防誤入設備網門的聯動報警系統

朱勁波+劉偉+周秋芬

摘 要：開關柜是一種應用于變電站內的特殊電氣設備，因工作人員工作疏忽或安全保護措施不到位導致的事故時有發生。為防止誤入電力間隔導致的設備經濟損失及人身安全威脅，安裝運用防誤閉鎖已成為電力系統安全運行的一項重要措施。從執行角度看，防誤閉鎖都是針對人的操作而設置，關鍵還是的控制好人的現場行為，無法有效控制人的行為，從控制角度看，缺少現場技術控制措施。若能將現場人員執行程序通過現有的語音識別、語音提示指導進行，將大大避免誤操作的發生，而防誤入設備網門的聯動報警系統就是基于此的研究。

關鍵詞：無線通信；傳感器技術；嵌入式；語音報警

中圖分類號：TU998 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0169-01

1 背景

在電力系統的安全事故中誤入間隔造成人身傷亡事件時有發生，究其原因主要有以下兩方面因素：

（1）人為因素：在工作中安全責任心不強，思想注意力分散，且在操作中或工作中監護不到位，或未嚴格按照安全技術規范進行操作或工作；（2）設備因素：設備標示不清、設備無可靠閉鎖、無安全警示及可靠的隔離措施。

目前所采用的防誤閉鎖都是針對人的操作而設置，關鍵還是的控制好人的現場行為，無法有效控制人的行為，從控制角度看，缺少現場技術控制措施。若能將現場人員執行程序通過現有的語音識別、語音提示指導進行，將大大避免誤操作的發生，而防誤入設備網門的聯動報警系統就是基于此的研究。

2 主要功能及創新點

本文研制的防誤入設備網門的聯動報警系統主要功能及創新點如下：

（1）本系統能有效兼容供電公司工作票系統。當開關柜檢修人員在工作票系統中開具工作票時，開關柜管理員在待檢修的開關柜上放置檢修標志，當檢修人員進入控制室時，可以根據開關柜檢修狀態對開關柜進行檢修，防止檢修人員誤入開關柜。（2）聲紋識別功能。檢修人員在工作票系統開具工作票時，有工作票系統把檢修人員信息發放到待檢修開關柜，當檢修人員對開關柜進行檢修時，需要首先驗證聲紋信息，只有檢修人員聲紋信息與工作票系統發放檢修人員姓名一致時，方可操作待檢修開關柜，否則無法操作開關柜。（3）紅外人體監測功能。本系統在開關柜內設有紅外人體監測功能，當開關柜處于帶電狀態或者禁止檢修狀態時，檢修人員靠近開關柜一定距離時，系統啟動報警功能。（4）現場語音提示功能。本系統除放置在開關柜內的監測終端外，還有放置于控制室內的語音、聲、/光報警單元，報警單元根據開關柜內監測終端發送的報警指令進行不同級別的語音報警。（5）遠程短信報警功能。系統報警終端中設有短信報警功能，當檢修人員誤操作開關柜時，報警單元會根據報警級別，選擇現場語音報警或遠程短信報警功能。（6）監測終端和報警終端采用無線自組網方式進行數據傳輸。開關柜內監測終端通過無線方式與放在控制室內的報警終端通過無線方式進行通信，減小因布線帶來的繁瑣工作，提高工作效率。

3 功能實現

依據系統功能對系統進行整體設計，行將系統按照模塊劃分為主要的2個模塊：檢測主機模塊、報警主機模塊。檢測與報警主機結構框圖如下圖1、圖2所示。

3.1 檢測主機模塊

檢測主機模塊主要包括紅外人體檢測、電場強度檢測及無線通訊單元，其中紅外人體檢測實現對間隔柜前人體活動的監測，電場強度檢測提供對間隔柜內觸點電壓的監測，無線通訊單元實現監測終端與報警裝置的通訊。

3.1.1 電場強度檢測

電場強度檢測傳感器，其輸出為模擬電壓信號，再將模擬電壓信號轉換為對應的數字信號，并通過查表方式計算出對應電場強度值。

3.1.2 無線通訊單元

無線自組網數據傳輸方式：無線傳輸模塊采用GPRS技術，本模塊通訊距離不受限制，其擁有跨區域、跨地區的遠距離的數據無線傳輸特點，系統能在無數據傳輸的時候自動進入休眠狀態，當系統接收到傳輸信號后能夠完成自動喚醒。同時在連接建立時間方面，只需要極短的時間就可以達到相關數據傳輸，從而能夠及時的處理相關的數據。

3.2 報警主機模塊

報警主機模塊主要包括報警裝置及報警信息推送單元組成。

3.2.1 語音提示

現場語音提示單元采用高靈敏、性能穩定、精確度高的語音處理芯片，在極其惡劣的噪聲環境下都可正常工作，它具有寬泛的耐溫和耐壓范圍，正常工作范圍寬達2.6 ～5.0V，彌補了目前市面上語音芯片抗干擾能力較差的缺陷。如圖3為語音提示單元電路圖。

3.2.2 短信報警單元

短信提示單元采用SIM900A模塊，其AT指令與標準AT指令相同，同時采用PDU的數據格式進行發送和接收數據。

4 結語

該項目在原有開關柜基礎之上，實現了控制柜防誤入設備網門的聯動報警的功能，提高無人值守控制柜控制室安全生產和運行管理的水平，豐富了開關柜帶電監測手段，完善了開關柜防誤入設備網門的聯動報警機制，提高了開關柜帶電狀態下操作的安全水平，減少因開關柜帶電檢修引起的開關柜事故，有力保障檢修人員人設安全及國家公共財產安全，確保開關柜正常穩定工作。

參考文獻

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