围栏边界报警及视频远方控制技术在变电站安全布防的应用

围栏边界报警及视频远方控制技术在变电站安全布防的应用

邹洪森1秦有苏1吴丹2吴延斌2

（1.国家电网宁夏电力检修公司；2.西安沃弘达电子科技有限公司）

摘要：目前，国内外暂无对变电站安全布防的研究，国内外对站内施工现场的安全布防手段单一，主要还是采用活动式隔离围栏或隔离遮栏、地桩式活动围栏、临时围栏、全封闭安全围栏并悬挂标识牌，此种形式的安全布防不能达到安全立体布防、主动防御的功能。因此为了实现主动式的安全监控，非常有必要研制一套全面的安全布防系统，对施工过程中的过失行为及危险的不规范行为进行实时监控、录像，并联动自身系统的高清摄像头进行视频跟踪与录像，将违章信息报送远端监控中心，消除安全施工隐患。

关键字：安全布防：视频远方控制：变电站

引言：

目前换流站、变电站的安全布防措施采用传统形式的遮拦、标示牌等工器具，对于主动安全监管其存在如下隐患：

1）采用常规的设备检修隔离措施不能有效保证作业人员安全；

2）常规的安全措施不具备远端监控中心安全预警及现场视频联动功能；

3）安全标示牌无法做到四周完全覆盖，造成工作人员未见标志而误入，存在安全隐患。

系统原理简述：

本安全布防系统是集无线网络技术、感应围栏技术、声光报警系统和远程监测技术于一体的产品，适用于各种等级变电站检修施工现场，用于现场安全施工规格监控，本系统内容原理如下：

1监控功能的实现

将无线网络技术、声光报警系统、远程监测技术模块化，安装于平台上；实现对不同施工周期的临时及长期检修施工现场的监控。

1)施工人员超界监视

对于地面检修施工区域，当发生现场作业人员超越工作区域（感应围栏遮拦）时，通过安装在平台上的主机控制声光报警器，警示现场工作人员，同时联动高清球型摄像机对此行为进行实时视频监控并启动录像，同时将报警事件及视频数据传送到远程监控后台。

2)远程监控功能

检修施工现场的监控平台与运程监控中心实时通迅，将现场的实现图像情况及突发报警事件传送到远程监控后台。

此功能并可用于对故障设备或高负荷状态关键设备的远程实时监控。

3)多系统扩展接口功能

本系统在整体软硬件设计时就考虑在后期接入时不会对系统架构进行大的变动。提升无人值守、少人值守的变电站和换流站设备运维管理水平，保障换流站（变电站）一、二次设备的运行安全。

2系统关键技术和难点

1）通过感应围栏设置检修区域，当地面的施工作业人员发生超越施工区域行为时，现场声光报警（或语音指示）警示提醒违章人员及监护人员，从而及时阻止现场违章人员的违章行为。灵敏性参数的调整为本项目的难点之一。

2）采用平台承载高清球形摄像机，通过现场检修电源箱供电，实时将现场视频数据远方传输。以实现对检修、施工现场的全天候无死角的视频监控。这对平台的工艺结构的设计、抗风、防尘防水等级提出的更高要求。

3）检修、施工现场安全布防智能联动远传。系统报警联动现场声光警示设备、调用现场视频摄像机对发现违章的现场进行录像并上传，一系列联动动作对软件及通信环节的响应时间提高了较高的要求。

系统设计原则

为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次安全布防系统工程设计中，我们坚持长远规划分布实施的原则，将系统建设成为一种具有高起点，易于扩充、升级和管理，易于使用的监控系统。

1)实用性及可靠性原则

在本系统我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效、急用先上、逐步完善的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。

在系统的设计和实施工程中，充分考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。

2)先进性、成熟性与可扩展性原则

在满足实用性原则的基础上，选用先进的设备、优化的结构、综合布线方式及多媒体控制技术，将系统的技术水平定位在一个高层次上，以适应新世纪现代生产管理发展的需要。

系统具有良好的可扩展性，充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。

3)开放性和标准化原则

系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。充分利用不同网络的优势，将它们有机地结合起来，为信息交换和设备互操作创造有利条件。

4)经济性原则

在完成系统建设目标的基础上，力争用最少的投资，取得最大的效益。在网络设计、设备选型上，采用高性能价格比的方案和设备，不仅使资金的投入、产出比达到最大值，而且要降低整个系统的运行成本，以较低的人员与资金投入来维持系统的正常运行。

5)可维护性、可管理性原则

网络设计和设备选型应具备实施安装方便、配置方便等特点，尽可能采用先进的、直观的管理手段，能够合理配置、均衡和调整网络资源，监控网络运行状态，控制网络运行,还应有一定的故障自检和系统恢复能力。

系统整体设计

安全布防系统主要由网络系统、监控平台、感应围栏和远程监测系统组成。

系统功能设计

系统将实现如下功能：

a).支持监控平台布置到全站室外区域。

b).检修人员超越施工区域、不按规章进出施工区域报警；

c).检修人员防触电监控，可根据一次接线图自动识别带电体的安全距离，当检修人员在立体空间上超过带电体的安全距离时报警；

d).全系统联动监控功能，当系统发生报警后可联动现场监控摄像机第一时间记录现场情况，并将报警信号上传动监控中心，并可通过3G信号将报警信息及现场图片发送到安全管理人员的手机上。

网络系统

本系统依托无线网桥、无线AP及交换机等设备组成无线网络系统,可靠稳定的网络系统是本系统长期正常运行的基本保障。在无线系统中无线网桥以其灵活的组网方式，可实现点对点传输、中继方式传输和多点传输。

感应围栏

感应围栏是基于电磁场的原理来实现的，当有人或者物体接近感应围栏时，感应围栏原有的电磁场被破坏，主机检测到后处理报警。当发生现场作业人员超越工作区域（临时遮拦）时，现场发出声光报警警示现场工作人员，并通过远程监测后台发出报警，并通过视频监控对现场违章人员的行为进行监控和视频录制。

高清球形摄像机监控平台

用安装高清球形摄像机、感应围栏主控制器等主要设备，整体结构封闭、防雨，并防尘防雨、设计可抗8级风。

远程监测软件系统

采用Windows平台计算机，安装安全布防系统软件，用于接收现场违规报警事件，及现场视频信息。

安全服务

支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持IP地址过滤，支持匿名访问，支持HTTPS,SSH等安全认证，支持创建证书，支持用户登录锁定机。

结论：本文有针对的研究了安全布防系统，突破了传统安全布防手段单一、可控性差、无法在第一时间制止违章的危险行为等束缚，真正实现了布防的功能，良好解决了强电场下无线视频信号稳定传输、强电场下视频系统和感应围栏设备的稳定运行等技术难题，将网络技术、电磁感应围栏技术、声光报警系统和远程监测技术相结合，实现对检修、施工区域的全面化安全布防。其具备较强的使用价值和推广前景。

参考文献

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