近电作业安全监控预警装置的研发

近电作业安全监控预警装置的研发

张红岗1张大彬1郭彪2张志君2

(1.国网青海省电力公司海东供电公司810600;2.内蒙古电力（集体）有限责任公司薛家湾供电局010300)

摘要：随着高压电取得了高速发展以后，各种触电事故就也一直成为一种安全威胁，特别是机械施工的触电跳闸更是频繁产生。数据显示，机械触电导致的人死亡以及引发的规模式的断电对社会产生很大的经济损失。以电场强度测量技术为背景，本文对机械车辆接近高压电线时的预保护装置进行了研究和设计。

关键词：近电作业；安全监控；预警装置

伴随科技的不断进步和生产力的持续发展，近年以来电网的规模也在日新月异地发展着，一方面电力推动了社会的进步，另一方面潜在的危害也是不容小觑的。自从高压电产生到今天为止，触电的事故就一直伴随在人们的生产生活过程中，特别是机械施工所带来的触电跳闸事件也在层出不穷。就我国而言，触电导致的断电情况影响了居民的日常生活，甚至有近电作业触电而导致的人员死伤，而且因此所引发的规模化断电更是伴随着庞大的经济损失，所以急需对近电作业的安全进行实时监控，及时预警及早提醒，防范安全事故的发生。

一、近电预警系统技术指标分析

近电系统的技术指标测量的选定和确定是进行系统设计和进一步研究的基础以及关键，将会对系统设计和进一步研究起到关键作用。近电系统可以通过实现高压交流线路从而完成有关安全距离的预警，在设计的过程里，技术标准要尽可能科学、客观、全面，当设计刚开始时，在和有关项目责任人和管理工作者们进行意见交换的同时，需要注意对近电作业预警器的设计提出相应的要求，并在进行设计的过程里不断进行补充和完善。设计的技术标准在调节的过程中近电预警系统是根据近电作业设计的一种能够完成智能报警的设施，如果近电作业过程和高压输电线路距离小于安全距离时，近电系统就会产生语音报警。此系统由两部分构成，其一是信号收集系统，其二是报警通讯系统。这两者之间是通过无线通讯的方式完成对数据的传递的。近电作业过程中的近电预警系统帮助我们完成了原有的目标，我们所需考虑的状况有几个方面：第一，实现测量的环境条件下需要满足主要设计要求；第二，是系统本身需要满足功能要求。

二、近电预警系统实现功能

电场信号测量及处理:在开启近电预警系统过后，如果近电作业过程中靠近了交流高压输电线的安全距离，所收集到的电场信号在传感器的放大之下，进行A/D的转换后经过单片机编译对比后发送给接收端的报警设施。

双单片机之间的无线联通：由多个单片机控制完成的近电预警系统，假设两者之间的桥梁是无线收发模块，无线收发模块对信号进行判定（判定的内容是是否需要报警），并把结果通过无线模块进行传递，传递给报警设施之后，报警设施上人机互动、灵敏度调节以及边界报警等设施发送给信号收集端，无线通讯模块配有蜂鸣装置，当两者的自检完成可进行通信的时候，会产生“嘟嘟嘟”的声音。

高压输电线等级、灵活度与边界报警的调节界面：在报警设施的功能板上，有个电压等级进行选择的指示按钮，和标有“1”、“2”、“3”的等级报警的三位一体的严重程度开关和相应的指示灯。当发现工地附近的输电线是大于或等于110kV的高压输电线时，需要按下的是≥110kV按钮就行。等级报警装置拨到1-3挡位的任何一个档位，相应的指示灯亮了之后，等级报警装置把信号发送给信号收集装置的过程中，根据之前的设定的相应数值进行对应的判断处置。而将档位进行调整，调整成“边界报警”的这一档时，相应的指示灯也会发亮，这个时候需要长按“待命”按钮来对按钮瞬时的信号强度进行捕捉，并且把信号强度数值记录下之后将其作为判别要求。如若在“边界报警”状态下1分钟内不能按下“待命”按钮，那么界面上2挡的指示灯也会亮，系统会对应2档位进行相应的机动的报警处置。

语音播报功能:电场传感器感受到的电场信号经处理后，被信号采集装置的单片机判断电场信号大于阔值,就无线发送回指示信号，操作室的报警装置接收信号启动语音报警，扬声器发出“有电危险，请勿靠近”的语音提示。

二、结语

本文通过高压输电线电场强度测量技术作为最主要技术手段，对于近电作业过程中靠近高压电线时预警保护系统采取了研究和设计，包含的内容比较广泛，通过近电系统实现的功能进行研究，对近电预警系统的设计要求进行综合之后，对阀值和灵敏程度进行确定，对无线通信进行研究之后，完成了近电预警系统的硬件和软件的实现。通过这些研究，实现了近电作业过程中预警系统的功能需求和可靠性要求,为后续功能的扩展奠定了基础。从现场模拟情况看出，该装置各项性能基本满足近电作业安全监控的要求，后续可根据使用状况改进完善，主要工作要注意对装置灵敏度的设置，需专业人员调试完成，下一步拟依据监控距离和监控物件，在出厂时给定灵敏度设置参照表，现场人员只需按表设置并微调即可完成。

参考文献:

[1]徐义忠.基于FPGA的多通道工频场强监测分析研究[D].上海交通大学，2018.

[2]丁月明.高电压现场施工安全距离报警新技术及样机开发研究[D].华中科技大学，2016.

[3]罗福山，何渝焊，张华伟.电场的标定方法[J].空间科学学报，2017，27(3):223-226.

[4]黄薛凌.智能变电站设备运行及维护探讨[J].中国高新技术企业.2016(05).