浅析智能警示高压试验围栏的研制与应用

陆晓红

摘 要：在电力高压试验中，需要人工操作对设备是假高电压，从而达到检验设备绝缘状况的目的。随着该类试验内容的增加，以及相关的人身伤害事故、试验失败案例等的出现和增加，迫切需求加强高压试验的安全性，这就要求工作现场必须设置试验安全专用围栏。因此，我们针对常规专用围栏警示形式单一、效果一般的问题，提出智能警示高压试验围栏的研制。首先就其应用环境和使用特点进行介绍；然后分析常规专用围栏存在的问题，并对智能警示高压试验围栏的创先点和优势进行介绍；最后对研发工作进行总结，并就本次研究取得的成果进行汇总和进一步探讨。

关键词：电力安全；高压试验围栏；智能高压试验围栏

中图分类号：TM83 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0014-02

1 高压试验围栏应用背景介绍

1.1 高压试验围栏应用概述

高压设备交接试验、间隔投运、预试等高压试验的次数越来越多，高压试验作为运行维护的必要环节之一，不同环境下的高压电气试验都具有其特殊性和不确定性，在这样的条件下很容易形成安全隐患，对人身和设备安全造成威胁，发生无关人员误入高压试验现场事故的潜在风险逐渐增大。在常规条件下，工作人员一般选择使用专业围栏进行风险防患，这种围栏通常识是带有警示标识的安全围栏，警示形式相对单一，而且效果并不理想。更加需要值得注意的是，围栏现场需要试验监护人员的提醒和劝阻，如果没有监管人员在场，就有可能造成外人误入试验围栏，造成设备仪器损坏和人身安全危害的事故发生。

1.2 智能警示高压试验围栏开发简介

在对实践经验总结的基础上，我们提出智能警示高压试验围栏新的设计原理。这个设计原理即是微波探测传感装置应用Doppler Radar（多普勒雷达）原理，发射一个低功率微波并接受物体反射来的能量，一旦物体的运动被其探测到，发射频率就被反射回的微波频率所替代，替代的微波与发射的微波混合在一起，结果一个低频率的电压从传感器输出。控制声光报警输出。即当有人穿越感应区域时，由于是运动体，传感器接受反射波的频率出现变化，内部控制产生一个报警信号。在这个原理的指导下，设置微波探测传感器装置，对于试验活动进行探测和报警，避免造成不必要的损伤。

2 智能警示高压试验围栏的研究与开发

2.1 高压试验围栏应用中的问题分析

常规高压试验中，我们一般选择围栏规避试验中意外的人员闯入，避免危害事故的发生。但是，随着近年来电力需求压力的增大，高压试验也越来越多，常规的围栏已经不能够满足警示的要求。特别体现在当监管人员不在岗或是稍有工作疏忽时，就可能对人员和电力设备造成危害和损坏。

面对应用中的困境，我们需要在原有高压试验围栏基础上，对产品进行进一步的创新。因此，我们试图通过声、光、波各个方面触发人的感觉器官的途径进行研究，从而对于围栏中的人员乃至设备应用状况进行提醒，也可对意外入侵者起到警示作用。并且也在很大程度上降低了高压试验人员的作业危险，有助于帮助他们进行安全作业。

2.2 智能高压试验围栏的开发与部署

通过对于传统围栏的应用分析，我们看到已经无法满足新的需求，因此我们提出了智能高压试验围栏的项目。

首先，我们定义智能高压围栏的理论要点在于微波探测传感器装置的设计。在微波探测传感装置的发射点安装一个圆柱体的孔状物，有效阻挡椎体发射，使之成为线状发射，当移动体欲进入其所控空间，就发出声光报警，预防误报警的产生。实现100%的有效报警。采用多用途支架，不仅有常规的四脚支架，还有适用于变电站开关室或开关站的磁吸支架。当检修人员在开关室实施检修或试验时，只需把支架吸附在相应开关柜柜面上即可形成一个相对独立的作业空间。微波探测传感装置在支架上可实现360 ？觷旋转，使用更为便利。

其次，我们对这一创新的可行性进行研究，发现这种微波探测装置具有较大优越性。在项目预算经费控制的前提下，我们按照设定的智能装置结构制作了5套，并把这五套装置应用在高压试验中，使用状况良好，符合我们的预想。此外，我们将其应用在其他需要的场地，效果仍然较好，排除了智能高压试验装置对于产地的特殊性要求。

2.3 智能警示高压围栏的具体装备研发

在本次创新性研究中，按照预先设计的规划图纸，我们制作了微波探测传感装置，并设定技术要求为发射点安装一个圆柱体的孔状物，以实现有效阻挡椎体发射的功能；同时，研发了多用途支架，常规的四脚支架，以适用于变电站开关室的磁吸支架制作；最后，配以重新改造的充电式电池、充电器。为了节约成本，我们开模制造了5套装置，事实证明，这五套装置均具有良好的效果，值得进一步的研究和开发。

3 智能警示高压围栏的功效与研究成效

我们对智能警示高压围栏装置主要的创新点进行汇总，并对整个研发工作进行总结。

3.1 智能高压警示围栏装置的创新与突破

①我们研发的微波探测传感发射是直线状，消除误报的可能性。通过使用无线红外报警器及微波探测传感围栏技术，可以使误入高压试验现场事故大大减少，防范于未然。

②采用多用途支架，使用不受场地限制，方便简单，在实际使用上更具针对性。并且每场试验还可以节省2～3个劳动力，这就使得高峰度假期间，人手不足的问题得到改善。

③采用充电式电池，无需电源和布线，一次充电可连续使用3天以上。

④微波探测不受热、嗓音、湿度、气流、尘埃等影响，适合恶劣环境。

⑤非接触性，对人体无损害，安全。需要短时间恢复供电时，新技术的应用减轻了检修眼里，提高了公司供电可靠率。

3.2 智能警示高压围栏装置的应用成效

总结目前智能警示高压围栏装置取得的成效，我们看到它的优越性逐步体现出来。

3.2.1 经济效益

成本投入：设计、生产微波探测传感报警围栏5套，共计费用Y0=7.5万元；

节约人工成本：每次高压试验节省2～3人次，每人次工资200元，计算如下：

1（每次）×3（人次）×200（工资）=600元。

2014高压试验总场次为480次，总计节约人工成本约：

Y1=0.06×480=28.8万元

由于节省人力物力，可以同时进行多项高压试验，缩短停电时间，多供电效益：

W=1 000×0.1×380=38 000 ？觷，

Y2=38 000 ？觷×1（元/kw·h）=3.8万元（每次高压试验节省6 min，每天10 kV出线供电负荷为1 000 kVA，每度电1元钱）。

总经济效益为：

Y=Y1+Y2-Y0=28.8+3.87.5=25.1万元

3.2.2 安全效益

缩短停电时间，提高供电可靠性运行，减少了人员误入高压试验现场事故。

3.2.3 研发成果

通过该项目的实施，能在高压试验时，对外来人员或活动物体的入侵，直接进行监测报警，提高现场人员的安全意识、保证现场试验的安全可靠进行。同时，也能保障试验人员的人身安全。该装置已经取得了一项国家创新型专利。

3.3 智能警示高压围栏研发和应用的不足

从目前应用来看，智能警示装置的功效是较为显著的。与此同时，我们通过实践总结和细化分析，该装置仍然存在几个方面的不足。

①红外探测器不能安装在发热体附件上，会产生误报。

②如果探测范围内有大面积遮挡物，会受到一定程度影响。

③电池使用一段时间后，应该定期试验，有可能会误报漏报警。

4 结 语

通过研究，新型装置获得了国家认可，获得了一项国家实用新型专利，更重要的是一次大胆的创新和尝试。未来，针对研发和应用的不足，我们将进一步进行分析，规范作业流程，强化系统研究。

参考文献：

[1] 马永强，吴开兴，韩万祥，等.户外高压装置智能警示器设计[J].电子产品世界，2010，（Z1）.

[2] 狄富清.配电实用技术[M].北京：机械工业出版社，2010.