變電站高壓室內施工區域智能安全防護裝置

［摘 要］當前變電站現場施工區域安全防護措施所使用的標示牌、紅布、圍欄等為機械類安全措施，布置起來耗費大量人力、物力和時間，同時在施工作業過程中，極易被人改動，從而造成人員走錯間隔，誤碰帶電設備或誤操作，造成保護誤動或人身觸電事件。文章基于物聯網技術研制了一種變電站高壓室內施工區域智能安全防護裝置，通過移動客戶端設置和現場硬件模塊部署，形成一道智能電子安全圍欄，實時感應施工現場不安全行為并發出告警信號。現場應用表明，該裝置能有效解決施工現場防護措施的現有問題。

［關鍵詞］智能安全防護；室內施工；電子安全圍欄；告警信號

［中圖分類號］TM63 ；TM855 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0050–03

室內區域施工是常見的電力工作場景，而室內施工的安全隱患一直困擾著電力工作者。室內施工最大的特點便是工作場所面積小，電力工作開展施展空間狹窄，工作人員在工作過程中，容易忽視周圍的運行設備，難以辨識帶電范圍，從而誤觸帶電設備，進而導致事故的發生。在控制保護系統開展技改、檢修時，快速布置安全有效的安全措施對于保證施工人員安全，減少停電檢修時間，提高客戶滿意度至關重要。其中懸掛標示牌和紅布、圍閉工作區域、監督施工人員正確作業是其中的重要環節。

隨著電力技術不斷發展，電力設備高集成化，設備布置由室外向室內轉移，這樣不僅能有效延長設備運行壽命，而且也方便了專業班組的檢修維護。但當設備需要進行檢修維護時，因室內場地較小，在進行設備操作時，工作人員會忽視風險的安全范圍，沒有準確辨識停電區域，造成觸電事故發生。當前，室內施工區域防護裝置依然采用傳統的機械設施，耗費大量人力、物力，且布防耗時長。此外，機械防護設施極易被破壞或被人改動，導致施工人員誤入帶電區域，引發安全事故。

針對以上問題現狀，研制一款室內施工智能安全防護裝置，以保證施工人員的安全。

1 智能安全防護裝置組成

1.1 軟件部分

軟件系統操作流程如圖1 所示，手機與智能鎖通過藍牙連接，當智能鎖接收到警報信息時，會發送鎖信息給網卡，網卡傳輸相關信息給PHP 后臺，同時，也可以在PHP 后臺修改網卡信息，PHP 后臺通過APi 訪問小程序數據庫信息，從而鎖定鎖身份和使用者，實現智能布防及撤防的功能。

1.2 硬件部分

1.2.1 智能標示牌

智能標示牌由透明塑料板、四角磁塊、文字標識、智能鎖模塊等組成。

1.2.2 智能門鎖

為防止工作人員在作業過程中誤打開運行中的二次屏柜，設計了一款智能門鎖，其由亞克力防護罩與鑲嵌于四角的磁鐵構成。采用磁吸原理覆蓋在門鎖上或屏柜門邊沿，使門無法被打開，防止誤操作。

1.2.3 智能紅外圍欄

智能紅外圍欄由帶智能鎖的幾個紅外傳感器組成。其功能主要是限定工作區域，規范進出路線。布防后的智能紅外圍欄發現越界行為會立即產生告警。攝像頭在注冊后，添加進入安措系統后臺。在系統中打開對應攝像頭，將顯示攝像頭的實時畫面，可隨時查看施工現場狀態。

2 實施原理

2.1 設備布防與撤防

2.1.1 小程序操作使用后臺創建的賬號登錄小程序，登錄完成后點擊“同步項目列表”，獲取后臺當前項目列表，如圖2 所示。

打開智能鎖電源，使用小程序掃碼智能鎖二維碼，連接智能鎖。如果當前智能鎖是首次使用，則該智能鎖可關聯任何項目，點擊“查看/ 修改詳細信息”，為智能鎖配置類型與所屬項目以及位置等信息，提交后，智能鎖的布防狀態會進行改變。設備的布防與撤防操作方式相同。

2.1.2 設備告警與清除告警

當設備處于布防狀態時，外力對防護裝置的施加，將會使其發生震動或平移從而觸發告警，令設備一直處于告警狀態，通過后臺“告警管理”與小程序“查看項目告警”可查看當前有哪些設備處于告警中。對于已經確認的告警可清除告警，清除完成后設備將恢復無告警狀態。同樣在PC端后臺，點擊左側項目管理，選擇對應項目，點擊詳情可查看該設備所有的歷史告警信息。

2.2 設備管理

所有類型的防護裝置都可在后臺系統進行關聯，關聯成功后可在后臺“設備管理”中查看設備在線狀態、告警狀態、電量等信息。同樣，也可以在小程序“查看項目設備列表”中查看當前項目設備列表。

2.2.1 視頻監控部署

通過系統集成的頁面，可點開每個工程安裝的監控攝像頭，查看工程現場情況，輔助實現遠程管理。

2.2.2 高空越界圍欄部署

越界檢測功能圍欄部署通過靜態警示面入侵檢測裝置、通信模塊以及電源裝置構成，其中靜態警示面入侵檢測裝置用于特定區域進行監控，當監測到所屬區域有入侵行為則發出報警信號并通過通信模塊發送到網關，靜態警示面入侵檢測裝置設置有多組攝像頭組，每組攝像頭組設置在作業空間的不同區域，每組安裝在地面呈仰角設置，每組攝像頭組對應監控1 個監視區域，所述監視區域為1 個豎直警示平面，多個警示平面相互配合構成監控圍欄。

2.2.3 高空測距模塊部署

測距檢測裝置安裝在吊車的吊臂上，檢測裝置包括超聲波模塊和智能鎖. 超聲波模塊用于測量障礙物到吊臂之間的距離，智能鎖實時讀取超聲波模塊測量得到的距離信號，當測得的距離小于安全距離時，所述智能鎖發送報警信號至網關，網關接受到報警信號產生聲光報警。

2.2.4 電子圍欄部署

電子圍欄由1 根遮欄桿與固定在上面的紅外對射器組成，在工作地點四周裝設4 個電子圍欄，當有人員離開工作范圍，經過兩個電子圍欄之間時，會對紅外線形成遮擋，使其中一個電子圍欄無法接收到紅外信號，此時裝置判定有人越界，發出告警。

2.2.5 二次設備防護裝置部署

二次設備防護裝置由屏蔽罩和智能鎖構成，主要用于對保護屏柜上的各種二次設備進行防護隔離，如端子排、空開、壓板、控制線纜等。針對不同類型的設備，定做了不同形狀的亞克力防護罩。有人移動屏蔽罩時，現場產生告警，紅燈閃爍，并且在管理后臺也會有告警上報。

端子鎖可屏蔽接線端子金屬觸點，長度不一，最長有2 m。屏蔽結構可進行靈活組合，固定在端子排或者導軌上，形成各種長度的端子屏蔽罩。

壓板鎖與空開鎖類似，屏蔽罩都由框架和靈活擋板組成，每個靈活擋板可單獨拆卸。單板分為全封閉和不封閉兩種，需要預留操作對應的空開和壓板，可采用不封閉擋板。

控制線纜鎖用于保護被拔出的線纜，線纜固定檢測裝置夾住需要被保護的線纜，防止被人將線纜拔出。

3 現場實施效果

為了進一步的提高安全性與經濟性，防護罩采用絕緣、透光、硬度、阻燃性強的有機材料作為防護裝置，防護罩適用各種型號廠家，KRJmXaAouSmCOu1lYXDo0aKZdZCqG+OCt77Tra2Tjr8=通用性高。防護罩底部配備4 個磁鐵用于安裝固定，解決了傳統安全措施布置不牢固、安裝麻煩及不環保的問題。同時對防護罩的狀態進行實時監控，安全措施一旦發生改變，智能安全防護裝置將產生聲光告警，并且將告警信號傳遞至運維人員手機，實現了遠程對無人值班站進行作業現場實時監控，現場應用的系統告警數據如圖3 所示。

現場操作簡單，安裝簡便，報警裝置能對施工人員起到警示作用，防護遮攔將帶電設備圍起來，當工作人員進入帶電范圍，紅外感應器感應到人體進入帶電范圍，蜂鳴器會發出警報，提醒工作人員離開帶電設備。

4 結束語

目前，市面上針對室內施工安全防護的系統較少，且檢測或報警方式比較單一，而文章所述的智能安全防護裝置的檢測模塊包含多重檢測手段，可避免誤判的情況，而且該防護裝置不僅能對施工人員進行提醒，還能對帶電部分進行區分。室內施工安全防護裝置的推廣可為許多施工場合提供一種全新的生產管理模式，提高工作效率，具有廣泛的運用前景和推廣價值。

參考文獻

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