輸電線路立體智能防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)研究

朱富云　倪紅軍　戴相龍　汪興興

摘要：為貫徹落實(shí)國(guó)網(wǎng)公司提出的三集五大中的“大運(yùn)行、大檢修”管理的工作要求，江蘇省電力公司運(yùn)檢部提出了對(duì)特高壓輸電線路智能化管理的技術(shù)要求，以持續(xù)提高輸電可靠性為目標(biāo)，建立特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)體系。文章對(duì)輸電線路立體智能防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；輸電線路；立體智能防護(hù)系統(tǒng)；系統(tǒng)架構(gòu)；智能化管理 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2016）11-0017-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.009

當(dāng)前，在工程爆破中經(jīng)常會(huì)使用的工業(yè)雷管為有電雷管、非電雷管等，同時(shí)工程爆破中還存在著相繼配套的爆破安全規(guī)程與起爆安全技術(shù)，例如電雷管起爆的安全技術(shù)以及塑料導(dǎo)爆管起爆法的安全技術(shù)等。如今，在我國(guó)采礦行業(yè)不斷發(fā)展的背景之下，相關(guān)單位已經(jīng)對(duì)爆破作業(yè)提出了更高的要求，尤其在安全性方面，其要求更為嚴(yán)格。在整個(gè)爆破過(guò)程中，爆破人員需要給予安全爆破高度重視，并不斷完善爆破技術(shù)、提升爆破性能等。

1 電子雷管和起爆系統(tǒng)分析

20世紀(jì)80年代初，電子雷管研發(fā)技術(shù)便已經(jīng)出現(xiàn)，到了90年代后期，電子雷管技術(shù)取得了較快的發(fā)展。如今，世界各國(guó)著名的制造商與企業(yè)都已經(jīng)研制了新型的電子雷管。在1985年，我國(guó)已經(jīng)開始研制電子延期超高精度的雷管，到了1988年我國(guó)完成了第一代的電子雷管。

電子雷管是能夠被任意地設(shè)定，同時(shí)能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)延期發(fā)火時(shí)間的新型電雷管，電子雷管的本質(zhì)主要采用一個(gè)微電子芯片取代那些普通電雷管中的化學(xué)延期藥和電點(diǎn)火元件，這不僅能夠有效地提升延時(shí)的精度，還能夠?qū)νㄍ痤^的電源起到一定的控制作用，最終最大限度地減少因引火頭能量的需求導(dǎo)致延時(shí)誤差問題出現(xiàn)，這與賈海波、李曉虎、陳紅剛、常根召在《電子雷管應(yīng)用中的安全技術(shù)分析》一文中有著極為相似的觀點(diǎn)。

在電子雷管的認(rèn)識(shí)上存在著差異，同時(shí)所采取的技術(shù)手段一般也存在著極大的不同，那么各個(gè)公司所生產(chǎn)的電子雷管也各不相同，并且它們的起爆系統(tǒng)也存在極大的差異性。以隆芯1號(hào)數(shù)碼電子雷管為例，其結(jié)構(gòu)中主要包括微芯片、儲(chǔ)能電容與防靜電等部分。實(shí)際上，電子雷管的起爆能力和那些傳統(tǒng)的煙氣藥雷管存在著極大的相同點(diǎn)，也可以看成是由傳統(tǒng)的瞬發(fā)雷管以及外掛電子控制電路所構(gòu)成。

在隆芯1號(hào)數(shù)碼電子雷管核心部件中，其核心的部件為電子控制器，該控制器起到的主要作用是，在起爆過(guò)程中協(xié)調(diào)與管理其各項(xiàng)工作。隆芯1號(hào)數(shù)碼電子雷管在起爆中，一定要應(yīng)用與其相配套的銥缽起爆系統(tǒng)進(jìn)行起爆。一般而言，該起爆系統(tǒng)的構(gòu)成為主從起爆控制器兩級(jí)設(shè)備，主設(shè)備是銥缽起爆器，主要控制在電子雷管起爆流程中的全過(guò)程操作，它是系統(tǒng)能夠唯一起爆雷管的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；從設(shè)備主要為銥缽表，銥缽表主要用于實(shí)現(xiàn)電子雷管連網(wǎng)注冊(cè)、在線編程以及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等專用

設(shè)備。

2 電子雷管起爆安全技術(shù)存在的問題及其對(duì)策

2.1 電子雷管起爆安全技術(shù)存在的問題

電子雷管與起爆系統(tǒng)技術(shù)在設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)安全技術(shù)內(nèi)容等進(jìn)行了充分的考慮，其中也包括數(shù)字密鑰起爆技術(shù)、雷管上線注冊(cè)技術(shù)、網(wǎng)路系統(tǒng)雷管功能檢查技術(shù)、抗非法起爆和抗強(qiáng)干擾技術(shù)等。在這一系列的安全技術(shù)中，其目的主要是為了能夠有效地提升電子雷管起爆的安全性與可靠性。有試驗(yàn)表明，電子雷管能夠?qū)o電、射頻以及雜散電流等起到抵抗作用，并且縮小所帶來(lái)的負(fù)面影響，避免出現(xiàn)受到撞擊與振動(dòng)等方面的影響，為電子雷管的精確延期時(shí)間等提供保障。盡管電子雷管擁有一定的安全性和可靠性，但是由于其自身結(jié)構(gòu)具有一定的特性，同時(shí)在爆破作業(yè)中也存在著一定的高危險(xiǎn)性，因此在實(shí)際爆破作業(yè)中，應(yīng)用電子雷管起爆炸藥的過(guò)程中，仍然需要給予安全問題高度重視。

2.2 電子雷管起爆安全技術(shù)問題的解決對(duì)策

通過(guò)上述分析，在電子雷管起爆安全技術(shù)中最大的問題便是安全問題，而要想解決這一問題，便需要做到以下三點(diǎn)，即：

2.2.1 需要在爆破作業(yè)前對(duì)起爆材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。在檢查起爆器材的過(guò)程中，需要從以下三個(gè)方面著手：首先，要對(duì)外觀進(jìn)行嚴(yán)格檢查。對(duì)所使用的電子雷管進(jìn)行檢查，查看是否存在破損或者裂縫等問題，避免在電子雷管使用中應(yīng)用那些破損的或者存在裂縫的電子雷管，從而提升其安全性能，這與謝勝、劉博在《電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及其應(yīng)用》一文中的觀點(diǎn)相似；其次，對(duì)電子雷管的參數(shù)展開相應(yīng)的檢查，查看其是否與包裝盒上所標(biāo)的參數(shù)符合，同時(shí)還需要確保參數(shù)差值不能超出產(chǎn)品說(shuō)明書上的規(guī)定。另外，還需要注意的是，在同一起爆網(wǎng)路當(dāng)中，需要應(yīng)用同廠、同批以及同型號(hào)的電子雷管。除此之外，還需要安排工作人員對(duì)銥缽表充電能力進(jìn)行充分的檢查，確保銥缽表能夠?qū)θ康碾娮永坠茈娙莩潆?，同時(shí)應(yīng)達(dá)到實(shí)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求；最后，在電子雷管中還需要對(duì)銥缽表進(jìn)行在線注冊(cè)，要確保全部的電子雷管能夠充分地注冊(cè)到起爆網(wǎng)路當(dāng)中，同時(shí)還需要核實(shí)所注冊(cè)的電子雷管數(shù)目，確保能夠與實(shí)際所使用的數(shù)目保持一致。

2.2.2 對(duì)起爆網(wǎng)路進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。在檢測(cè)起爆網(wǎng)路過(guò)程中，需要做到三點(diǎn)內(nèi)容：首先，對(duì)起爆網(wǎng)路中的電子雷管數(shù)目進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，確保所有電子雷管能夠連入到網(wǎng)路當(dāng)中；其次，在起爆系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)網(wǎng)路的過(guò)程中，還需要確保炮孔能夠和所需要設(shè)置延期的時(shí)間電子雷管名稱保持一致性；最后，在設(shè)計(jì)整個(gè)起爆網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的過(guò)程中，需要確保延期時(shí)間設(shè)定能夠與爆破設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)。

2.2.3 檢測(cè)起爆系統(tǒng)。在起爆系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程中，首先，要對(duì)起爆器的起爆能力展開相應(yīng)的檢測(cè)，確保起爆器擁有一定的起爆雷管的能力，并且能夠與實(shí)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求相符合；其次，需要保證銥缽表和起爆器連接的極性的正確性，還需要確保輸入密碼能夠進(jìn)入到起爆器起爆系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)起爆網(wǎng)絡(luò)所載的銥缽表數(shù)目與在線注冊(cè)的雷管數(shù)目進(jìn)行核查，這與王泗代在《電力與非電力起爆方法的分析比較》一文中的觀點(diǎn)極為相似，并保證其數(shù)目的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，需要保證系統(tǒng)充電檢測(cè)具有一定的正確性，并且進(jìn)入到高壓充電流程中；最后，注意起爆環(huán)節(jié)。在高壓充電完畢以后，需要顯示能夠起爆時(shí)的起爆時(shí)間等。

通過(guò)上述分析，應(yīng)用電子雷管與起爆系統(tǒng)的過(guò)程中，需要確保爆破工作人員能夠有較高的專業(yè)素質(zhì)，并且確保爆破工作人員具有熟練的操作技術(shù)水平，只有這樣才能夠保證電子雷管起爆技術(shù)具有較高的安全性能，同時(shí)提升爆破技術(shù)的可靠性。

3 電子雷管與起爆系統(tǒng)的安全性分析

目前，電子雷管用戶最關(guān)心的問題依舊是安全問題。電子雷管自身的安全性決定于它的發(fā)火延時(shí)電路。充電晶體管與放電晶體管組成系統(tǒng)中最為主要的部分為主發(fā)火電路，電容在微控制器控制下對(duì)點(diǎn)火晶體管放電進(jìn)行控制，最終達(dá)到引燃引火頭的目的。

站在點(diǎn)燃雷管內(nèi)引火頭的技術(shù)安全性角度，傳統(tǒng)的延期雷管主要靠簡(jiǎn)單的電阻絲通電，將引火頭點(diǎn)燃，而電子雷管的引火頭點(diǎn)燃不僅需要依靠電阻、電容以及晶體等傳統(tǒng)的元件，還需要依靠控制元件的可編程電子芯片。如果傳統(tǒng)的電阻絲點(diǎn)火安全度用1表示，那么此時(shí)電子點(diǎn)火芯片的點(diǎn)火安全度則表示為100000。

和傳統(tǒng)的電雷管相比，電子雷管不僅會(huì)受到電控制，還會(huì)受到微型控制器的控制，同時(shí)在起爆網(wǎng)路中，這種微型控制器只能夠接受起爆器所發(fā)送的數(shù)字信號(hào)。在電子雷管與起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要引入專門的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行操作，該軟件能夠?qū)Πl(fā)火體系進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。雷管的發(fā)火動(dòng)作主要以軟件為基礎(chǔ)，雷管在制造過(guò)程中，工作人員需要對(duì)每發(fā)雷管的元器件進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，并且在檢驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)每個(gè)器件上的檢驗(yàn)電壓進(jìn)行編碼，最后按照實(shí)際的編碼將其電壓輸出。對(duì)于那些沒有通過(guò)檢驗(yàn)的器件，不能夠?qū)⑵涫褂糜诶坠苌a(chǎn)當(dāng)中。另外，還需要對(duì)總成的電子雷管展開相應(yīng)的直流電試驗(yàn)，如600V交流電、300V靜電等。

立足于電子起爆系統(tǒng)本質(zhì)安全概念的角度，除了上述的電子雷管本質(zhì)的安全性以外，系統(tǒng)中存在的編碼器也具有良好的安全性能。盡管編碼器僅僅用來(lái)讀取數(shù)據(jù)，但是它的工作電壓與電流都很小，不會(huì)出現(xiàn)電脈沖等問題。如果在傳統(tǒng)的電雷管上不小心將其接入了編碼器，也不會(huì)出現(xiàn)雷管發(fā)火的問題。另外，在編碼器的軟件中，不會(huì)出現(xiàn)任何的雷管發(fā)火的命令，從另一層面上看，即使編碼器有錯(cuò)誤出現(xiàn)，炮孔以外的編碼器等一些其他的裝置也不會(huì)出現(xiàn)雷管發(fā)火的問題，這在某種程度上也提升了電子雷管的使用安全性能與可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要著手于三個(gè)重要方面：（1）分析了電子雷管和起爆系統(tǒng)；（2）分析了電子雷管起爆安全技術(shù)中存在的問題與措施；（3）分析了電子雷管與起爆系統(tǒng)的安全性。通過(guò)分析明確，電子雷管在起爆工程施工中占據(jù)著極為重要的地位，但是在應(yīng)用中，工作人員需要注意其安全性能，不斷研究與學(xué)習(xí)，提升自身的職業(yè)素質(zhì)與操作的技術(shù)水平，最終實(shí)現(xiàn)有效操作的目標(biāo)，確保電子雷管能夠一直保持在安全運(yùn)行的狀態(tài)之下。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭瑞.基于單片機(jī)電子延時(shí)雷管起爆系統(tǒng)研究[D].西

華大學(xué)，2014.

[2] 賈海波，李曉虎，陳紅剛，常根召.電子雷管應(yīng)用中

的安全技術(shù)分析[J].現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2012，

（1）.

[3] 周玉兵.導(dǎo)爆管雷管與電子雷管在地鐵下穿建筑物爆

破中的應(yīng)用對(duì)比[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2012，

（5）.

[4] 馬宏昊.高安全雷管機(jī)理與應(yīng)用的研究[D].中國(guó)科學(xué)

技術(shù)大學(xué)，2008.

[5] 謝勝，劉博.電子雷管起爆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及其應(yīng)用[J].

現(xiàn)代礦業(yè)，2014，（9）.

[6] 顏克俊，史秀志，姚曙，曹勝祥，黃宣東.基于電

子雷管的爆破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在凡口礦的應(yīng)用[J].采礦技

術(shù)，2013，（5）.

[7] 王泗代.電力與非電力起爆方法的分析比較[J].有色

金屬設(shè)計(jì)，2001，（4）.

[8] 付天光.逐孔起爆技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].遼寧工程技

術(shù)大學(xué)，2010.

（責(zé)任編輯：黃銀芳）