CN112282494B - 一种变电站防误入带电间隔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站防误入带电间隔装置，包括围栏杆，所述围栏杆的内侧固定安装有围栏网，所述围栏网的下端中部固定安装有防尘壳，所述防尘壳的内腔固定安装有电磁铁。本发明通过电磁铁连接断电器内部电源端，当断电器正常运行时，利用半导体组底端凹凸不平的槽道，构成局部不均匀的空隙，当高压电流流经线圈顶端弧部处，使空隙处发生电晕现象，利用电晕所产生电流及光晕，可使半导体组呈非平衡状态，其中，N型半导体电子为多数载流子，且电子带负电，利用正极板表面汇聚正电荷，因正负电荷之间存在电荷吸引，因此N型半导体一端会吸引正极板的一端，进而使正极板发生逆时针翻转，从而带动三角警示牌竖立摆放。

Description

一种变电站防误入带电间隔装置

技术领域

本发明属于变电站设备技术领域，具体涉及一种变电站防误入带电间隔装置。

背景技术

变电站是一种利用电力***将电压及电流进行交换，接受和分配电能的场地，是日常用电所不可缺失的来源地，变电站一般划分为多个带电间隔进行不同区域供电，每个带电间隔内一般包括母线、避雷器、电压互感器、电流互感器、隔离开关以及断路器等设备，由断路器控制其他相关供电设备，以保证带电间隔的安全，另外，在带电间隔外，还分别对应设置有防护围栏，以保证工作人员的安全。

对于变电站的维护和检修，当带电间隔内设备发生故障时，由后台人员检测并发现，而后将此区域内断电器进行及时关闭，切断电源，使其区域暂时停止供电后，由相关人员对待维修区域***栏，进行摘除警示牌操作，以便提示相应维修人员要进入此区域进行修理和维护，因围栏上高压警示牌不具备及时检测的功能，因而当相关设备发生故障时，若相关人员未能及时进行摘牌提示，当维修人员到区域间隔进行维修时，易发生误入带电间隔的操作，一旦维修人员进入到错误的带电间隔，其必然会发生触电身亡的危险事故，此事故不仅造成供电设备损坏，而且极大的危害了维修人员的生命安全。

发明内容

针对背景技术中提出的现有变电站在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种变电站防误入带电间隔装置，具备围栏自动检测相应带电间隔状态，并及时更换自身警示牌状态，以保证维修人员安全的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种变电站防误入带电间隔装置，包括围栏杆，所述围栏杆的内侧固定安装有围栏网，所述围栏网的下端中部固定安装有防尘壳，所述防尘壳的内腔固定安装有电磁铁，所述电磁铁的顶端上方固定安装有半导体组，所述半导体组的内侧中部活动安装有正极板，所述正极板的一端下部固定安装有三角警示牌，所述正极板的中部固定安装有导电杆，所述导电杆的一端固定套接有蓄电池，所述蓄电池的一端中部固定安装有两个挡板。

进一步，所述半导体组包括本征半导体，所述本征半导体的底端固定安装在电磁铁的顶端上方，所述本征半导体的一侧固定安装有N型半导体，所述本征半导体的另一侧固定安装有P型半导体。

进一步，所述本征半导体的底端开设有槽道，且槽道的大小不一致。

进一步，所述防尘壳靠近围栏网的一端开设有孔，且孔所在位置正对电磁铁的外部所缠绕线圈及半导体组的底端槽道凹陷处。

进一步，所述导电杆的一端固定套接在蓄电池的正极端，且其一端底部设置方形凸出板。

有益效果：

本发明通过电磁铁连接断电器内部电源端，使其给予电磁铁外部所绕线圈供电，当断电器正常运行，即带电间隔无故障异常时，利用半导体组底端凹凸不平的槽道，与电磁铁外部所缠绕的线圈顶端弧部，构成两者之间局部不均匀的空隙，当高压电流流经线圈顶端弧部处，因其弧部电场集中，且相触的半导体结构不均匀，当弧部位置场强达到一定数值后，其线圈顶端弧部附近的空气会发生局部电离，且产生蓝色荧光，即空隙处发生电晕现象。通过设置电磁铁和半导体组构件，由蓝色电晕所产生的电流及蓝色荧光光晕，使得N型半导体与正极板带异种电荷，P型半导体与正极板带同种电荷，由此，可实现通电状态，三角警示牌因正极板发生逆时针翻转，从而竖立垂直摆放，而断电状态时，三角警示牌水平倾倒摆放，即实现围栏自动检测带电间隔状态，并及时更换自身警示牌状态，以保证维修人员安全的效果。

附图说明

图1为本发明结构立体示意图；

图2为本发明电磁铁及半导体组等结构正视示意图；

图3为本发明正极板立体示意图；

图4为本发明半导体组立体示意图。

图中：1、围栏杆；2、围栏网；3、防尘壳；4、电磁铁；5、半导体组；501、本征半导体；502、N型半导体；503、P型半导体；6、正极板；7、三角警示牌；8、导电杆；9、蓄电池；10、挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种变电站防误入带电间隔装置，包括围栏杆1，围栏杆1的内侧固定安装有围栏网2，围栏网2的下端中部固定安装有防尘壳3，避免该变电站防误入带电间隔装置在使用时，受到灰尘污染，进而影响相应的电荷利用及运动，防尘壳3的内腔固定安装有电磁铁4，电磁铁4的顶端上方固定安装有半导体组5，半导体组5的内侧中部活动安装有正极板6，正极板6的一端下部固定安装有三角警示牌7，通过电磁铁4连接断电器内部电源端，使其给予电磁铁4外部所绕线圈供电，当断电器正常运行，即带电间隔无故障异常时，利用半导体组5底端凹凸不平的槽道，与电磁铁4外部所缠绕的线圈顶端孤部，构成两者之间局部不均匀的空隙，当高压电流流经线圈顶端弧部处，因其弧部电场集中，且相触的半导体结构不均匀，当弧部位置场强达到一定数值后，其线圈顶端弧部附近的空气会发生局部电离，且产生蓝色荧光，即空隙处发生电晕现象，当电晕产生时，其***产生带电离子，形成放电电流，导至半导体组5中本征半导体501中，当带电离子流进入半导体组5内时，其一侧的P型半导体503内空穴吸引带电正离子，另一侧的N型半导体502体内正离子吸引带电负离子，使得两侧P型半导体503、N型半导体502呈现不同载流子状态，此外，当电晕蓝光闪烁时，因半导体组5内部含有硅材料，其散射的光子被硅材料吸收，光子的能传递给硅原子，使其电子发生了跃迁，成为自由电子，依据电子正负不同的特性，依次在P、N两端分别聚集，从而形成电位差，综上而知，利用电晕所产生电流及光晕，可使半导体组5呈非平衡状态，其中，P型半导体503空穴为多数载流子，且空穴带正电，N型半导体502电子为多数载流子，且电子带负电，通过蓄电池9给予正极板6提供正极电流，使得正极板6表面汇聚正电荷，因正负电荷之间存在电荷吸引，因此N型半导体502一端会吸引正极板6的一端，而P型半导体503一端会给予正极板6另一端斥力，进而使正极板6发生逆时针翻转，从而带动三角警示牌7竖立垂直摆放，反之，当断路器断开，即带电间隔有故障异常时，电磁铁4外部线圈失去供电，进而半导体组5两侧P型半导体503、N型半导体502失去正负载流子特性，正极板6失去电荷吸力，因三角警示牌7位于正极板6一侧，因而正极板6靠近N型半导体502的一端，重量大于另一端，因而发生向下倾斜，从而实现正极板6复位，三角警示牌7水平倾倒摆放，即实现围栏自动检测带电间隔状态，并及时更换自身警示牌状态，以保证维修人员安全的效果，正极板6的中部固定安装有导电杆8，导电杆8的一端固定套接有蓄电池9，蓄电池9的一端中部固定安装有两个挡板10，挡板10分别位于导电杆8的上下两端，当正极板6进行逆向翻转或者倾倒复位时，可有效的限定其可活动的范围区域，以保证正常时，三角警示牌7竖直摆放，故障时，三角警示牌7水平摆放。

其中，半导体组5包括本征半导体501，本征半导体501的底端固定安装在电磁铁4的顶端上方，本征半导体501的一侧固定安装有N型半导体502，本征半导体501的另一侧固定安装有P型半导体503，因半导体具有良好的导电性能，当电磁铁4周围产生电晕现象时，利用半导体的导电性，可将电晕所放电流传递吸收，在避免电晕危害的同时，也可利用电晕所产生带电离子，通过P型半导体503以及N型半导体502进行电荷再分配，进而可达到吸引正极板6一端的目的。

其中，本征半导体501的底端开设有槽道，且槽道的大小不一致，利用槽道与电磁铁4所绕线圈顶端弧部，产生不均匀的空隙，使得线圈周围更易产生电晕现象，因线圈顶端弧部弯曲凸出，电场分布集中，当局部位置的电压场强达到一定数值时，空隙中的气体发生电离，产生电晕，槽道凸出部分紧贴线圈，可有效阻碍电晕损害线圈，及时传递吸收电晕所放电流。

其中，防尘壳3靠近围栏网2的一端开设有孔，且孔所在位置正对电磁铁4的外部所缠绕线圈及半导体组5的底端槽道凹陷处，可保证电磁铁4与半导体组5之间所产生的空隙，有流动空气经过，有利于电晕现象的产生，进而促进半导体组5对电晕放电的加以利用。

其中，导电杆8的一端固定套接在蓄电池9的正极端，且其一端底部设置方形凸出板，当正极板6进行逆向翻转或者倾倒复位时，其一端底部的方形凸出板可有效的被挡板10阻挡在限定位置处，以保证在断电器正常时，三角警示牌7竖直摆放，当断电器故障时，三角警示牌7水平摆放。

本发明的使用方法（工作原理）如下：

首先将电磁铁4外部所缠绕线圈的端头接通断电器的电源端头，待接通完毕后，等待一段时间，当线圈顶端弧部的电场强度达到一定数值后，其周围开始产生电晕放电现象，当电晕产生时，其释放的带电离子电流被接触的半导体组5所传导，并根据P型半导体503、N型半导体502两侧的不同的电离子吸引，使P型半导体503、N型半导体502分别携带正、负不同状态的载流子，当半导体组5进行导消电晕时，通过蓄电池9给予正极板6通电，使正极板6表面携带正电荷，待N型半导体502内部聚集大量负离子后，其产生负电荷，因正负电荷存在电荷吸引力，进而正极板6的一端被N型半导体502所吸引过去，从而使正极板6发生逆时针的九十度翻转，令三角警示牌7竖直摆放，警示文字正面展示而出。

若带电间隔内设备发生故障，断电器断开，则电磁铁4所绕线圈失去供电，进而使半导体组5失去两侧携带正负不同电荷的状态，因此，N型半导体502失去对正极板6一端的吸引力，因三角警示牌位于正极板6靠近N型半导体502的一侧，因而其重量大于另一侧，当正极板6失去电荷吸力时，其因重量偏差而发生倾倒，从而实现三角警示牌7向下倾倒，掩盖警示文字的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种变电站防误入带电间隔装置，包括围栏杆（1），其特征在于：所述围栏杆（1）的内侧固定安装有围栏网（2），所述围栏网（2）的下端中部固定安装有防尘壳（3），所述防尘壳（3）的内腔固定安装有电磁铁（4），所述电磁铁（4）的顶端上方固定安装有半导体组（5），所述半导体组（5）的内侧中部活动安装有正极板（6），所述正极板（6）的一端下部固定安装有三角警示牌（7），所述正极板（6）的中部固定安装有导电杆（8），所述导电杆（8）的一端固定套接有蓄电池（9），所述蓄电池（9）的一端中部固定安装有两个挡板（10），所述半导体组（5）包括本征半导体（501），所述本征半导体（501）的底端固定安装在电磁铁（4）的顶端上方，所述本征半导体（501）的一侧固定安装有N型半导体（502），所述本征半导体（501）的另一侧固定安装有P型半导体（503）；

所述本征半导体（501）的底端开设有槽道，且槽道的大小不一致；

所述防尘壳（3）靠近围栏网（2）的一端开设有孔，且孔所在位置正对电磁铁（4）的外部所缠绕线圈及半导体组（5）的底端槽道凹陷处；

所述导电杆（8）的一端固定套接在蓄电池（9）的正极端，且其一端底部设置方形凸出板；

一种变电站防误入带电间隔装置的工作原理如下：

首先将电磁铁（4）外部所缠绕线圈的端头接通断电器的电源端头，待接通完毕后，等待一段时间，当线圈顶端弧部的电场强度达到一定数值后，其周围开始产生电晕放电现象，当电晕产生，其释放的带电离子电流被接触的半导体组（5）所传导，并根据P型半导体（503）、N型半导体（502）两侧的不同的电离子吸引，使P型半导体（503）、N型半导体（502）分别携带正、负不同状态的载流子，当半导体组（5）进行导消电晕，通过蓄电池（9）给予正极板（6）通电，使正极板（6）表面携带正电荷，待N型半导体（502）内部聚集大量负离子后，其产生负电荷，因正负电荷存在电荷吸引力，进而正极板（6）的一端被N型半导体（502）所吸引过去，从而使正极板（6）发生逆时针的九十度翻转，令三角警示牌7竖直摆放，警示文字正面展示而出；

带电间隔内设备发生故障，断电器断开，则电磁铁（4）所绕线圈失去供电，进而使半导体组（5）失去两侧携带正负不同电荷的状态， N型半导体（502）失去对正极板（6）一端的吸引力，三角警示牌位于正极板（6）靠近N型半导体（502）的一侧，其重量大于另一侧，当正极板（6）失去电荷吸力，其因重量偏差而发生倾倒，从而三角警示牌（7）向下倾倒。

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