基于物聯網技術電網作業接地管控系統的研究

王輝 孫林 付鵬宇 陳金陽

摘 要：為適應管理模式從變電站現場有人值守到變電站現場無人值班及近端信息掌握全面過渡到遠端信息管理，避免臨時接地線失控導致的事故，文中提出一種基于物聯網技術的電網作業接地管控系統，在作業接地設備的固定接地端或接地點上安裝基于RFID技術的身份識別芯片，通過專用APP操作軟件記錄操作人、操作時間、操作地點等相關接地信息，實現全網作業接地管控技術與調度、檢修電腦網絡操作票、作業票計劃相關聯，具有與接地信息自動核對功能同時可形成相關數據報表的管控系統，為電力系統的安全運行提供技術保障。

關鍵詞：物聯網技術;電力現場作業;安全管理;電力系統;接地技術;RFID

中圖分類號：TP368文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）05-00-02

0 引 言

保護接地是電力行業從業人員在對接地線和接地刀閘作業操作時，當設備或線路斷電后，在檢修之前要掛接短路接地線或分合接地刀閘，以預防突然來電對作業人員造成傷害的安全技術措施。接地是為保證電工設備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施，通過金屬導線與接地裝置連接來實現，常用的有保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。

目前對作業接地的管控是保障電力安全的一項重要工作。隨著調度、檢修與維護等管理模式從現場有人值守變為無人值班及近端信息掌握全面過渡到遠端信息管理，現場安全措施交接方式由一個轉為多個作業現場集中交接，導致現有技術手段無法對接地線的裝設和拆除操作進行實時遠程檢測與跟蹤管理，作業接地中接地線的漏掛、漏拆和接地刀閘誤分、誤合等電力事故時有發生。在電力系統事故中，接地線或接地刀閘合閘誤操作事故占五大安全事故的首位。這類事故的發生主要是作業人員在失去監管的情況下誤裝、誤拆接地線或誤分、誤合接地刀閘導致人身傷亡事故。如果能夠借助技術手段彌補接地事故的發生，將會為電力系統的安全生產帶來保障。同時，根據國網公司建設“三型兩網”戰略目標，著眼電網未來發展，基于物聯網實現全網作業接地管控技術的應用研究勢在必行。

1 系統設計

為提升調度對作業接地的管控能力和適應現行的檢修模式，更好地對各輸電、檢修與維護、配電專業作業接地進行有效管理，利用物聯網的感測機制確認接地線工作狀態，讓管理人員明確臨時接地線的裝拆與接地刀閘分合位置、裝設地點、操作時間、操作人身份等關鍵信息，并通過無線移動網絡反饋實現遠程管理。基于物聯網實現全網作業接地管控技術流程如圖1所示。

基于物聯網實現全網作業接地管控技術的主要內容如下：

（1）施工現場作業接地操作點的數據采集與接地線柜內接地線數量、編號數據采集;

（2）作業施工方作業接地措施的交接與管理;

（3）調控中心管控端的交接與管理，在滿足信息多方共享的前提下各取所需。

根據變電站內66 kV及以上作業接地特點，施工現場作業接地操作點的數據采集與接地線柜內接地線數量、編號存放的數據采集工作通過在需要作業接地設備的固定接地端或接地點上安裝基于RF技術的IC身份識別芯片實現。在接地線接地端銅鼻子上固定安裝基于RF技術的IC讀取器的采集器，如圖2所示。

在圖2中，采集器上安裝有基于RF技術的IC讀取器，當接地線安裝在接地銅排上的接地點時，采集器讀取端子排的固定信息用于位置識別，并實現管控，可與具有位置采集功能的接地刀閘位置信息數據庫共鏈并共享采集。

施工方作業接地措施的交接與管理采用專用三防手機和開發專用APP操作軟件對施工人員的指紋或人臉等進行識別、確認并記錄操作人、操作時間、操作地點，與調控人員匯報，記錄通話語音，在作業班組交接班的區域形成電子式接地信息提示板，方便作業人員交替時對接地信息進行準確交接，有力防止誤交、漏交等現象。

調控中心管控端的交接與管理在實現電子式接地信息提示板后便實現了調控人員對全電網接地信息的動態管控、交接。

如圖3所示，根據變輸、配網66 kV以下作業接地特點，指定戶外專用接地線，安裝在輸、配電桿、塔根部金屬二維碼下方，通過手持通信設備拍照和面部識別及衛星定位功能確認安裝地點、安裝人員權限及安裝信息遠程反饋，從而實現精準管控。

2 系統應用效果

接地線柜與接地線間安裝有感測裝置，當權限人員從接地線柜中取出或放回接地線時，通過接地線端口和接地線柜固定端口的感應芯片，軟件系統將自動記錄拿放時間，并以信號燈亮暗的形式直觀顯示地線的工作狀態。通過指紋或人臉等識別技術確認權限人員是否根據工程的安全技術措施，手動在接地線管理系統屏上選擇與操作票或工作票對應的接地線安裝位置，如若不符合規定，則調度中心確認后停電。現場施工人員驗電后，按照工作票中的安排在對應位置安裝接地線。當現場懸掛的接地線安裝在正確位置時，該系統將通過語音和顯示功能展示接地線當前處于正常工作狀態并記錄時間。反之，會發出明顯警報并通知調度、管理人員，指揮現場人員進行整改。施工結束后拆除接地線，同時記錄相關信息，調度中心根據指示接地采集信息，確認現場情況后恢復送電。接地線放回接地線柜后記錄相關信息，方便各方人員掌握地線數量、是否歸位或丟失等情況。

根據該系統記錄的接地線工作時間節點和離柜、放回時間節點，可有效對施工隊伍進行綜合測評，也可以確認停電作業票的執行力度，避免接地期間閉合刀閘等危險情況發生，增強調度中心對現場的把控力度。最后通過GPS等定位技術隨時跟蹤、定位接地線所在位置，在確保企業財產不丟失的前提下，消除接地操作中的安全隱患，取得了較好的應用效果。

3 結 語

本文提出的基于物聯網技術的電網作業接地管控系統，在電網作業接地設備上安裝RFID身份識別芯片，通過APP操作軟件實現全網作業接地管控與調度等操作票、作業票計劃相關數據報表，消除人為疏忽造成的惡性誤操作事故隱患，減輕相關人員人為判斷的勞動強度，切實提高了電力安全生產的現代化管理水平。

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