（广西电网公司南宁供电局 南宁 530031）
摘要：针对现有安全标示牌易受环境干扰，晚上可视度极差等缺点，在符合规范化标准要求的基础上做了进一步改进，研制了集文字、图样、语音、闪光多维度的警示牌，大大提高了警示力度，可有效降低电力系统事故率，保证工作人员安全。
关键词：人体感应；太阳能；语音；磁性
0引言
在变电站存在许多高压危险区域，为保证人员安全需要在这些区域悬挂“止步!高压危险”等安全标示牌。而且在电力安全工作规程中也有如下规定：凡装有攀登装置的杆塔、变压器、融冰装置等，攀登装置上应设置“禁止攀登，高压危险！”标示牌；高压试验现场应装设遮拦，遮拦与试验设备高压部分应有足够的安全距离，向外悬挂“止步，高压危险！”标示牌[1]等，可见安全标示牌的重要性。但是目前标示牌均为印刷图样及文字，提示维度低，尤其是夜间黑暗时更不具提示功能，而且易受环境的影响，如现场光照差、光照太强或天气不好时，静态的标示牌比较容易被忽略。尤其在风力比较大时，标示牌还常常被风吹掉，起不到相应的安全警示作用，易于出现误入危险区发生人身事故。为了提高警示效果，研发了集文字、图样、语音、闪光多维度警示牌，大大提高了警示力度，可有效降低电力系统事故率，保证工作人员安全。
1设计思路
先通过人体感应、语音报警、太阳能充电三大模块的设计组合成电路如图1，做好内部设计；再依据规范化标准做好文字、图样、闪光、磁性等一些外观特质的东西。
当人靠近带电设备时，警示牌应该可以捕捉到人员的一些信息，再发出报警信号。那么用什么元件可以实现这个功能呢？红外传感器近十年来技术越发成熟，综合考虑决定采用数字智能热释电红外传感器AS312。
AS312是将数字智能控制电路与人体探测敏感元都集成在电磁屏蔽罩内的热释电红外传感器。人体探测敏感元将感应到的人体移动信号通过甚高阻抗差分输入电路耦合到数字智能集成电路芯片上，数字智能集成电路将信号转化成15位ADC数字信号，当PIR信号超过选定的数字阀值时就会有延时的REL电平输出。所有的信号处理都在芯片上完成。
所以，当AS312检测到人体这个热源，温度变化及移动的时候，人体探测敏感元就可以检测到信号，当探头接收到的热释电红外信号超过探头内部的触发阈值之后，内部会产生一个计数脉冲。当探头再次接收到这样的信号，它会认为是接收到了第二个脉冲，一旦在4秒钟之内接收到2个脉冲以后，探头就会产生报警信号，同时REL引脚有高电平触发。另外，只要接收到的信号幅值超过触发阈值的5倍以上，那么，只需要一个脉冲就能触发REL的输出。图2为触发逻辑图示例。对于多次触发情况，输出REL的维持时间从最后一次有效脉冲开始计时。
因此，数字智能热释电红外传感器AS312具有数字信号处理、施密特REL输出、低电压、低功耗能实现更节能、二路差分甚高阻抗传感器输入的特性，用于人体感应的探测是很好的选择。
1.2 语音报警模块
语音报警模块采用PAM8403立体声D类音频功率放大器，相比其他的音频功率放大器，它能够以D类放大器的效率提供AB类功率放大器的性能，采用D类结构，能够以高于85%的效率提供3W功率，是其它放大器不具备的，而且能以低EMI调制方式省去传统的D类放大器输出低通滤波器，所以是便携式应用的理想选择。警示牌该模块最终实现的语音声级是：≮80dB，使靠近带电设备人员能在5米之内听到声音，避免事故发生。
1.3太阳能充电模块
考虑到南宁大部分时间天晴，可采用太阳能电池供电的锂电池充电管理芯片CN3063，如图3。
CN3063是可以用太阳能电池供电的单节锂电池充电管理芯片。该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。内部的8位模拟-数字转换电路，能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用输入电压源的电流输出能力，非常适合利用太阳能电池等电流输出能力有限的电压源供电的锂电池充电应用。
1.4外观设计
外观设计通过以下三步骤完成：一是依据中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程附录H中各标示牌的要求，选择文字颜色和图样；二是在其基础上，在其四周涂层荧光粉，闪闪发光，增加晚上的可视度，三是在其标示牌背面附上黏性比较强的磁性物质，使其能黏在变电站的机构箱或横梁上。
2创新技术
2.1、具有语音提醒功能
由于该标示牌里面有红外感应模块、语音模块、灯光信号模块，所以只要有人靠近安全标示牌，在一定范围内，红外感应就可以识别，同时发出语音提醒，报警灯闪亮，通过视觉、听觉等感官功能，起到提醒作用。
2.2、具有磁性吸附功能
在变电站机构箱、端子箱、构架横梁处，都是铁质物件，所以具有磁性的安全标示牌在变电站是有用武之地的，这样就避免了在风力比较大时，标示牌被风吹掉，起不到相应的安全警示作用。
2.3、具有太阳能充电功能
此标示牌中的电池是具有太阳能充电功能的，所以不用担心电池用完的问题。
2.4、具有防水功能
考虑到雨天安全标示牌的使用及防止损坏，特在标示牌上涂了一层防水物质，很好的解决了这一难题。
2.5、具有反光作用
在警示牌外观上涂了一层荧光物质，具备夜间反光的作用，保证人员晚上作业也能看见警示牌。
3应用效果
我们对上述所制作的变电站太阳能警示牌进行了测试。其悬挂高度以离地面1.5m-1.8m范围为宜，即一般人站立平视时易看到的高度。[2]测试距离分别选择3米、4米和5米，地点选择室外和室内，测试结果如表1所示。
经过实践，变电站太阳能警示牌取得了很好的警示效果，有效防止了人身伤亡和误操作事故的发生。
4 结语
通过变电站太阳能警示牌的制作和应用，我们实现了动静结合，集文字、图样、语音、闪光多维度提醒的警示牌管控，解决了常态化安全标示牌的种种弊端，避免了人身伤亡事故的发生，大大保障了检修人员的安全，值得推广。
参考文献：
[1] Q/CSG510001-2015版《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》
[2] Q/CSG10004-2004电力工作票技术规范
作者简介：
唐小峰（1980--），男，本科学历，工程师，主要从事高压设备试验、验收、维护工作。
论文作者:唐小峰
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：警示牌论文; 标示牌论文; 变电站论文; 语音论文; 太阳能论文; 信号论文; 图样论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;