一種電氣設(shè)備防物體侵入智能告警裝置

張金鵬 何玉鵬 朱 林 薛玉龍

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司，寧夏 銀川750003）

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模也與日俱增，各行各業(yè)對(duì)電力供應(yīng)的安全性與可靠性要求越來(lái)越高, 然而與此不相協(xié)調(diào)的城市電氣設(shè)備外破事故時(shí)有發(fā)生, 這不僅給供電企業(yè)造成較大經(jīng)濟(jì)損失,而且對(duì)社會(huì)的安全穩(wěn)定也造成一定影響。因此需要研制一種智能型的告警裝置，可以主動(dòng)感應(yīng)是否有行人或外來(lái)物體侵入電氣設(shè)備危險(xiǎn)區(qū)域，發(fā)出爆閃燈光和警示語(yǔ)音，有效驅(qū)逐入侵物體，從而保障電氣設(shè)備的安穩(wěn)運(yùn)行。如何有效預(yù)防電氣設(shè)備被外物入侵是本文的主旨，如何穩(wěn)定的變被動(dòng)警示為主動(dòng)提醒是此項(xiàng)目研究的關(guān)鍵所在。

2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

通過(guò)全面檢索，在國(guó)內(nèi)外主流的技術(shù)網(wǎng)站及專利平臺(tái)，暫未發(fā)現(xiàn)有關(guān)電氣設(shè)備防物體侵入智能告警裝置類產(chǎn)品的應(yīng)用報(bào)道和文獻(xiàn)記載。分析目前我國(guó)電力企業(yè)電氣設(shè)備防外破方面的工作開(kāi)展情況，可將問(wèn)題分析總結(jié)如下：

2.1 電氣設(shè)備缺乏防外破執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

現(xiàn)今我國(guó)的電氣設(shè)備缺乏行之有效的防外破管理體系和預(yù)防手段，具體的工作標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施細(xì)則都在探索當(dāng)中尚不完善。

2.2 電氣設(shè)備警示標(biāo)牌種類繁多、材質(zhì)各異

電氣設(shè)備防外破方式主要是依靠警示標(biāo)牌來(lái)實(shí)現(xiàn)，但警示標(biāo)牌的種類較多、大小形狀各異。很多單位在安裝過(guò)程中都是依靠以往的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，通過(guò)主觀意愿對(duì)警示標(biāo)牌進(jìn)行安裝，主要存在以下問(wèn)題：（1）標(biāo)牌小則不夠醒目，標(biāo)牌大則造成不必要的浪費(fèi)且安裝困難；（2）標(biāo)牌制作材料、形式以及使用壽命都存在差異；（3）標(biāo)牌警示具體危險(xiǎn)范圍不明確，行人不能準(zhǔn)確判斷出自己是否進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域；（4）行人對(duì)標(biāo)牌日漸麻木，不會(huì)主動(dòng)去了解標(biāo)牌警告的內(nèi)容或意義，導(dǎo)致警示無(wú)效。

2.3 電氣設(shè)備防外破監(jiān)控難度較大

我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)突飛猛進(jìn)，電力工程基礎(chǔ)建設(shè)也隨之遍地開(kāi)花，電氣設(shè)備布局“點(diǎn)多面廣”，因此對(duì)于電氣設(shè)備是否安全運(yùn)行的監(jiān)控難度也隨之陡增，目前對(duì)于電氣設(shè)備的安全防控暫時(shí)還沒(méi)有有效的措施、人員及硬件設(shè)備的配備情況都無(wú)法達(dá)到預(yù)期。

圖1 復(fù)材拉擠型材裝配結(jié)構(gòu)圖

圖2 安裝示意圖

2.4 城市電氣設(shè)備工況復(fù)雜，防護(hù)難度大

城市用電不可避免的需要將電氣設(shè)備建設(shè)在人員密集的街道邊上，由于受設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境限制，很多設(shè)備都無(wú)法加裝隔離護(hù)欄等硬性防護(hù)設(shè)施，所以電氣設(shè)備更容易遭受車輛、行人、城市生活垃圾等外來(lái)物體的侵害。

3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念及優(yōu)勢(shì)

本文論述的產(chǎn)品就是針對(duì)目前電氣設(shè)備外破防護(hù)的實(shí)際情況，結(jié)合電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境人流量大、環(huán)境變化因素多、對(duì)外觀整體要求高等特點(diǎn)，而研究的一種可以主動(dòng)探測(cè)周邊環(huán)境并發(fā)出告警信號(hào)的警示裝置，改變?nèi)藗內(nèi)諠u對(duì)標(biāo)牌警示的麻木狀態(tài)，從根本上預(yù)防電氣設(shè)備因物體侵入而引發(fā)的外破事故，以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念：（1）主動(dòng)告警：本產(chǎn)品改變了傳統(tǒng)標(biāo)牌的警示方式，變被動(dòng)警示為主動(dòng)提醒，當(dāng)有外來(lái)物體侵入電氣設(shè)備危險(xiǎn)區(qū)域后，便會(huì)觸發(fā)告警裝置，立即發(fā)出爆閃燈光和語(yǔ)音警示，提醒人們離開(kāi)當(dāng)前危險(xiǎn)區(qū)域。（2）電子防護(hù)圍欄：本產(chǎn)品能夠提前設(shè)定好危險(xiǎn)區(qū)域電子圍欄，而不是由入侵者自己判斷是否侵入危險(xiǎn)區(qū)域，這樣預(yù)防可控性大大增加，不分白晝，任何侵入危險(xiǎn)區(qū)域的物體都會(huì)成為報(bào)警源，觸發(fā)告警裝置進(jìn)行報(bào)警提醒。（3）不占空間、美觀大氣：本產(chǎn)品安裝體積小，安裝后幾乎完全不影響電氣設(shè)備原有的內(nèi)外部運(yùn)行空間及設(shè)計(jì)風(fēng)格，特別適合運(yùn)行工況復(fù)雜、寸土寸金的城市安裝。設(shè)備在柜體上沿周圈安裝，從感官上不會(huì)有任何視覺(jué)沖突，夜晚暖色系的警示燈光亮起后，還會(huì)成為城市夜色下一道靚麗的風(fēng)景。

3.2 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：電氣設(shè)備防物體侵入智能告警裝置，當(dāng)有物體侵入到電氣設(shè)備的危險(xiǎn)防護(hù)區(qū)域內(nèi)時(shí)，便會(huì)主動(dòng)播放語(yǔ)音并進(jìn)行燈光警示。其主要包含：供電模塊、主板控制模塊、感應(yīng)器模塊、燈光控制模塊、語(yǔ)音控制模塊、產(chǎn)品外觀，每個(gè)設(shè)計(jì)模塊都具有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。（1）供電模塊：工作電源采用集成化穩(wěn)壓電源，工作穩(wěn)定，并增設(shè)有空氣隔離開(kāi)關(guān)，保證產(chǎn)品安全性。（2）主板控制模塊：MCU 集成控制，功能強(qiáng)大、穩(wěn)定，不僅只滿足當(dāng)前聲光報(bào)警模塊控制需求，還可以對(duì)每一個(gè)電氣設(shè)備進(jìn)行數(shù)字編碼，并且預(yù)留視頻采集模塊、4G 遠(yuǎn)程報(bào)警模塊、電氣設(shè)備內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（例如電壓、溫度、噪音等）監(jiān)測(cè)模塊，從而方便后續(xù)產(chǎn)品功能的數(shù)字化拓展，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)管理。（3）感應(yīng)器模塊：紅外射線探頭，感應(yīng)范圍精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)定向感應(yīng)，感應(yīng)距離可依據(jù)實(shí)際工況調(diào)整，誤報(bào)率低，特別適用于工況復(fù)雜的城市使用，無(wú)需擔(dān)心擾民問(wèn)題；（4）燈光/語(yǔ)音控制模塊：警示燈帶和揚(yáng)聲器通過(guò)控制模塊實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)工作，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)兩方面進(jìn)行警示，效果更佳。燈帶使用點(diǎn)陣二極管防水設(shè)計(jì)，在報(bào)警狀態(tài)下呈高亮顯示，感官明顯，特別適合戶外環(huán)境；語(yǔ)音則依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，錄入針對(duì)性強(qiáng)的告警語(yǔ)音，警示效果顯著；（5）產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品外觀型材采用復(fù)合材料制作（防腐、耐候、抗紫外），顏色呈橘紅色，截面尺寸為35*35，告警感應(yīng)燈帶及紅外探測(cè)器嵌套于型材內(nèi)（結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1），型材安裝于城市電氣設(shè)備頂端沿周360°，無(wú)任何不和諧色彩及布局。型材外觀質(zhì)量高，不會(huì)對(duì)電氣設(shè)備原有外觀造成任何影響。

4 產(chǎn)品工作原理

嵌套有燈帶及感應(yīng)探測(cè)器的型材采用卡接方式安裝于電氣設(shè)備的頂端外沿處，感應(yīng)探測(cè)器向下探測(cè)形成幕簾式電子圍欄，當(dāng)電子圍欄區(qū)域內(nèi)有人或其他物體侵入時(shí)，便會(huì)傳輸信號(hào)至主板控制系統(tǒng)，然后控制器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)嵌套在型材中的警示燈帶及揚(yáng)聲器，發(fā)出爆閃燈光及語(yǔ)音警示，驅(qū)逐入侵物，從而達(dá)到有效防治物體侵入造成電氣設(shè)備受損的目的。(見(jiàn)圖2)

結(jié)束語(yǔ)

本產(chǎn)品的推出關(guān)鍵在于能夠顛覆傳統(tǒng)城市電氣設(shè)備的外破防護(hù)理念，變被動(dòng)提醒為主動(dòng)警告，電氣設(shè)備危險(xiǎn)區(qū)域也不再是行人的主觀判斷，而是由智能的感應(yīng)設(shè)備形成電子圍欄，這樣就可以24 小時(shí)不間斷的主動(dòng)預(yù)防電氣設(shè)備免受外力破壞，從而保障國(guó)家各行各業(yè)的用電質(zhì)量及安全性。該產(chǎn)品的成功推廣，可助推國(guó)家經(jīng)濟(jì)的全面快速發(fā)展，預(yù)計(jì)可以為電力企業(yè)節(jié)約大量的人力、物力及財(cái)力輸出。后續(xù)還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的智能化監(jiān)測(cè)管理，完全符合當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展所提倡的全面數(shù)字化管理新模式，其應(yīng)用前景無(wú)法估量。