高压试验安全围栏的报警控制系统

技术领域

本发明涉及电气控制领域，具体涉及一种高压试验安全围栏的报警控制系统。

背景技术

高压电气设备在制造或检修过程中，由于材质或工艺存在瑕疵，或者由于操作人员的一时疏忽，在高压电气设备内部留下潜伏性的缺陷。如果将存在缺陷的高压电气设备投入电力系统运行，有的当时就会发生事故；有的虽然暂时不发生事故，但在运行一段时间后，由于受电动力、湿度和温度等的作用，原有的缺陷进一步发展，最后也会扩大为事故。高压电气设备在运行中发生事故，通常会引起严重后果，不仅设备损坏，而且造成线路跳闸，供电中断，严重影响社会生活秩序和生产活动。为了防止高压电气设备在投入运行时或运行中发生事故，必须对高压电气设备进行高压试验，以便及时发现设备中潜伏的缺陷。因此高压试验是防止电气事故的重要手段，对电力系统安全运行具有重要意义。

目前在高压试验过程中，即使在高压电气设备的试验场地安装了安全围栏建立带电隔离区，并在安全围栏上标注警示标识，以试图防止人员误入带电隔离区，但是人员误入带电隔离区的事故仍然时有发生，甚至在高压试验过程中，个别工作人员不经确认安全围栏内是否还有其他人员，就直接接通电源进行试验，极易引起安全事故。

而且高压电气设备的内部电路与金属外壳之间的绝缘层常常因各种原因而损坏，产生漏电或击穿现象并使金属外壳带电，不但容易导致设备损坏，甚至会发生人身伤害事故。所以，在对高压电气设备进行高压试验之前，必须将其金属外壳接地，一旦产生漏电，立刻通过内部电路的保护装置切断电气设备的电源，保障人身安全。

但是高压电气设备往往会因各种原因导致地线断路，例如漏接地线，或者虽接有地线，接地点已腐蚀或接地电阻过大，工作人员仅凭肉眼无法察觉，造成极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种高压试验安全围栏的报警控制系统，可以对高压电气设备的地线通断进行检测，并根据现场情况自行进行电源输入的通断控制，大大减少带电隔离区的安全隐患，增加现场工作人员的工作效率。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种高压试验安全围栏的报警控制系统，包括一机壳，所述机壳壳体内设有三相输电线和接地线，所述三相输电线的输入端与输出端之间设置三相刀闸，所述三相刀闸与三相输电线输出端之间以及接地线上设置第一漏电保护开关，所述三相输电线任一相线的输入端与接地线之间设置一地线通断检测单元，所述三相刀闸与第一漏电保护开关之间设置一感应检测单元，所述第一漏电保护开关与三相输电线输出端之间以及接地线上设置一通电控制单元，所述三相输电线、接地线的输入端与输出端均与设置在机壳壳体外部的多个接线端子对应电连接。

优选地，所述地线通断检测单元包括一地线断开指示灯与第三继电器，所述第三继电器、地线断开指示灯均设置在三相输电线任一相线的输入端与第一漏电保护开关的零线接入端之间，所述地线断开指示灯的一端与三相刀闸的任一进线端通过第三继电器的常开触点组连接，所述地线断开指示灯的另一端与第一漏电保护开关的零线接入端电连接，所述第一漏电保护开关的零线接入端与第三继电器的线圈一端电连接，所述第三继电器的线圈另一端通过第二漏电保护开关与三相输电线任一相线的输入端连接，所述第二漏电保护开关与三相输电线任一相线的输入端之间设有一地线通断试验按钮。

优选地，所述感应检测单元包括一主控电路板，所述主控电路板的信号输入端与一用于感应人体的传感器电连接，所述主控电路板的信号输出端与第一继电器的线圈电连接，所述主控电路板的电源输入端与一整流电源的输出端电连接，该整流电源设置在三相刀闸的任一出线端与第一漏电保护开关的零线接入端之间；

所述通电控制单元设置在第一漏电保护开关的任一火线接出端与零线接出端之间，所述通电控制单元包括一试验运行指示灯、一接触器，所述接触器的线圈一端通过第三继电器的常闭触点组与第一漏电保护开关的零线接出端连接，所述接触器的线圈另一端通过第一继电器的常开触点组连接第一漏电保护开关的任一火线接出端，所述第一漏电保护开关的各火线接出端通过接触器的第一常开触点组与三相输电线各相线的输出端对应连接，所述试验运行指示灯的一端与第一漏电保护开关的任一火线接出端电连接，所述试验运行指示灯的另一端与第一漏电保护开关的零线接出端之间通过接触器的第二常开触点组连接。

优选地，包括一无线遥控器，所述主控电路板上设有一遥控信号接收模块，用于接收无线遥控器发出的信号。

优选地，所述主控电路板的信号输入端与一用于感应安全围栏状态的接近开关电连接。

优选地，所述主控电路板的信号输出端与一报警装置电连接。

优选地，所述三相刀闸的任一出线端与第一漏电保护开关的零线接入端之间设有第二继电器，所述第一漏电保护开关的零线接入端与三相输电线任一相线的输入端之间设有一电源安全指示灯，所述电源安全指示灯的一端通过第二继电器的常闭触点组与三相输电线任一相线的输入端连接。

优选地，所述第一漏电保护开关的任一火线接入端、零线接入端之间设有一预备指示灯，所述预备指示灯的一端与第一漏电保护开关的任一火线接入端之间依次设置第二继电器的常开触点组、接触器的常闭触点组。

优选地，所述第一继电器的常开触点组与第一漏电保护开关的任一火线接出端之间设有一急停开关。

优选地，所述第三继电器的常闭触点组两端分别连接第三漏电保护开关的进线端、出线端。

本发明包含如下有益效果：所述机壳壳体内设有三相输电线和接地线，所述三相输电线的输入端与输出端之间设置三相刀闸，所述三相刀闸与三相输电线输出端之间以及接地线上设置第一漏电保护开关，所述三相输电线任一相线的输入端与接地线之间设置一地线通断检测单元，所述三相刀闸与第一漏电保护开关之间设置一感应检测单元，所述第一漏电保护开关与三相输电线输出端之间以及接地线上设置一通电控制单元，所述三相输电线、接地线的输入端与输出端均与设置在机壳壳体外部的多个接线端子对应电连接。

优选地，所述地线通断检测单元包括一地线断开指示灯与第三继电器，所述第三继电器、地线断开指示灯均设置在三相输电线任一相线的输入端与第一漏电保护开关的零线接入端之间，所述地线断开指示灯的一端与三相刀闸的任一进线端通过第三继电器的常开触点组连接，所述地线断开指示灯的另一端与第一漏电保护开关的零线接入端电连接，所述第一漏电保护开关的零线接入端与第三继电器的线圈一端电连接，所述第三继电器的线圈另一端通过第二漏电保护开关与三相输电线任一相线的输入端连接，所述第二漏电保护开关与三相输电线任一相线的输入端之间设有一地线通断试验按钮。

优选地，所述感应检测单元包括一主控电路板，所述主控电路板的信号输入端与一用于感应人体的传感器电连接，所述主控电路板的信号输出端与第一继电器的线圈电连接，所述主控电路板的电源输入端与一整流电源的输出端电连接，该整流电源设置在三相刀闸的任一出线端与第一漏电保护开关的零线接入端之间；

所述通电控制单元设置在第一漏电保护开关的任一火线接出端与零线接出端之间，所述通电控制单元包括一试验运行指示灯、一接触器，所述接触器的线圈一端通过第三继电器的常闭触点组与第一漏电保护开关的零线接出端连接，所述接触器的线圈另一端通过第一继电器的常开触点组连接第一漏电保护开关的任一火线接出端，所述第一漏电保护开关的各火线接出端通过接触器的第一常开触点组与三相输电线各相线的输出端对应连接，所述试验运行指示灯的一端与第一漏电保护开关的任一火线接出端电连接，所述试验运行指示灯的另一端与第一漏电保护开关的零线接出端之间通过接触器的第二常开触点组连接。

在进行地线通断检测时，按下地线通断试验按钮，并合上第二漏电保护开关的闸刀，若地线为通路，第二漏电保护开关会自动跳闸，第三继电器线圈没有通电，第三继电器的常开触点组仍为断开状态，地线断开指示灯不会亮，第三继电器的常闭触点组为闭合状态，可以合上三相刀闸，进入高压试验的“预备”状态；

若地线为断路，第二漏电保护开关不会自动跳闸，第三继电器线圈通电，第三继电器的常开触点组为闭合状态，地线断开指示灯亮起，第三继电器的常闭触点组为断开状态，接触器的线圈不会通电，故接触器在三相输电线上的第一常开触点组仍然为断开状态，即使把第一漏电保护开关、三相刀闸全部合上，三相输电线的输出端仍然不会通电，从而起到保护工作人员的作用，并且工作人员可以根据地线断开指示灯的状态判断地线是否有问题，若地线为断路，则必须解决问题后，使地线断开指示灯熄灭，才能进行高压试验以保证人身安全。

地线断开指示灯灭时，将三相刀闸合上，进入高压试验的“预备”状态，整流电源通电后，给主控电路板供电，使第一继电器的线圈通电，第一继电器的常开触点组为闭合状态，此时接触器的线圈通电，接触器的第一常开触点组、第二常开触点组均为闭合状态，试验运行指示灯亮起，此时可以将第一漏电保护开关合上，使市电可以从三相输电线的输入端传输到输出端，通过机壳外部的接线端子传输到后续的高压试验设备中，进入高压试验。

在高压试验中，用于感应人体的传感器若监测到有人进入安全围栏中的带电隔离区，主控电路板停止给第一继电器的线圈供电，原本处于闭合状态的第一继电器的常开触点组会立刻断开，停止给高压试验设备送电，以保证人员安全。

若工作人员进入带电隔离区进行如给设备重新接线等试验操作时，其他工作人员误将三相刀闸合、第一漏电保护开关合上，高压试验设备仍然不会通电，大大降低了安全隐患。

优选地，包括一无线遥控器，所述主控电路板上设有一遥控信号接收模块，用于接收无线遥控器发出的信号，通过遥控信号将用于感应人体的传感器在开启/关闭状态之间切换。

优选地，所述主控电路板的信号输入端与一用于感应安全围栏状态的接近开关电连接，以保证只有安全围栏的状态为闭合时，三相输电线才能给高压试验设备送电，若安全围栏未放置好，安全围栏的状态为开启时，接近开关发送信号给主控电路板，主控电路板停止给第一继电器的线圈供电，原本处于闭合状态的第一继电器的常开触点组会立刻断开，停止给高压试验设备送电，以保证人员安全。

优选地，所述主控电路板的信号输出端与一报警装置电连接，传感器若监测到有人进入安全围栏中的带电隔离区，主控电路板通过报警装置发出警报，引起工作人员的注意。

优选地，所述三相刀闸的任一出线端与第一漏电保护开关的零线接入端之间设有第二继电器，所述第二继电器的线圈一端与第一漏电保护开关的零线接入端电连接，所述第二继电器的线圈另一端与三相刀闸的任一出线端电连接，用于控制电源安全指示灯、预备指示灯的状态。

所述第一漏电保护开关的零线接入端与三相输电线任一相线的输入端之间设有一电源安全指示灯，所述电源安全指示灯的一端通过第二继电器的常闭触点组与三相输电线任一相线的输入端连接，所述电源安全指示灯的另一端连接第一漏电保护开关的零线接入端，工作人员可以通过电源安全指示灯的状态判断感应检测单元是否通电。

优选地，所述第一漏电保护开关的任一火线接入端、零线接入端之间设有一预备指示灯，所述预备指示灯的一端与第一漏电保护开关的任一火线接入端之间依次设置第二继电器的常开触点组、接触器的常闭触点组，所述预备指示灯的另一端与第一漏电保护开关的零线接入端电连接，工作人员可以通过预备指示灯的状态判断通电控制单元是否通电，以确定是否进入下一步工作。

优选地，所述第一继电器的常开触点组与第一漏电保护开关的任一火线接出端之间设有一急停开关，该急停开关的按钮设置在机壳壳体外部，以供工作人员在紧急情况下通过快速按下此按钮强制停止给后续的高压试验设备送电。

优选地，所述第三继电器的常闭触点组两端分别连接第三漏电保护开关的进线端、出线端，即所述接触器的线圈一端通过第三漏电保护开关与第一漏电保护开关的零线接出端连接，所述第三漏电保护开关的进线端与第一漏电保护开关的零线接出端连接，所述第三漏电保护开关的出线端与接触器的线圈一端连接，在不需要外接地线的其他试验中，可合上第三漏电保护开关，强制送电。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，一种高压试验安全围栏的报警控制系统，包括一机壳1，所述机壳1壳体内设有三相输电线和接地线，所述三相输电线的输入端与输出端之间设置三相刀闸HK，所述三相刀闸HK与三相输电线输出端之间以及接地线上设置第一漏电保护开关QF-1，本实施例中，第一漏电保护开关QF-1的零线接入端连接中性线的接入端，所述中性线的接入端与接地线电连接，即可以将中性线的接入端视为接地线的接入端，中性线的接出端视为接地线的接出端。所述三相输电线任一相线的输入端与接地线之间设置一地线通断检测单元，所述三相刀闸HK与第一漏电保护开关QF-1之间设置一感应检测单元，所述第一漏电保护开关QF-1与三相输电线输出端之间以及接地线上设置一通电控制单元，所述三相输电线、接地线的输入端与输出端均与设置在机壳1壳体外部的多个接线端子对应电连接。

本实施例中，所述地线通断检测单元包括一地线断开指示灯5与第三继电器J3，所述第三继电器J3、地线断开指示灯5均设置在三相输电线任一相线的输入端与第一漏电保护开关QF-1的零线接入端之间，所述地线断开指示灯5的一端与三相刀闸HK的任一进线端通过第三继电器J3的常开触点组连接，所述地线断开指示灯5的另一端与第一漏电保护开关QF-1的零线接入端电连接，所述第一漏电保护开关QF-1的零线接入端与第三继电器J3的线圈一端电连接，所述第三继电器J3的线圈另一端通过第二漏电保护开关QF-2与三相输电线任一相线的输入端连接，所述第二漏电保护开关QF-2与三相输电线任一相线的输入端之间设有一地线通断试验按钮6。

所述感应检测单元包括一主控电路板2，所述主控电路板2的信号输入端与一用于感应人体的传感器3电连接，所述主控电路板2的信号输出端与第一继电器J1的线圈电连接，所述主控电路板2的电源输入端与一整流电源4的输出端电连接，该整流电源4设置在三相刀闸HK的任一出线端与第一漏电保护开关QF-1的零线接入端之间；

本实施例中，所述主控电路板2为PLC控制器，所述主控电路板2上设有一遥控信号接收模块，用于接收无线遥控器发出的信号，通过遥控信号将用于感应人体的传感器3在开启/关闭状态之间切换，本实施例中，所述遥控信号接收模块通过接收天线8接收无线遥控器发出的信号。

所述主控电路板2的信号输入端与一用于感应安全围栏状态的接近开关9电连接，以保证只有安全围栏的状态为闭合时，才能给高压试验设备送电，若安全围栏未放置好，安全围栏的状态为开启时，接近开关9发送信号给主控电路板2，主控电路板2停止给第一继电器J1的线圈供电，原本处于闭合状态的第一继电器J1的常开触点组会立刻断开，停止给高压试验设备送电，以保证人员安全。

所述主控电路板2的信号输出端与一报警装置10电连接，传感器3若监测到有人进入安全围栏中的带电隔离区，主控电路板2通过报警装置10发出警报，引起工作人员的注意，本实施例中，所述报警装置10为蜂鸣器。

所述通电控制单元设置在第一漏电保护开关QF-1的任一火线接出端与零线接出端之间，所述通电控制单元包括一试验运行指示灯7、一接触器KM，所述接触器KM的线圈一端通过第三继电器J3的常闭触点组与第一漏电保护开关QF-1的零线接出端连接，所述接触器KM的线圈另一端通过第一继电器J1的常开触点组连接第一漏电保护开关QF-1的任一火线接出端，所述第一漏电保护开关QF-1的各火线接出端通过接触器KM的第一常开触点组与三相输电线各相线的输出端对应连接，所述试验运行指示灯7的一端与第一漏电保护开关QF-1的任一火线接出端电连接，所述试验运行指示灯7的另一端与第一漏电保护开关QF-1的零线接出端之间通过接触器KM的第二常开触点组连接。

本实施例中，所述三相刀闸HK的任一出线端与第一漏电保护开关QF-1的零线接入端之间设有第二继电器J2，所述第一漏电保护开关QF-1的零线接入端与三相输电线任一相线的输入端之间设有一电源安全指示灯11，所述电源安全指示灯11的一端通过第二继电器J2的常闭触点组与三相输电线任一相线的输入端连接，所述电源安全指示灯11的另一端连接第一漏电保护开关QF-1的零线接入端，工作人员可以通过电源安全指示灯11的状态判断感应检测单元是否通电。

所述第一漏电保护开关QF-1的任一火线接入端、零线接入端之间设有一预备指示灯12，所述预备指示灯12的一端与第一漏电保护开关QF-1的任一火线接入端之间依次设置第二继电器J2的常开触点组、接触器KM的常闭触点组，所述预备指示灯12的另一端与第一漏电保护开关QF-1的零线接入端电连接，工作人员可以通过预备指示灯12的状态判断通电控制单元是否通电，以确定是否进入下一步工作。

本实施例中，所述三相输电线、接地线的输入端与输出端均与设置在机壳1壳体外部的多个接线端子对应电连接，所述三相输电线的输入端依次连接L1端、L2端、L3端的接线端子，所述三相输电线的输出端依次连接A端、B端、C端的接线端子，所述中性线的输入端连接N端的接线端子，所述中性线的输出端连接O端的接线端子，所述接地线的两端分别连接设置在机壳1壳体外部的接地端子。

在进行地线通断检测时，按下地线通断试验按钮6，并合上第二漏电保护开关QF-2的闸刀，本实施例中，接地电阻小于40Ω即地线为通路，第二漏电保护开关QF-2会自动跳闸，第三继电器J3线圈没有通电，第三继电器J3的常开触点组仍为断开状态，地线断开指示灯5不会亮，第三继电器J3的常闭触点组为闭合状态，可以合上三相刀闸HK，进入高压试验的“预备”状态；

本实施例中，接地电阻大于40Ω即地线为断路，第二漏电保护开关QF-2不会自动跳闸，第三继电器J3线圈通电，第三继电器J3的常开触点组为闭合状态，地线断开指示灯5亮起，第三继电器J3的常闭触点组为断开状态，接触器KM的线圈不会通电，故接触器KM在三相输电线上的第一常开触点组仍然为断开状态，即使把第一漏电保护开关QF-1、三相刀闸HK全部合上，三相输电线的输出端仍然不会通电，从而起到保护工作人员的作用，并且工作人员可以根据地线断开指示灯5的状态判断地线是否有问题，若地线为断路，则必须解决问题后，使地线断开指示灯5熄灭，才能进行高压试验以保证人身安全。

地线断开指示灯5灭时，将三相刀闸HK合上，进入高压试验的“预备”状态，整流电源4通电后，给主控电路板2供电，使第一继电器J1的线圈通电，第一继电器J1的常开触点组为闭合状态，此时接触器KM的线圈通电，接触器KM的第一常开触点组、第二常开触点组均为闭合状态，试验运行指示灯7亮起，此时可以将第一漏电保护开关QF-1合上，使市电可以从三相输电线的输入端传输到输出端，通过机壳1外部的接线端子传输到后续的高压试验设备中，进入高压试验。

在高压试验中，用于感应人体的传感器3若监测到有人进入安全围栏中的带电隔离区，主控电路板2停止给第一继电器J1的线圈供电，原本处于闭合状态的第一继电器J1的常开触点组会立刻断开，停止给高压试验设备送电，以保证人员安全。

若工作人员进入带电隔离区进行如给设备重新接线等试验操作时，其他工作人员误将三相刀闸HK合、第一漏电保护开关QF-1合上，高压试验设备仍然不会通电，大大降低了安全隐患。

本实施例中，所述第一继电器J1的常开触点组与第一漏电保护开关QF-1的任一火线接出端之间设有一急停开关13，该急停开关13的按钮设置在机壳1壳体外部，以供工作人员在紧急情况下通过快速按下此按钮强制停止给后续的高压试验设备送电，本实施例中，所述急停开关13为常闭急停开关。

所述第三继电器J3的常闭触点组两端分别连接第三漏电保护开关QF-3的进线端、出线端，即所述接触器KM的线圈一端通过第三漏电保护开关QF-3与第一漏电保护开关QF-1的零线接出端连接，即所述第三漏电保护开关QF-3的进线端与接地线的输出端连接，所述第三漏电保护开关QF-3的出线端与接触器KM的线圈一端连接，在不需要外接地线的其他试验中，可合上第三漏电保护开关QF-3，强制送电。

本实施例中，设有非受控电源座、受控电源座，所述受控电源座可以设置在三相输电线的输出端与接地线的输出端之间，可以受到接触器KM的控制；

所述非受控电源座可以设置在三相刀闸HK与第一漏电保护开关QF-1之间以及接地线上，非受控电源座通电与否，不会受到接触器KM的控制，只受到三相刀闸HK的控制。

在高压试验前，本发明的操作步骤如下所示：

1）将三相输电线、接地线、中性线的输入端、输出端依次与机壳1壳体外部的接地端子一一对应连接。

2）高压试验设备此时无电，工作人员可对高压试验设备的线路进行操作更改。

3）工作人员操作完毕后，合上第二漏电保护开关QF-2，按下地线通断试验按钮6，地线断开指示灯5亮起，判断地线为通路/断路：

①若第二漏电保护开关QF-2自动跳闸，说明接地电阻小于40Ω，即地线为通路，地线断开指示灯5熄灭，进入高压试验的“预备”状态；

②若第二漏电保护开关QF-2没有跳闸，说明接地电阻大于40Ω，地线故障，可能地线为断路，也可能是接地电阻不合格，此时地线断开指示灯5亮起，需要工作人员对地线进行检修；

③在不需要连接地线的情况下，可以使用第三漏电保护开关QF-3，强制送点。

4）在高压试验的“预备”状态下，确认安全围栏的带电隔离区内无人，关闭好安全围栏，合上三相刀闸HK，预备指示灯12亮起，非受控电源座通电，受控电源座没有通电。

5）合上第一漏电保护开关QF-1，预备指示灯12熄灭，试验运行指示灯7亮起，非受控电源座、受控电源座均通电，三相输电线的输入端、输出端的接线端子均通电，可以为高压试验仪器提供所需的电源。

在合上第一漏电保护开关QF-1后，应该立刻使用无线遥控器对主控电路板2发出“警戒启动”的命令，进入警戒监视状态，若有人打开安全围栏，甚至闯入安全围栏，电源会被主控电路板2发出命令自动切断，并通过蜂鸣器发出警报提示工作人员有人闯入。

6）试验完毕，先关闭所有试验仪器的电源，再依次关闭第一漏电保护开关QF-1、三相刀闸HK。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。