一种近电预警器

何丹红

摘 要：在变电站作业中，偶尔会发生检修、试验、运行人员因走错间隔误入带电区域或因操作不当误碰带点部位造成触电伤亡的事故。文章叙述了一种手环式近电预警器的个人安全防护器具，检修、试验、运行佩戴该近电预警器手环误入带电区域或接近带电部位时，当作业人员接近带电体的距离处于手环设定的监控范围时即时发出的警报声，提醒作业人员注意，从而能有效的防止相关人员误入带电区域或误碰带点部位，避免触电伤亡事故发生，起到保证人身安全的作用，产生了良好的经济效应。

关键词：近电预警；电磁感应；蜂鸣器；触电

作业人员在变电站工作时，一般是停电之后进行，但在实际作业当中，在各种因素的影响下，存在作业人员可能误入带电区域、误碰带点部位，就会对人员有生命危险，导致触电伤亡事故发生，造成巨大的人身财产损失，而市面上目前尚无理想的电工保护设施。因此，本文叙述了一种近电预警器，外观设计为手环式，体积小、佩带方便，适用电压范围广，有效防止电力作业人员误入带电区域，避免触电伤亡事故发生。

1 提出问题

电力作业人员在变电站工作时，一般是停电之后进行，但在实际作业当中，在各种因素的影响下，存在高压作业人员可能误碰带点部位、入带电区域，就会造成人员生命危险，导致触电伤亡事故发生，造成巨大的人身财产损失，而市面上目前尚无理想的电工保护设施，因此，本文设计出一种手环式的近电预警装置，在高压作业人员误入带电区域时，及时发出警报提醒高压作业人员已误入带点区域，需及时离开。

2 所要解决的问题

针对目前存在的问题，为了防止触电伤亡事故发生，保障高压电力作业人员的人身安全，本文设计一种适用于高压电力作业人员的警告型辅助用具，具体设计制作一个体积小、便于佩戴、适用电压范围广，从而有效防止高压电力作业人员误入带电区域，避免触电伤亡事故发生，保障高压电力作业人员的人身安全。

本文提出的一种近电预警器，其主要由线、主体结构、表带三部分组成，所述近电预警器的外观设计为手环式，通过表带将近电预警器佩戴在检修作业人员手上，其使用十分方便。所述主体结构包括预警器表盘，所述预警器表盘上设有功率调整模块、锅盖蜂鸣器、充电插口、电子和开关，所述天线设置在所述预警器表盘上。

所述预警器表盘外壳由CNC或者SLA激光塑料压制而成，严格密封，有效防止水和潮湿空气进入该近电预警器内部，预警器表盘外壳内装有电子电路及与天线之间的电气连接部分，所述天线为近电预警器的传感器。所述主体结构还设有一个发音腔体和发音孔，用于蜂鸣器的语音预警。所述开关设置在预警器表盘壳体的侧面，该开关为手动试机按钮，用于启动或关闭近电预警器，同时也可以检验近电预警器是否能够正常工作。该近电预警器外壳侧部上还设有充电插口，配置有220V转6V的充电器，内置电池为二次电池，可通过充电器进行充电。

3 近电预警器工作原理

3.1 电路工作原理

当人员进入设定的电压范围内时，无线传感器中导电层马上感应出工频电压u，工频电压u再经过放大、检波和延时后变为直流电压U。

存在：U（直流电压）=K*V

V-阀值电压，工频电压u的有效值；K-比例常数，大小由放大电路中的可调电阻来决定。

v/K-传感器感应电压的临界报警值，v阀值电压是定值，只需适当选择相应的K值，当工频电压u达到或超过预定的临界报警值（v/K）时电路就动作发出警报。

即：当U=v，（即V>=v/K）时，比较电路立即翻转动作，报警器工作。

3.2 无线传感器工作原理

当传感器上的工频感应电压u成为报警器与高压带电体间距离的单值递减函数时，就是一个理想的传感器。但是在实际工作和环境中，现场的带电区域中电场的特征是具有可变性和多样性，而作业人员接近高压带电体时方式的随机性、所处的不同方向，决定了要达到这一理想条件是不可能的。经过研究，发现在对人和带电体之间距离r与电场强度E关系的试验结果中，当人体与带电体间距离r减少时，人体周围的电场虽然发生了较复杂的变化，但主要的变化仍然是场强，并且越接近人体表面越明显，即人体表面场强随r的减少而增加。由于这种手环式的近电预警器是佩戴在人的手腕上，电路中的无线传感器与人体表面更接近，因此，无线传感器导电层间的场强E也随r的减少而增加。

4 手环式近电预警器的应用

本文设计的手环式近电预警器还具有以下用途：

（1）各类电器设备外壳是否漏电：用手环式近电预警器检测时，发出响声即说明电器漏电。

（2）插座是否带电：用手环式近电预警器检测时，发出响声即说明插座有电，没有响声则说明无电，可初步判断插座的好坏，再用其他工具进一步核實。

（3）直流电与交流电的区分：在线路有电的情况下，用手环式近电预警器对线路进行测试，发出声响的是交流电，没有发出声响的是直流电。

（4）导线的相线、零线的区分：用手环式近电预警器检测，靠近就响的导线为相线，靠近不响的导线则为零线。

（5）反窃电：手环式近电预警器可以很简便的查出窃电的位置以及类型，包括用进出线短接分流、一线一地、电压回路断线等方法。

（6）三相负载是否平衡：用近电预警器测试中性点对地电位是否升高，来判断三相电严重不平衡。

（7）接线是否良好：当手环式近电预警器检测导线时，发出不连续的响声，表示接线时可能有线头接触不良或供电电压不稳。

（9）墙内暗线位置：用手环式近电预警器可以很快速的查找出敷设在抹灰层、吊顶、护墙壁板内导线的准确位置。

（10）检查线路的通断：配电柜上大容量的熔断器，可以用手环式近电预警器来检测其内部的熔丝是否烧断，当接近熔断器的电源引线和负荷引线时，如果两条引线都响则说明熔断器完好，若电源引线响，而负荷引线不响，则说明熔断器已烧断断。

5 手环式近电预警器的操作注意事项

（1）定期检查报警器是否能正常工作。

（2）使用前需在带电区域对近电预警器进行检查，按下开关检测是否能够正常发出警报。

（3）使用期间需注意：不能用手接触手环式预警器的表壳及表面；手环近电预警器不能直接接触无绝缘的带电部件和部位；手环近电预警器不能放在两线路距离较近的之间，必须放在线路的外侧进行检测；当相线、零线绞在一起时，则必须将两条线分开一定距离后才能进行检测。

6 结束语

本文叙述的手环式近电预警器，其预警灵敏度高、性能稳定，便于携带，并且具有较好的抗干扰能力，可有效防止作业人员误入带电区域，避免触电伤亡事故发生，保证人身安全的作用，产生了良好的经济效益。为了进一步推广使用，在本文叙述的近电预警器设计的基础上，可在充电续航、外壳材料上进行改进，降低成本，并形成人人能用的产品。

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