智能接地棒报警技术探讨与设计

郑宇辉 张乃云 李娜娜

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.072

摘 要：接地棒语音报警装置是一种高压感应、报警的安全工具，包括电源以及分别与电源连接的感应装置和发声装置，感应装置包括感应极、感应电路以及连接两者之间的保护装置、放大电路和杨声器，发声装置与感应装置的连接，其作用一方面采用语音报警方式，相比传统的单声光报警，不仅更直观，还具有指示和指导的作用；另一方面，装置为一体化的小巧构造，可以与接地棒封为一体，不占用额外空间，操作与使用方便。

关键词：安全 验电 语音 报警

中图分类号：S763 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0072-02

电力设备接地状况的好坏直接关系到整个电力系统的安全，在设备运行接地连接之前，需要先进行验电工作，但由于工作人员的疏忽大意等因素，经常会未经验电便盲目地进行接地操作，这样很容易发生人身伤亡或设备损坏事故。接地棒报警器的目的是提供一种用于高压电网接地棒的语音报警装置，它利用感应原理，能在工作人员误操作或疏忽操作进及时报警提醒，以引起人员的注意，达到报警保护的作用。

此次探讨的是涉及电力接地装置技术领域，尤其涉及一和用于一高压电网接地棒的语音报警装置。应采用封闭式的设计，装置整体外围设置防护外壳，以做到有效地防水、防尘，防护外壳外要涂绝缘漆层，可以有效防止高压感应电对装置的影响，装置整体潜入待使用的接地棒中内，安装于接地线夹下端位置，由固定螺丝坚固，触摸感应可以连接接地棒的线夹或螺丝，金属感应极嵌于接地线夹附近，棒身上设置相对应的杨声器开口。报警装置内部还包括高压隔离保护电路，所以起到综合性的保护、指导、报警功能，当工作人员触摸到线夹或压线螺丝，或者是接地棒线夹与带电体按近安全距离时，都会启动语音报警。

此方案一方面因为语音报警装置的设计使报警方式更加直观，相比传统的简单声光报警方式，还多了提示与指导效果，另一方面，装置呈现一体化的小巧构造，可以与接地棒封装为一体，不占用额外空间；报警装置内部还包括高压隔离保护电路，能有效保护装置电路。原理图如图1、图2所示。

说明：（1）语音芯片1：“您好，请您使用接地棒前，先对线路和设备进行验电，再按顺序安装接地极”。

（2）语音芯片2：“高压危险，请先断电”。

（3）当工作人员触摸到线夹或压线螺丝时，“触摸感应处理电路”工作，启动“语音芯片1”；当工作人员忘了验电和设备及线路带电时、接地棒线夹与带电体接近安全距离时，“高压感应处理电路”工作，启动“语音芯片2”，同时，“保护电路”隔离高压电，防止人身触电伤亡事故发生、“触摸感应处理电路”被烧坏。

具体措施：报警装置内部包括高压隔离保护电路，设置于感应极与感应电路之间，其作用在与有效隔离高电压与大电流，使装置在接地棒上的应用更加安全可靠。电源分别连接报警器的感应装置和发生装置，感应装置包括感应模块和感应极，感应电路以及连接两者的保护模块，感应极包括金属感应极与触摸感应极，感应电路包括触摸感应处理电路高压感应处理电路，保护电路为高压隔离保护电路，语音处理模块两片语音芯片。发声模块包括顺次连接的语音处理模块、放大电路，与杨声器发声模块与感应电路连接。

电源置于接地棒的尾部，电源采用锂电充电式，即装置由外源充电的金锂电池供电源，电池电压范围可取4～6 V，如4.7 V接地棒的尾部设置有电池充电孔，与充电指示灯连接，可实现充电及指示功能，在接地棒身的明显部位设置装置开关，当取用接地棒时，操作和试验人员通过按下开关试验按钮，使整个报警装置处于待测状态。

高压电网接地棒的语音报警装置的电源也采用光伏电式，即装置由太阳能充电的光伏电池供源，电池电压范围可取4～6 V，接地棒尾端表面设置光伏阵列，可实现对太阳能的吸收，并转换成电能为装置供源。

报警装置可采用封闭式的设计装置整体外围为保护外壳，有做到有效地防水、防尘防护外壳，外涂有绝缘漆层，可以有效防止高压感应电对装置的影响，装置整体嵌入待使用的接地棒内，靠近接地线夹处，由固定螺丝紧固，触摸感应极连接接地棒线夹或压线螺丝，金属感应极嵌入线夹处，棒身开口对应报警器装置扬声器。

当工作人员摸摸到线夹或线夹螺丝时，第一语音芯片所在电路通，触摸感应处理电路工作，启动第一块语音芯片，播报语音可以设置为“你好，请你使用接地棒前，先对线路和设备进行验电，再按顺序安装接地极”，工作人员便可以依照指导进行操作；当工作人员忘记验电或设备及线路带电时，接地棒线夹与带电体接近安全距离时，第二块语音芯片所在支持导通，高压感应处理电路工作，启动第一块语音芯片，播报语音可以设置为“高压危险，请先断电”，可以有效避免危险的发生，其中，安全距离可以根据高压电网等级进行区别设置。

结语

以上所述是此次技术探讨的较佳实施措施，例如该装置的安装位置及附图中所展示的接地棒样式等，并非对该设计作任何形式上的限制。凡是此次设计的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于此次技术方案的范围内。接地棒的语音报警装置能有效保护人身及装置安全，在得到更多的电力施工及检修场所的验证后，方可呈现综合性的保护、指导、报警功能。今后是值得推广与使用的。在此为保证报警器的可靠使用，验电语音报警器必须根据电力安全工作规程规定的期限，定期进行预防性试验，如指示灯指示和语音强度变弱（包括异常），应及时更换电池。携带与保管时不要用带腐蚀化学溶剂和洗涤剂等溶液擦拭。保持清洁。

参考文献

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[2] 曹宇，魏丰，胡士毅.用51单片机控制RTL8019AS实现以太网通讯[J].电子技术应用，2003（1）：1-23.