石天宇，鄒 毅，鄭佳樂(lè)，邱鴦鴦

（國(guó)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(bào)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(guò)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(guò)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(huì)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(xiǎn)。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(shí)時(shí)監(jiān)控配合人工檢查各檢修設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)，查漏補(bǔ)缺[2]。

2 接地線聲光報(bào)警裝置研制過(guò)程

2.1 接電線聲光報(bào)警裝置基本原理

國(guó)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(shí)接地線聲光報(bào)警裝置。

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

其次，受超市防盜報(bào)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(shí)間通過(guò)遠(yuǎn)程遙控啟用所有的聲光報(bào)警裝置，檢測(cè)接地線是否拆除。當(dāng)有接地線漏拆時(shí)，能夠準(zhǔn)確及時(shí)地通過(guò)聲光信號(hào)為檢修人員表明漏拆接地線的方位[3]。

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

最后，受時(shí)鐘定時(shí)報(bào)警器啟發(fā)，準(zhǔn)備為聲光報(bào)警裝置加裝延時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)模塊，即在開(kāi)始檢修工作前，提前預(yù)估一個(gè)檢修工作時(shí)間和拆除所有接地線的時(shí)間，并通過(guò)時(shí)間設(shè)定模塊在掛接接地線時(shí)加裝聲光報(bào)警裝置，且為報(bào)警裝置設(shè)定延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間。這樣能夠有效避免由于無(wú)線遙控觸發(fā)裝置無(wú)線信號(hào)不穩(wěn)定而引起的聲光報(bào)警裝置遺漏觸發(fā)問(wèn)題，確保聲光報(bào)警裝置在人工拆除回收臨時(shí)接地裝置的工作即將結(jié)束時(shí)，及時(shí)收到統(tǒng)一的無(wú)線遙控觸發(fā)器的啟用信號(hào)，也能自動(dòng)延時(shí)啟用。

2.2 接地線聲光報(bào)警裝置基本構(gòu)件

接地線聲光報(bào)警裝置主要由報(bào)警器、控制器、電源和固定夾4個(gè)部分組成，其中控制器又包括無(wú)線遙控控制器、按鍵控制器和延時(shí)自動(dòng)控制器3種類(lèi)型。無(wú)線遙控控制器需要用到無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊（天線）和無(wú)線信號(hào)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(kāi)關(guān)模塊。延時(shí)自動(dòng)控制器則需要時(shí)間設(shè)定模塊和延時(shí)自啟動(dòng)模塊。報(bào)警器主要由聲音報(bào)警構(gòu)件和閃爍燈指示模塊組成。同時(shí)，接地線聲光報(bào)警裝置還需要安裝一個(gè)主控制模塊，用于協(xié)調(diào)判斷和控制執(zhí)行3種不同類(lèi)型的控制器發(fā)出的控制指令。電源則負(fù)責(zé)通過(guò)模塊之間的電連接關(guān)系為各個(gè)模塊提供電能。固定夾負(fù)責(zé)將聲光報(bào)警裝置固定在接地線裝置上。接地線聲光報(bào)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(bào)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(bào)警裝置無(wú)線通信模塊解析

公司為接地線聲光報(bào)警裝置配套的無(wú)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(shì)。通過(guò)調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線通信信號(hào)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(dòng)進(jìn)行頻道補(bǔ)償，并對(duì)無(wú)線通信信號(hào)進(jìn)行白化處理。即當(dāng)無(wú)線遙控裝置接收到按鍵通知時(shí)，會(huì)向無(wú)線發(fā)送裝置發(fā)出命令編碼信號(hào)[4]，然后自動(dòng)對(duì)命令編碼信號(hào)進(jìn)行CRC處理，打包通過(guò)調(diào)制解調(diào)器生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)并發(fā)送出去。

聲光報(bào)警裝置接收到無(wú)線遙控裝置發(fā)出的射頻信號(hào)后，把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。微控制器計(jì)算接收到的數(shù)字信號(hào)的CRC值，通過(guò)與遙控器發(fā)來(lái)的防錯(cuò)CRC值對(duì)比，判斷信號(hào)傳輸過(guò)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(hào)的準(zhǔn)確性，最終得到相對(duì)準(zhǔn)確的命令編碼，并由聲光報(bào)警裝置主控制器執(zhí)行命令編碼。當(dāng)命令編碼為啟動(dòng)報(bào)警模塊時(shí)，聲光報(bào)警裝置能夠向無(wú)線遙控裝置回傳一個(gè)無(wú)線信號(hào)。無(wú)線遙控器接收到反饋信號(hào)，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(bào)警器處于激活狀態(tài)，防止由于能見(jiàn)度過(guò)低或距離過(guò)遠(yuǎn)導(dǎo)致沒(méi)有發(fā)現(xiàn)聲光報(bào)警器報(bào)警信號(hào)的情況出現(xiàn)[5]。無(wú)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(bào)警裝置無(wú)線通信流程圖

2.4 接地線聲光報(bào)警裝置功能

接地線聲光報(bào)警裝置需要具備以下核心功能。

第一，要能夠?qū)崿F(xiàn)延時(shí)定時(shí)控制、按鍵控制以及無(wú)線遙控統(tǒng)一控制3種控制模式，確保聲光報(bào)警裝置能夠根據(jù)實(shí)際需求實(shí)時(shí)切換活躍、休眠、開(kāi)機(jī)以及停機(jī)4種運(yùn)行狀態(tài)。

第二，要實(shí)現(xiàn)充足的電力供應(yīng)，報(bào)警裝置要能滿(mǎn)足連續(xù)工作10天以上的電能儲(chǔ)存，同時(shí)電源容量要滿(mǎn)足要求。

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

第四，聲音報(bào)警模塊發(fā)出的報(bào)警響度要大于75 dB，閃爍燈指示模塊發(fā)出的閃光信號(hào)能見(jiàn)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(shí)接收到聲光報(bào)警信號(hào)。

3 接地線聲光報(bào)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(shí)接地裝置的規(guī)格和結(jié)構(gòu)，依此選定接地線聲光報(bào)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(yàn)證聲光報(bào)警裝置與接地裝置的實(shí)際防誤效用，驗(yàn)證聲光報(bào)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(bào)警裝置使用數(shù)量和使用時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)聲光報(bào)警裝置累計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)，預(yù)估聲光報(bào)警裝置的電量是否充足，電量不足20%時(shí)要提前補(bǔ)充電池電量。

3.2 應(yīng)用中注意事項(xiàng)

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

4 結(jié) 論

接地線聲光報(bào)警裝置是針對(duì)電力系統(tǒng)檢修工作中漏拆接地線的問(wèn)題而研發(fā)的，能夠靈活加裝在臨時(shí)接地裝置上，并且不會(huì)影響接地裝置的原有性能，也不會(huì)對(duì)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(xiǎn)。本文介紹了公司研制的接地線聲光報(bào)警裝置運(yùn)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(bào)警裝置特點(diǎn)，提出了接地線聲光報(bào)警裝置的應(yīng)用策略，希望能為我國(guó)電力系統(tǒng)接地線監(jiān)控防誤系統(tǒng)的完善提供借鑒。