電力作業接地線安全檢測報警系統設計

曾山　尹蕊++張振杰

電力作業接地線安全檢測報警系統采用GPRS、GPS和嵌入式技術實時檢測輸配電線路接地線狀態，有效防止接地線漏接、漏拆和錯掛，為輸配電線路工作的接地線作業提供了一種實用的保證安全的組織措施和技術措施。

【關鍵詞】接地線 GPRS GPS 安全 報警

1 系統組成

電力作業接地線安全檢測報警系統由以下幾部分組成：位于作業現場的接地檢測器和接地復示裝置、工作負責人（監護人）手持的移動數據終端設備、位于線路工區的后臺維護終端設備。各組成部分描述如下：

1.1 接地復示裝置

接地復示裝置取代原有的接地線夾。接地復示裝置為無源裝置，其接口信號包括1路接地復示信號，1路設備連接指示信號和一根公共信號回線。

接地復示裝置與接地檢測器連接，其作用是向接地檢測器提供接地線連接狀態復示以及接地檢測器和接地復示裝置的連接狀態指示。

1.2 接地檢測器

接地檢測器為便攜式設備，由線路作業班組人員隨身攜帶。現場作業時，作業人員先裝設接地線，然后將接地檢測器與接地線的接地復示裝置通過專用的信號線相連接。

接地檢測器的作用是：檢測接地線連接狀態，定位接地線裝設位置（桿塔號），并具有遠程無線數據傳輸功能。接地檢測器主要由以下幾個功能模塊組成：

（1）輸入端口。用于采集接地狀態和檢測設備連接狀態。

（2）操作按鈕。包括“掛接”按鈕和“拆除”按鈕，現場作業班組通過“掛接”按鈕和“拆除”來確認接地線掛接和接地線拆除。“掛接”和“拆除”按鈕的作用是：和接地復示接點配合，雙重確認接地線掛接和拆除操作。

（3）GPS定位模塊。用于自動實時定位接地線的物理坐標，即經緯度。接地線的經緯度數據，通過無線上傳到作業負責人手持的移動數據終端后，用于判斷接地線所在位置的桿塔或鐵塔編號。

（4）GPRS/SMS 通信模塊。用于向移動數據終端實時無線傳輸檢測到的信息，包括：接地線連接狀態、檢測設備連接狀態、按鈕操作、GPS經緯度數據以及接地檢測器自身工作狀態等等。

（5）LED指示燈。包括接地指示燈、設備狀態指示燈以及電源指示燈。

（6）微處理器。用于實現接地檢測器的各項功能。

（7）電源。采用可充電鋰電池供電。

1.3 移動數據終端

移動數據終端為手持便攜式設備，由作業負責人（監護人）隨身攜帶。

移動數據終端通過GPSR/SMS通信方式接收從多個接地檢測器傳送來的數據，以圖形和列表方式顯示各接地線的掛接位置和狀態，并貯存接地線掛接和拆除的作業過程歷史數據。與此同時，移動數據終端也可將接地線掛接信息，實時傳送到后臺維護終端，使接地線掛接和拆除作業過程能在后臺上實時顯示，供線路工區和其他部門在線監視。移動數據終端主要包括以下幾個功能模塊：

（1）鍵盤。作業負責人通過操作鍵盤來查看各個作業現場的接地線連接狀態，設置工作模式，管理接地檢測器和接地線編號等。

（2）LCD顯示。用于人機交互。以圖形和文本方式顯示操作界面，實時在線顯示接地線連接信息等等。

（3）RFID掃描。用于掃描輸入各接地線編號和接地檢測器的編號。RFID掃描功能為可選項，作業負責人也可通過鍵盤手工輸入接地線編號和接地檢測器編號。

（4）GPRS/SMS 通信模塊。用于接收從位于作業現場的接地檢測器發送來的接地線連接狀態、檢測設備連接狀態、按鈕操作、GPS經緯度數據以及接地檢測器自身工作狀態等數據信息；同時，也用于向后臺維修終端和上級系統的監控平臺實時傳送現場數據。

（5）桿塔GPS數據庫。用于檢索接地線的桿塔序號。從現場傳回來的數據格式為接地線的GPS經緯度數據，通過檢索GPS數據庫，將接地線的GPS經緯度數據轉換為桿塔編號。

（6）微處理器及存儲。用于實現移動數據終端的各項功能，并記錄接地線掛接和拆除的作業過程數據。

（7）本地通信接口。支持標準USB和RS232通信接口，用于和后臺維修終端通信。

（8）電源。采用可充電鋰電池供電。

1.4 后臺維護終端

后臺維護終端為PC機，設置于輸配電工區，用于后臺維護GPS數據庫以及設備管理，同時也支持在線實時監視作業現場的接地線掛接狀態。

在進行現場作業時，后臺維修終端不需要同步在線運行。現場作業結束后，移動數據終端可以通過USB或RS232通信方式將數據上傳到后臺維修終端。

2 系統功能

電力作業接地線安全檢測報警系統主要實現以下功能：

2.1 在線實時監測接地線狀態

接地線連接狀態，包括接地線編號、接地線掛接及拆除的時間和位置，實時顯示在工作負責人（監護人）手持的移動數據終端上。根據需要也可實時顯示在后臺維修終端和上級系統的監控平臺上。工作負責人（監護人）或其他職能部門能夠實時監視接地線掛接和拆除的作業過程。

2.2 錯掛報警

作業負責人在檢修準備階段，在移動數據終端上預先設置檢修桿塔號。接地線掛接后，接地檢測單元自動上報接地線所處位置（GPS經緯度數據），移動數據終端通過檢索本地GPS經緯度數據庫，得出接地線對應的桿塔號。當接地線掛接的實際桿塔號與預先設置的檢修桿塔號不一致時，移動數據終端發出聲音和文字報警，并圖形顯示接地線錯掛位置。

2.3 漏拆報警

現場作業班組，在拆除每一根接地線后，都必須按下接地檢測器上的“拆除”按鈕確認接地線已拆除。

移動數據終端在接收到接地檢測器自動檢測到的接地拆除信號，并且接收到作業人員按下“拆除”按鈕的信息后，判定對應的接地線有效拆除。

當檢修線路上所有的接地線都有效拆除后，移動數據終端將自動顯示“所有接地線都已拆除”的信息。

2.4 作業過程記錄

移動數據終端自動記錄所有作業班組掛接和拆除接地線的時間和位置信息。這些歷史數據可以上傳到維修終端，并形成數據報表，供歷史記錄回放和作業評估考核使用。

2.5 設備自檢

工作負責人（監護人）可以在移動數據終端上查看各接地檢測器的工作狀態，包括接地檢測器連接狀況，電池余量，GPS信號強度，3G或GSM信號強度等等。

作者單位

國網新疆電力公司信息通信公司 新疆維吾爾族自治區烏魯木齊市 830002endprint