防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警系統(tǒng)

朱勁波+劉偉+周秋芬

摘 要：開關(guān)柜是一種應(yīng)用于變電站內(nèi)的特殊電氣設(shè)備，因工作人員工作疏忽或安全保護措施不到位導(dǎo)致的事故時有發(fā)生。為防止誤入電力間隔導(dǎo)致的設(shè)備經(jīng)濟損失及人身安全威脅，安裝運用防誤閉鎖已成為電力系統(tǒng)安全運行的一項重要措施。從執(zhí)行角度看，防誤閉鎖都是針對人的操作而設(shè)置，關(guān)鍵還是的控制好人的現(xiàn)場行為，無法有效控制人的行為，從控制角度看，缺少現(xiàn)場技術(shù)控制措施。若能將現(xiàn)場人員執(zhí)行程序通過現(xiàn)有的語音識別、語音提示指導(dǎo)進行，將大大避免誤操作的發(fā)生，而防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警系統(tǒng)就是基于此的研究。

關(guān)鍵詞：無線通信；傳感器技術(shù)；嵌入式；語音報警

中圖分類號：TU998 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0169-01

1 背景

在電力系統(tǒng)的安全事故中誤入間隔造成人身傷亡事件時有發(fā)生，究其原因主要有以下兩方面因素：

（1）人為因素：在工作中安全責(zé)任心不強，思想注意力分散，且在操作中或工作中監(jiān)護不到位，或未嚴(yán)格按照安全技術(shù)規(guī)范進行操作或工作；（2）設(shè)備因素：設(shè)備標(biāo)示不清、設(shè)備無可靠閉鎖、無安全警示及可靠的隔離措施。

目前所采用的防誤閉鎖都是針對人的操作而設(shè)置，關(guān)鍵還是的控制好人的現(xiàn)場行為，無法有效控制人的行為，從控制角度看，缺少現(xiàn)場技術(shù)控制措施。若能將現(xiàn)場人員執(zhí)行程序通過現(xiàn)有的語音識別、語音提示指導(dǎo)進行，將大大避免誤操作的發(fā)生，而防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警系統(tǒng)就是基于此的研究。

2 主要功能及創(chuàng)新點

本文研制的防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警系統(tǒng)主要功能及創(chuàng)新點如下：

（1）本系統(tǒng)能有效兼容供電公司工作票系統(tǒng)。當(dāng)開關(guān)柜檢修人員在工作票系統(tǒng)中開具工作票時，開關(guān)柜管理員在待檢修的開關(guān)柜上放置檢修標(biāo)志，當(dāng)檢修人員進入控制室時，可以根據(jù)開關(guān)柜檢修狀態(tài)對開關(guān)柜進行檢修，防止檢修人員誤入開關(guān)柜。（2）聲紋識別功能。檢修人員在工作票系統(tǒng)開具工作票時，有工作票系統(tǒng)把檢修人員信息發(fā)放到待檢修開關(guān)柜，當(dāng)檢修人員對開關(guān)柜進行檢修時，需要首先驗證聲紋信息，只有檢修人員聲紋信息與工作票系統(tǒng)發(fā)放檢修人員姓名一致時，方可操作待檢修開關(guān)柜，否則無法操作開關(guān)柜。（3）紅外人體監(jiān)測功能。本系統(tǒng)在開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有紅外人體監(jiān)測功能，當(dāng)開關(guān)柜處于帶電狀態(tài)或者禁止檢修狀態(tài)時，檢修人員靠近開關(guān)柜一定距離時，系統(tǒng)啟動報警功能。（4）現(xiàn)場語音提示功能。本系統(tǒng)除放置在開關(guān)柜內(nèi)的監(jiān)測終端外，還有放置于控制室內(nèi)的語音、聲、/光報警單元，報警單元根據(jù)開關(guān)柜內(nèi)監(jiān)測終端發(fā)送的報警指令進行不同級別的語音報警。（5）遠(yuǎn)程短信報警功能。系統(tǒng)報警終端中設(shè)有短信報警功能，當(dāng)檢修人員誤操作開關(guān)柜時，報警單元會根據(jù)報警級別，選擇現(xiàn)場語音報警或遠(yuǎn)程短信報警功能。（6）監(jiān)測終端和報警終端采用無線自組網(wǎng)方式進行數(shù)據(jù)傳輸。開關(guān)柜內(nèi)監(jiān)測終端通過無線方式與放在控制室內(nèi)的報警終端通過無線方式進行通信，減小因布線帶來的繁瑣工作，提高工作效率。

3 功能實現(xiàn)

依據(jù)系統(tǒng)功能對系統(tǒng)進行整體設(shè)計，行將系統(tǒng)按照模塊劃分為主要的2個模塊：檢測主機模塊、報警主機模塊。檢測與報警主機結(jié)構(gòu)框圖如下圖1、圖2所示。

3.1 檢測主機模塊

檢測主機模塊主要包括紅外人體檢測、電場強度檢測及無線通訊單元，其中紅外人體檢測實現(xiàn)對間隔柜前人體活動的監(jiān)測，電場強度檢測提供對間隔柜內(nèi)觸點電壓的監(jiān)測，無線通訊單元實現(xiàn)監(jiān)測終端與報警裝置的通訊。

3.1.1 電場強度檢測

電場強度檢測傳感器，其輸出為模擬電壓信號，再將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號，并通過查表方式計算出對應(yīng)電場強度值。

3.1.2 無線通訊單元

無線自組網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方式：無線傳輸模塊采用GPRS技術(shù)，本模塊通訊距離不受限制，其擁有跨區(qū)域、跨地區(qū)的遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)無線傳輸特點，系統(tǒng)能在無數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候自動進入休眠狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)接收到傳輸信號后能夠完成自動喚醒。同時在連接建立時間方面，只需要極短的時間就可以達到相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，從而能夠及時的處理相關(guān)的數(shù)據(jù)。

3.2 報警主機模塊

報警主機模塊主要包括報警裝置及報警信息推送單元組成。

3.2.1 語音提示

現(xiàn)場語音提示單元采用高靈敏、性能穩(wěn)定、精確度高的語音處理芯片，在極其惡劣的噪聲環(huán)境下都可正常工作，它具有寬泛的耐溫和耐壓范圍，正常工作范圍寬達2.6 ～5.0V，彌補了目前市面上語音芯片抗干擾能力較差的缺陷。如圖3為語音提示單元電路圖。

3.2.2 短信報警單元

短信提示單元采用SIM900A模塊，其AT指令與標(biāo)準(zhǔn)AT指令相同，同時采用PDU的數(shù)據(jù)格式進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

該項目在原有開關(guān)柜基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)了控制柜防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警的功能，提高無人值守控制柜控制室安全生產(chǎn)和運行管理的水平，豐富了開關(guān)柜帶電監(jiān)測手段，完善了開關(guān)柜防誤入設(shè)備網(wǎng)門的聯(lián)動報警機制，提高了開關(guān)柜帶電狀態(tài)下操作的安全水平，減少因開關(guān)柜帶電檢修引起的開關(guān)柜事故，有力保障檢修人員人設(shè)安全及國家公共財產(chǎn)安全，確保開關(guān)柜正常穩(wěn)定工作。

參考文獻

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