一種近電預警器

何丹紅

摘 要：在變電站作業中，偶爾會發生檢修、試驗、運行人員因走錯間隔誤入帶電區域或因操作不當誤碰帶點部位造成觸電傷亡的事故。文章敘述了一種手環式近電預警器的個人安全防護器具，檢修、試驗、運行佩戴該近電預警器手環誤入帶電區域或接近帶電部位時，當作業人員接近帶電體的距離處于手環設定的監控范圍時即時發出的警報聲，提醒作業人員注意，從而能有效的防止相關人員誤入帶電區域或誤碰帶點部位，避免觸電傷亡事故發生，起到保證人身安全的作用，產生了良好的經濟效應。

關鍵詞：近電預警；電磁感應；蜂鳴器；觸電

作業人員在變電站工作時，一般是停電之后進行，但在實際作業當中，在各種因素的影響下，存在作業人員可能誤入帶電區域、誤碰帶點部位，就會對人員有生命危險，導致觸電傷亡事故發生，造成巨大的人身財產損失，而市面上目前尚無理想的電工保護設施。因此，本文敘述了一種近電預警器，外觀設計為手環式，體積小、佩帶方便，適用電壓范圍廣，有效防止電力作業人員誤入帶電區域，避免觸電傷亡事故發生。

1 提出問題

電力作業人員在變電站工作時，一般是停電之后進行，但在實際作業當中，在各種因素的影響下，存在高壓作業人員可能誤碰帶點部位、入帶電區域，就會造成人員生命危險，導致觸電傷亡事故發生，造成巨大的人身財產損失，而市面上目前尚無理想的電工保護設施，因此，本文設計出一種手環式的近電預警裝置，在高壓作業人員誤入帶電區域時，及時發出警報提醒高壓作業人員已誤入帶點區域，需及時離開。

2 所要解決的問題

針對目前存在的問題，為了防止觸電傷亡事故發生，保障高壓電力作業人員的人身安全，本文設計一種適用于高壓電力作業人員的警告型輔助用具，具體設計制作一個體積小、便于佩戴、適用電壓范圍廣，從而有效防止高壓電力作業人員誤入帶電區域，避免觸電傷亡事故發生，保障高壓電力作業人員的人身安全。

本文提出的一種近電預警器，其主要由線、主體結構、表帶三部分組成，所述近電預警器的外觀設計為手環式，通過表帶將近電預警器佩戴在檢修作業人員手上，其使用十分方便。所述主體結構包括預警器表盤，所述預警器表盤上設有功率調整模塊、鍋蓋蜂鳴器、充電插口、電子和開關，所述天線設置在所述預警器表盤上。

所述預警器表盤外殼由CNC或者SLA激光塑料壓制而成，嚴格密封，有效防止水和潮濕空氣進入該近電預警器內部，預警器表盤外殼內裝有電子電路及與天線之間的電氣連接部分，所述天線為近電預警器的傳感器。所述主體結構還設有一個發音腔體和發音孔，用于蜂鳴器的語音預警。所述開關設置在預警器表盤殼體的側面，該開關為手動試機按鈕，用于啟動或關閉近電預警器，同時也可以檢驗近電預警器是否能夠正常工作。該近電預警器外殼側部上還設有充電插口，配置有220V轉6V的充電器，內置電池為二次電池，可通過充電器進行充電。

3 近電預警器工作原理

3.1 電路工作原理

當人員進入設定的電壓范圍內時，無線傳感器中導電層馬上感應出工頻電壓u，工頻電壓u再經過放大、檢波和延時后變為直流電壓U。

存在：U（直流電壓）=K*V

V-閥值電壓，工頻電壓u的有效值；K-比例常數，大小由放大電路中的可調電阻來決定。

v/K-傳感器感應電壓的臨界報警值，v閥值電壓是定值，只需適當選擇相應的K值，當工頻電壓u達到或超過預定的臨界報警值（v/K）時電路就動作發出警報。

即：當U=v，（即V>=v/K）時，比較電路立即翻轉動作，報警器工作。

3.2 無線傳感器工作原理

當傳感器上的工頻感應電壓u成為報警器與高壓帶電體間距離的單值遞減函數時，就是一個理想的傳感器。但是在實際工作和環境中，現場的帶電區域中電場的特征是具有可變性和多樣性，而作業人員接近高壓帶電體時方式的隨機性、所處的不同方向，決定了要達到這一理想條件是不可能的。經過研究，發現在對人和帶電體之間距離r與電場強度E關系的試驗結果中，當人體與帶電體間距離r減少時，人體周圍的電場雖然發生了較復雜的變化，但主要的變化仍然是場強，并且越接近人體表面越明顯，即人體表面場強隨r的減少而增加。由于這種手環式的近電預警器是佩戴在人的手腕上，電路中的無線傳感器與人體表面更接近，因此，無線傳感器導電層間的場強E也隨r的減少而增加。

4 手環式近電預警器的應用

本文設計的手環式近電預警器還具有以下用途：

（1）各類電器設備外殼是否漏電：用手環式近電預警器檢測時，發出響聲即說明電器漏電。

（2）插座是否帶電：用手環式近電預警器檢測時，發出響聲即說明插座有電，沒有響聲則說明無電，可初步判斷插座的好壞，再用其他工具進一步核實。

（3）直流電與交流電的區分：在線路有電的情況下，用手環式近電預警器對線路進行測試，發出聲響的是交流電，沒有發出聲響的是直流電。

（4）導線的相線、零線的區分：用手環式近電預警器檢測，靠近就響的導線為相線，靠近不響的導線則為零線。

（5）反竊電：手環式近電預警器可以很簡便的查出竊電的位置以及類型，包括用進出線短接分流、一線一地、電壓回路斷線等方法。

（6）三相負載是否平衡：用近電預警器測試中性點對地電位是否升高，來判斷三相電嚴重不平衡。

（7）接線是否良好：當手環式近電預警器檢測導線時，發出不連續的響聲，表示接線時可能有線頭接觸不良或供電電壓不穩。

（9）墻內暗線位置：用手環式近電預警器可以很快速的查找出敷設在抹灰層、吊頂、護墻壁板內導線的準確位置。

（10）檢查線路的通斷：配電柜上大容量的熔斷器，可以用手環式近電預警器來檢測其內部的熔絲是否燒斷，當接近熔斷器的電源引線和負荷引線時，如果兩條引線都響則說明熔斷器完好，若電源引線響，而負荷引線不響，則說明熔斷器已燒斷斷。

5 手環式近電預警器的操作注意事項

（1）定期檢查報警器是否能正常工作。

（2）使用前需在帶電區域對近電預警器進行檢查，按下開關檢測是否能夠正常發出警報。

（3）使用期間需注意：不能用手接觸手環式預警器的表殼及表面；手環近電預警器不能直接接觸無絕緣的帶電部件和部位；手環近電預警器不能放在兩線路距離較近的之間，必須放在線路的外側進行檢測；當相線、零線絞在一起時，則必須將兩條線分開一定距離后才能進行檢測。

6 結束語

本文敘述的手環式近電預警器，其預警靈敏度高、性能穩定，便于攜帶，并且具有較好的抗干擾能力，可有效防止作業人員誤入帶電區域，避免觸電傷亡事故發生，保證人身安全的作用，產生了良好的經濟效益。為了進一步推廣使用，在本文敘述的近電預警器設計的基礎上，可在充電續航、外殼材料上進行改進，降低成本，并形成人人能用的產品。

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