隔的人员进行安全告知。“这是某开关柜，现在停电状态”语音提示使人员视觉和听觉的双重判断，做到一次设备的状态、带电状态相互验证。当探测环境室内光线较弱时，自动控制开启设备照明系统。

8 外壳设计

闭锁保护电路均为贴片式电子元器件。大大缩小了各模块的体积，增强抗干扰性，高压传感器输入接线端子插座要独立，与闭锁控制输出接线端子插座应分开设置，方便用户连接不同的闭锁组件的要求。接线端子的间距要满足安装和接线的要求。要在显示面板与后壳之间加装密封胶垫。防止在长期运行中进入灰尘，各功能指示灯、操作按钮排列整齐美观，方便观察监视、外壳安装尺寸125 mm×76 mm×29 mm根据不同的门柜闭锁装置，提高带电显示闭锁装置的通用性，装置外壳如图4所示。

  

图4 装置外壳设计

9 安装与调试

该装置采用配电柜表面安装方式，在开关柜保护隔间设计安装开孔位置，不应碰撞到开关柜内部的端子排或其仪表装置，后壳装入开孔处，使用2支固定支架和螺丝钉固定，将装置面板夹紧，再将传感器引线接到装置端子排头上，当输入电路与配电柜内高压传感器不匹配时，可改变串联电阻R的阻值大小，抬高或降低整流电路的供电电位，完成达到指示灯和光耦需要的驱动信号。实现电路的通用性。A、B、C三相屏蔽线应尽量要短，减少高压母线对电缆的干扰，并分别套上相序标签，屏蔽线芯分别接上与端子插座对应的端子插头，屏蔽线应可靠接地，由于每个站配电柜型式不同，安装在线路刀闸、前后门、接地线电磁锁闭锁控制电缆应尽量要短，要确保安全距离。最后使用扎带固定。检查各连接线接线无误后，方可通电，在被测一次线路带电进行调试，任何一相带电即闪光报警，并输出强制闭锁信号，当装置失去工作电源时，应保持闭锁状态。真正起到全方位强制闭锁作用。

10 效果总结

现场对位及时准确，防止操作人员疏忽大意走错间隔、误碰带电设备，对带电线路误操作、语音声光给操作或检修人员视觉和听觉的双重判断，有效地实现危险语音警告、安全语音告知的安全管理效果。实现危险预知、事前预防的安全管理效果。确保每个电气操作环节的安全，才能超前预控，把误操作消灭在萌芽状态。

参考文献

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[2]裴翾. 10 kV柱上负荷开关绝缘罩的研制及应用[J].供用电, 2012, 29(3)： 74-76.

[3]李琛. 电力电缆交流耐压试验用绝缘罩[J]. 农村电气化, 2012(5)： 48.

[4]余虹云, 李瑞. 采用配变封闭绝缘罩防范触电事故[J].浙江电力, 2004(6)： 77-78.