智能接地線的研制與應用分析

陳明湘

摘要：對于傳統接地線設置難度較大，且并不牢靠，以及在檢修之后地帶地線合刀閘故障頻繁發生的情況，行業內工作人員選擇提高智能接地線的研制效率，力求盡快將此種技術投入使用。這種技術主要是在已有技術的基礎上，結合接地線的特點研制出來，能夠對接地線進行全方位的監控的技術，其整體來講可行性很高。本文先分析了智能接地線工作原理和實際掛接方式，又闡述了相應的智能掛式接地鉤，希望能夠為相關課題的研究提供合理參考。

關鍵詞：工作接地線;智能接地線;智能監測;物聯網

工作接地線在整個電力作業工作當中都屬于比較關鍵的安全工具，尤其是對于施工人員的安全保護而言，能夠產生重要的保障作用。在實際的操作過程中，工作接地線掛設難度比較大，因此導線燒傷的情況時有發生。在檢修工作完成之后，工作人員也要注意將全部得接地線拆除，這樣才能進一步對線路送電，但需要注意的是，在國內外大部分的重大安全事故當中，接地不良以及帶地線合閘引起的惡性事故較多，需要行業內工作人員提高重視程度。

一、智能接地線原理和掛接方法

（一）智能接地線原理和結構設計

在高壓線路停電檢修的過程當中，技術人員通常會為了降低意外事故產生的概率，以及線路本身感應電導致作業人員發生觸電事故產生的可能，會將短路接地線掛在線路位置，再將線路直接對接地短路，用這樣的方式提升工作安全系數。顯而易見的是，傳統的接地線本身并沒有監測功能，因此不能實時監督流動接地線的掛接和拆除情況[1]，技術人員若想判斷線路指定的位置是否處于有效掛接狀態，除了將工作接地線拆除之外，基本沒有其他方式進行判斷和監管，這顯然對于現場工作人員而言會產生不利影響，安全管理工作的形勢也比較嚴峻。

實際上智能接地線在線夾生會安裝監測模塊，若判斷接地線掛接處于靠勞的情況下，監測模塊的電機就能夠通過裸導線以及線夾形成穩定的電氣回路，最終利用比較穩定的通信模塊將信息傳輸到網絡平臺當中，同時還能夠達到監測接地線狀態的效果。如果能夠判斷接地線是否有發生脫落以及被摘除的情況，則監測模塊通常不能與線夾形成完整的電氣回路，網絡平臺上的信息也會顯示接地線處于為掛接的狀態[2]。不僅如此，智能接地線具有比較穩定的接地裝置工作狀態、位置和夾持緊度等功能，且實時性比較強。現場工作人員在實時掌握接地狀態的情況下，需要在收到警報信息的第一時間糾正，若與現代通信手段相互配合，就能夠對接地裝置的工作狀態實現監控，方便后臺工作人員在遠程控制臺進行監測，對于管理工作難度降低而言有十分明顯的效果[3]。

結合上述情況和細節，技術人員研制出了一種帶有監測功能的掛式接地鉤，其結構如圖1所示。

智能掛式接地鉤主要由接地鉤體以及夾線鉤舌等零件組成，監測模塊通常會安裝在接地鉤以及夾線鉤舌的位置，在監測模塊當中，如果沒有安裝電極以及夾線鉤舌等相關裝置，則需要工作人員根據實際情況判斷，是否有使用導線以及監測模塊內部掛線檢測電路連接的必要。電極和夾線鉤舌之間相互絕緣，在接地鉤上掛接的線路裸導線和電極夾線鉤舌接觸之后，能夠形成比較完整的電氣連接回路，與監測模塊之間也是通過導線進行連接。

需要注意的是監測模塊本身是由控制電路以及衛星定位等模塊組成，具體通信工作也是由2G、4G等通信模塊構成的網絡傳輸組件負責。在接地鉤掛接狀態產生變化時，工作人員可以利用內部程序，自動完成通信協議的轉換工作和數據接收等內容，最終將檢測到的掛線以及摘線等狀態信息全部傳輸到云平臺服務器當中。此外，大部分的監測模塊都是將鋰電池作為電力來源，其容量通常<2000mAh左右，顯然其優勢在于功耗低，使用壽命也能得到有效延長。

（二）智能接地線掛接使用方式

在常規的接地鉤體位置都設置有掛接溝槽，在翻轉連接掛架的位置也會設置絕緣繩固定孔以及連接銷。在接地鉤在掛接線路裸導線的位置時，技術人員可以將接地導線的接地端合理固定，之后再將翻轉連接架上方的連接銷勾在接地鉤的掛接槽當中，利用絕緣升降地鉤拋掛到裸導線的位置，勾住裸導線就能夠建立比較穩定的連接。

需要注意的是接地鉤體掛接的線路裸導線，若能夠與電極和夾線鉤舌接觸，就能夠形成比較穩定的電氣連接回路。這種回路能夠對模塊內部的檢測電路以及接地鉤的掛線狀態進行監測，且監測模塊外殼的位置通常會設置橡膠密封圈，防水能力也比較優秀。

接地鉤若本身處于掛線狀態，而技術人員需要將其摘除，則需要先松開絕緣操作繩，再將翻轉連接掛架在重力的影響下促使其脫離接地鉤體，此時技術人員再將絕緣操作繩拉緊之后，翻轉接地鉤就能夠將其從線路導體上拉出。智能接地鉤在掛接時的兩種狀態如圖2所示。

二、智能掛式接地鉤

按照行業內當前對于接地線的需求，與傳統工作接地線在工作時的弊端相比較來講，智能接地線需要具備新型接地線夾、檢測裝置以及管控系統等，這樣才能滿足行業內工作需求。

例如，某實驗室研制的智能掛式接地鉤和接地線已經通過了高壓電場強度的環境測試，檢測通信電路的部分也通過了我國“電力科學研究院”的電磁兼容測試。在現場試驗的過程中，技術人員對研制成功的智能工作接地線進行了現場模擬，智能接地線采用的是鉤式線夾，也就是常規的鉤掛式就位方式。在使用的過程當中，工作人員需要將鉤式線夾放在導線的下方，并將線夾的開口位置對準導線向上提，這樣就能夠用比較輕松的方式實現掛接，監測模塊這時也能夠與線夾側面實現緊密的連接，最終形成比較穩固牢靠的結構。顯然在整個掛接過程當中，智能接地線能滿足線路沖擊性的要求，符合使用標準。

不僅如此，在現場試驗的過程中，工作人員還發現，接地線的操作十分方便，且形成的線路結構也很穩定，基本不需要人工綁扎，后續的拆除難度也不高。技術人員將智能工作接地線和傳統接地線性能進行對比整理之后，發現智能掛式接地鉤的優勢如下：

首先是智能監測，智能掛式接地鉤能夠監測接地裝置的銜接是否能夠和≥220KV的電壓形成穩定良好的接觸，同時在實時監測的過程中也能判斷線夾本身是否處于夾緊的狀態，這樣就能夠杜絕接地裝置由于接觸不良產生的感應電等安全事故。

其次是智能管控，該裝置能夠通過衛星定位系統，對于接地裝置進行準確的定位，且實時性比較強，同時也能監測接地裝置的實際狀態，其中包含入庫、使用等，都能夠實現智能化管控。

最后是智能閉鎖，顯然智能掛式接地鉤能夠實時顯示接地監測以及預警信息，技術人員將其與移動APP連接之后，就能在現代通信設備和手段的輔助下對遠方接地裝置是否處于懸掛或者拆除的狀態進行監測。不僅如此，還能夠與防誤鎖裝置結合起來減少工作失誤的情況產生可能，甚至可以徹底避免安全事故發生。

結束語：

綜上所述，新研發的智能接地裝置通常都具有自動監測接地狀態的功能，不僅如此，部分設備也帶有自動后臺報警以及遠程管理等相關操控功能。這些都為一線工作人員的生命財產安全帶來了更加穩定的保障，同時也為新技術和新思路的產生提供了創新思路，具有十分優秀的現實意義，以及廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]夏艷冰.水電站接地線智能跟蹤系統[J].無線互聯科技，2020，17（24）：28-29.

[2]李偉，王濟維，孫軻，李洋，殷有鈞，李波.基于“互聯網+”的高壓線驗電器與接地線智能管理裝置的實現[J].科學技術與工程，2020，20（34）：14085-14094.

[3]王靖暉，黃建林.基于NB-IoT的智能接地線系統在變電站的應用[J].農村電氣化，2020（09）：5-7.