電力系統(tǒng)接地線聲光報警裝置的研制及應(yīng)用

石天宇，鄒 毅，鄭佳樂，邱鴦鴦

（國網(wǎng)浙江縉云縣供電有限公司，浙江 麗水 321400）

1 接地線聲光報警裝置研制背景

接地線是目前電力系統(tǒng)、變電所廣泛應(yīng)用的一種檢修設(shè)備，能夠有效保護(hù)檢修過程中調(diào)試階段設(shè)備、線路以及人員的安全。目前，為了防止接地線漏接或漏拆，主要采用接地鎖等“技防”措施。通過在接地裝置上加裝接地鎖，將接地裝置納入線路安全監(jiān)控防誤系統(tǒng)，有效避免接地裝置漏接或漏拆[1]。但是，加裝大量的接地鎖成本較高，操作較為復(fù)雜，且接地鎖加裝裝置并不適用于所有的接地裝置，線路中加裝太多的接地鎖會增加直流接地的可能性，增加了接地裝置漏電等事故風(fēng)險。因此，目前電力系統(tǒng)為了防止接地線合閘事故的發(fā)生，多采用“技防”和“人防”相結(jié)合的方式，利用線路監(jiān)控防誤系統(tǒng)實時監(jiān)控配合人工檢查各檢修設(shè)備運作狀態(tài)，查漏補缺[2]。

2 接地線聲光報警裝置研制過程

2.1 接電線聲光報警裝置基本原理

國網(wǎng)浙江縉云縣供電有限公司科研人員嘗試研發(fā)電力系統(tǒng)臨時接地線聲光報警裝置。

首先，受汽車無線智能鑰匙的啟發(fā)，準(zhǔn)備采用無線遙控構(gòu)件遠(yuǎn)程協(xié)同控制聲光報警裝置的啟用和停用，通過無線通信構(gòu)件實現(xiàn)遙控器與報警裝置之間的無線信號通信。微處理器通過判斷遙控命令信號，智能轉(zhuǎn)換聲光報警裝置的活躍或休眠狀態(tài)。

其次，受超市防盜報警系統(tǒng)啟發(fā)，采用統(tǒng)一觸發(fā)器的原理，在同一工作票內(nèi)同一時間通過遠(yuǎn)程遙控啟用所有的聲光報警裝置，檢測接地線是否拆除。當(dāng)有接地線漏拆時，能夠準(zhǔn)確及時地通過聲光信號為檢修人員表明漏拆接地線的方位[3]。

再次，受火警聲光報警裝置啟發(fā)，采用無線遙控與按鍵控制兩種控制方式相結(jié)合的方式控制聲光報警裝置的活躍和休眠狀態(tài)以及啟動和停機狀態(tài)，即在進(jìn)行傳統(tǒng)人工檢查并拆除接地裝置時，每拆除一個接地裝置由人工通過按鍵控制，使已經(jīng)被拆除的接地裝置上的聲光報警器處于停機狀態(tài)。當(dāng)逐一排查大部分接線設(shè)備后，通過無線遙控觸發(fā)裝置，同一時間使未處于停機狀態(tài)的聲光報警器從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入活躍狀態(tài)，并發(fā)出聲光報警信號，為檢修人員表明接地裝置所處方位。當(dāng)一個工作票內(nèi)所有聲光報警裝置全部被人工按鍵調(diào)為停機狀態(tài)時，意味著所有的臨時接地裝置已經(jīng)被全部拆除。

最后，受時鐘定時報警器啟發(fā)，準(zhǔn)備為聲光報警裝置加裝延時自動啟動模塊，即在開始檢修工作前，提前預(yù)估一個檢修工作時間和拆除所有接地線的時間，并通過時間設(shè)定模塊在掛接接地線時加裝聲光報警裝置，且為報警裝置設(shè)定延時啟動時間。這樣能夠有效避免由于無線遙控觸發(fā)裝置無線信號不穩(wěn)定而引起的聲光報警裝置遺漏觸發(fā)問題，確保聲光報警裝置在人工拆除回收臨時接地裝置的工作即將結(jié)束時，及時收到統(tǒng)一的無線遙控觸發(fā)器的啟用信號，也能自動延時啟用。

2.2 接地線聲光報警裝置基本構(gòu)件

接地線聲光報警裝置主要由報警器、控制器、電源和固定夾4個部分組成，其中控制器又包括無線遙控控制器、按鍵控制器和延時自動控制器3種類型。無線遙控控制器需要用到無線信號收發(fā)模塊（天線）和無線信號處理模塊（微集成處理器）。按鍵控制器需要按鍵掃描模塊和微集成電路開關(guān)模塊。延時自動控制器則需要時間設(shè)定模塊和延時自啟動模塊。報警器主要由聲音報警構(gòu)件和閃爍燈指示模塊組成。同時，接地線聲光報警裝置還需要安裝一個主控制模塊，用于協(xié)調(diào)判斷和控制執(zhí)行3種不同類型的控制器發(fā)出的控制指令。電源則負(fù)責(zé)通過模塊之間的電連接關(guān)系為各個模塊提供電能。固定夾負(fù)責(zé)將聲光報警裝置固定在接地線裝置上。接地線聲光報警裝置核心功能模塊組成結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 接地線聲光報警裝置核心功能模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 接地線聲光報警裝置無線通信模塊解析

公司為接地線聲光報警裝置配套的無線遙控裝置安裝了高度可配置的調(diào)制解調(diào)器，具有能耗低、傳輸效率高、可編程范圍廣等優(yōu)勢。通過調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)對無線通信信號的CRC處理，可以在使用前自行編程設(shè)定信道濾波帶寬，而調(diào)制解調(diào)器依據(jù)信道編碼自動進(jìn)行頻道補償，并對無線通信信號進(jìn)行白化處理。即當(dāng)無線遙控裝置接收到按鍵通知時，會向無線發(fā)送裝置發(fā)出命令編碼信號[4]，然后自動對命令編碼信號進(jìn)行CRC處理，打包通過調(diào)制解調(diào)器生產(chǎn)對應(yīng)的射頻信號并發(fā)送出去。

聲光報警裝置接收到無線遙控裝置發(fā)出的射頻信號后，把射頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。微控制器計算接收到的數(shù)字信號的CRC值，通過與遙控器發(fā)來的防錯CRC值對比，判斷信號傳輸過程中是否受到干擾。如果判定CRC一樣，則進(jìn)行白化處理，進(jìn)一步還原信號的準(zhǔn)確性，最終得到相對準(zhǔn)確的命令編碼，并由聲光報警裝置主控制器執(zhí)行命令編碼。當(dāng)命令編碼為啟動報警模塊時，聲光報警裝置能夠向無線遙控裝置回傳一個無線信號。無線遙控器接收到反饋信號，在遙控器操作版面上進(jìn)行指示燈提示，提醒檢修人員有聲光報警器處于激活狀態(tài)，防止由于能見度過低或距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致沒有發(fā)現(xiàn)聲光報警器報警信號的情況出現(xiàn)[5]。無線通信作業(yè)流程如圖2所示。

圖2 電力系統(tǒng)接地線聲光報警裝置無線通信流程圖

2.4 接地線聲光報警裝置功能

接地線聲光報警裝置需要具備以下核心功能。

第一，要能夠?qū)崿F(xiàn)延時定時控制、按鍵控制以及無線遙控統(tǒng)一控制3種控制模式，確保聲光報警裝置能夠根據(jù)實際需求實時切換活躍、休眠、開機以及停機4種運行狀態(tài)。

第二，要實現(xiàn)充足的電力供應(yīng)，報警裝置要能滿足連續(xù)工作10天以上的電能儲存，同時電源容量要滿足要求。

第三，要實現(xiàn)無線通信模塊對無線遙控信號的收發(fā)和處理功能，即要能夠通過編碼處理區(qū)分不同工作票不同批次的聲光報警裝置的無線遙控信號，避免不同工作票之間聲光報警裝置無線遙控信號的相互干擾。

第四，聲音報警模塊發(fā)出的報警響度要大于75 dB，閃爍燈指示模塊發(fā)出的閃光信號能見度要在40 m以上，確保檢修人員能夠在夜晚或霧天等惡劣環(huán)境及時接收到聲光報警信號。

3 接地線聲光報警裝置應(yīng)用策略

3.1 應(yīng)用前準(zhǔn)備工作

應(yīng)用前要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作：確定臨時接地裝置的規(guī)格和結(jié)構(gòu)，依此選定接地線聲光報警裝置的合適規(guī)格；檢查接地裝置是否有其他“技防”裝置，如接線鎖、接線刀閘等，移除不必要的接地線“技防”加裝裝置，避免裝置之間相互干擾；模擬驗證聲光報警裝置與接地裝置的實際防誤效用，驗證聲光報警裝置與接地線監(jiān)控防誤系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)性；記錄聲光報警裝置使用數(shù)量和使用時長，根據(jù)聲光報警裝置累計使用時長，預(yù)估聲光報警裝置的電量是否充足，電量不足20%時要提前補充電池電量。

3.2 應(yīng)用中注意事項

應(yīng)用中要注意：要確保每一個聲光報警裝置都通過固定夾緊固在接地線上，不會意外脫落；檢修工作還沒有結(jié)束即沒有正式開始拆除接地線之前，將聲光報警裝置設(shè)定為休眠狀態(tài)，降低電池消耗；要確保一個工作票只對應(yīng)一個無線遙控裝置，而一個無線遙控裝置則對應(yīng)同一工作票內(nèi)的所有聲光報警模塊，避免同一時間段內(nèi)不同工作票的無線遙控信號相互干擾。

4 結(jié) 論

接地線聲光報警裝置是針對電力系統(tǒng)檢修工作中漏拆接地線的問題而研發(fā)的，能夠靈活加裝在臨時接地裝置上，并且不會影響接地裝置的原有性能，也不會對傳統(tǒng)“技防”加“人防”的接地線監(jiān)控防誤系統(tǒng)造成不良影響，能夠有效降低變電所檢修工作中漏拆接地線的事故風(fēng)險。本文介紹了公司研制的接地線聲光報警裝置運作原理、基本構(gòu)件組成以及具體功能，并結(jié)合該接地線聲光報警裝置特點，提出了接地線聲光報警裝置的應(yīng)用策略，希望能為我國電力系統(tǒng)接地線監(jiān)控防誤系統(tǒng)的完善提供借鑒。