变电站防触电警示装置的研制及应用

变电站防触电警示装置的研制及应用

贾光宇 、王玉龙 、余晓冬 、李新强

国网阜阳市太和县 供电公司 安徽太和 236600

摘要：文章针对变电站施工作业现场的安全管控工作要求，通过对传统单一的现场文字提醒标示牌进行全新的设计，打破传统的思维模式，通过智能化的科技手段，满足变电站监管部门对施工作业现场的安全管理。本文结合国网提出的泛在电力物联网技术，通过智能语音芯片及微波探测技术的应用，研发一种变电站防触电警示装置，通过应用在变电站施工现场周围，建立起一道电子防御墙，切实提高变电站安全管控工作的高效服务水平。

关键词：变电站；安全管理；防触电；报警提醒

引言：变电站作为供电企业的重要枢纽，经常会发生一些日常检修维护等任务，作为高压重点危险区域，变电站的施工检修工作现场，需要采取严格的防护措施和手段，对整个施工现场进行全方位的防护，保证不能出现一点安全隐患，否则将会引起毁灭性的打击。但是由于施工周期长，管理部门设立的电力警示标示牌，在现场很容易被人们所忽视，监管部门负责人也不可能全天侯守护在现场，因此我们需要结合现场的工作环境等特点，以实际工作需求为出发点，设计一种集语音、声光及文字报警提醒为一体的智能化的防触电报警装置，通过安装在施工现场周围其它的防护装置上，当人员进入可控探测范围内，能够及时发出语音提醒，同时灯光不停闪烁报警，从人的思想意识上，提高人们对施工现场高压危险区域安全意识的警惕性，有效防范安全事故的发生。文章通过调查了解国内外防触电报警装置的发展现状，针对性地提出研制方案，通过对各功能部分的结构分析，装置的功能特点，并通过现场应用，真正为变电站的安全施工管理工作保驾护航。

1. 装置的发展现状调查

现阶段国内外市场上针对施工现场安保工作的报警装置已形式多样，装置多为文字标示牌，其结构组装模式多样，有的设计通过支撑杆，直立安放在防护区域的入口处，有的直接悬挂在防护区域周边的物体上。通过调查发现，国内各行各业所使用的提示牌，其结构简单，功能单一，仅仅提供文字提醒功能，在繁杂的施工作业现场，这些文字型警示牌多安放在施工区域的周边，施工中往往被作业人员移动挪开，或被物体遮挡，警示效果不明显，这给施工现场带来一定的安全隐患。而在供电企业所使用的文字警示牌仍然随处可见，如：高压杆塔上悬挂“高压危险，禁止攀爬”、鱼塘边警示桩上写着“高压危险，禁止钓鱼”、变压器台区悬挂“高压危险，禁止跨越”等等字样，电力施工现场为了警示人们，通过在拉设的防护型围栏上安装一些警示标贴，这些文字型的警示语，只能通过视力观察得知，而针对一些安全意识淡薄的人员而言，这些警示语没有一点警示效果。供电企业施工现场由于高压危险因素较大，作为特殊的行业领域，安全管理工作更加要求严谨，现场的防触电安防保护装置要求也越来越高，功能单一的防触电报警装置已无法满足现阶段电力施工现场安全监管工作的规范化管理要求。通过对现阶段供电企业使用的防触电报警装置市场发展规律的摸索，只有对传统的警示装置进行全方位的技术改进，使其符合电力行业市场发展要求，才能更好地保护供电企业施工作业现场的安全稳定运行。

二、装置的设计研制方案

1、结构体系的方案设计

装置主要采用全密封式1.5MM净化铝板作为外壳体设计材料，延展性好，防腐蚀性能好，可用磨具折合成任意设计模型，外壳体表面采用喷砂氧化腐蚀文字工艺设计而成的警示语，装置顶部采用太阳能电板进行充电，结合内置锂里池组蓄电供装置工作使用。装置主板焊接固定有语音报警芯片以及LED报警灯等部分，装置所采用的微波探测感应模块及LED报警指示灯均固定在外壳体的正面，太阳能电板固定在外壳体上端。装置开启开关安装在外壳体的下端。

2、装置的工作流程

装置通过铝质外壳将各模块进行整合组装在壳体内部，其内部主板主要是由中央处理器分别与距离控制模块、电源模块、语音功放模块、微波模块连接。微波模块将感应的人体信号输送到中央处理器内，中央处理器根据距离控制模块所设定的距离进行监视，与距离控制模块比较，将警示信息传输到语音功放模块，语音功放模块输出警示语音，一旦有人进入安全距离内就能及时得到语音报警提示。装置能根据不同的电压级别自动调节报警安全距离，确保施工人员总是处于安全距离以外，具有很强的通用性。

3、装置的工作原理

装置主要采用微波探测的工作原理，由发射天线发出的微波，遇到施工现场人员时将被吸收或反射，使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波，并将它转换成电信号，再由测量电路处理，就实现了微波检测。

三、装置的功能特点

装置整体结构简单、灵敏度高、移动性强、安装方便，主要特点有以下几个方便：

1、技术先进：装置采用微波探测技术，可自动检测到人体与警示牌的移动距离，在达到探测距离范围内时，及时发出语音报警，感应速度快，探测范围广，装置白天通过语音报警提示，到了夜晚自动切换成灯光报警，体现出装置的人性化设计理念。

2、可靠性强：装置能根据不同的电压等级自动调节报警安全距离，确保施工人员总是处于安全距离以外，工作稳定可靠，具有很强的通用性，适用于各类安全警示牌。

3、耐用性强：装置体积小，携帯方便，且不受大气、光线、热度、噪音、湿度、气流、灰尘等自然环境的影响，警示、监控作用明显，监测运动的范围超过15m，测程长，鉴于传感器信号处理技木、目标范围和反射率，测程可以更长。

4、免维护：装置采用太阳能和锂电池组合供电，全程自行充电供装置使用，无须人工维护。

5、灵敏度高：装置可以“透视”非金属材料，如木头、塑料、玻璃、砖等，实现无障碍信号传输。

6、安全性强：装置能量辐射大大低于OSHA准则，安全性能高。

7、定制警示语：装置的文字警示语及语音报警内容可根据现场实际工作需要进行定制，可扩展性强，后期可应用于电力其它领域的应用。

8、安装方便快捷：装置体积小，安装固定只须1人独立操作即可完成，并可随时撤除进行二次安装。

四、装置的安装应用

当变电站有施工作业任务时，我们将研制的防触电报警装置，通过抱固安装固定在施工作业周围布防的防护围栏上，现场根据施工等级和工作环境需要，可安装在一面进行布防，但针对一些管理难度大，安全隐患较多的重点区域，可以四面进行布防，施工结束后，随时可进行拆卸。当安装固定结束后，管理人员通过钥匙启动装置开关按钮，即可开始工作。当进入施工区域探测范围内时，装置会及时发出语音报警，当夜间进行抢修施工任务时，装置会自动切换成LED灯光报警模式，防止语音影响附近居民休息。

通过在变电站施工现场周围布防的防触电报警装置的应用，大大节约了管理部门投入的人力和物力成本，通过从人的视觉和听觉两个方面，触发警醒人的安全意识，从根本上杜绝事故发展的苗头。装置后期可推广应用于大多数电力施工场合，可有效减少意外事故，保障设备和人身安全，为供电企业的安全生产带来可靠的技术保障。

五、结束语

本文从装置的研发，到装置的安装应用，通过采用智能化的技术手段，增强装置的功能多样性，从而实现对变电站施工作业现场的安全防范管理。装置的成功应用，供电企业在五年内无须重复购置警示牌，给供电企业节约了大量的成本，带来了很好的经济效益，管理效果明显，社会效益显著，维护了供电企业的安全稳定运行。

作者简介：

贾光宇，1970.12， 男，汉，大专，工程师，就职于国网太和县供电公司

王玉龙，1970.03， 男，汉，大专，助理工程师，就职于国网太和县供电公司

余晓冬，1972.12， 男，汉，高中，就职于国网太和县供电公司

李新强，1974.07， 男，汉，大专，助理工程师，就职于国网太和县供电公司