智能自动测距声光报警信标灯的研制与应用

孙国娣，王 亮，潘静娟，王梦超

(1.国网江苏省电力公司扬州供电公司，江苏 扬州 225009；2.国网江苏省电力公司南通供电公司，江苏 南通 226006)

智能自动测距声光报警信标灯的研制与应用

孙国娣1，王 亮2，潘静娟2，王梦超1

(1.国网江苏省电力公司扬州供电公司，江苏 扬州 225009；2.国网江苏省电力公司南通供电公司，江苏 南通 226006)

为防止输电线路外力破外事故的发生，从技术防范角度研制了一种智能自动测距声光报警信标灯。该装置安装于输电线路上，能自动测量附近物体距离并发出声光警示，提醒附近施工机械和过往行人注意与输电线路保持安全距离，可有效防止输电线路外破事故和人员触电等事故，提高输电线路防外破技防工作水平。

输电线路；声光报警；外力破坏；信标灯

0 引言

随着国民经济的高速发展，输电线路的建设也得到了快速的发展，其安全稳定运行关系到全民用电安全和社会公共安全。但是，由于终年暴露在户外和所处环境的特殊性，输电线路不仅要遭受各种恶劣天气、自然灾害的侵袭，还要遭受因施工破坏、违章作业等外力破坏事故，可能导致违章作业人员触电死亡，严重威胁输电线路的安全稳定运行，降低供电系统的可靠性。因此，如何防止外力破坏事故，以保证施工作业人员生命安全和输电线路的安全运行，是一个值得探讨的课题。

1 输电线路防外力破坏工作现状

近年来，江苏省电力公司花了大量人力、物力和财力来研究电力设施保护措施，除加强内部管理、政企沟通和向全社会进行电力设施保护宣传外，还对重要输电线路潜在吊机、车辆等碰线、撞杆的场所推广可视化警示标志，竭力加强对输电线路的通道安全管理，想方设法防范外力破坏事故的发生。

目前，可视化警示标志主要有以下2种。

(1) 无源器件警示标志。该标志安装在输电杆塔上，起到防止撞杆事故的作用，但对输电线路的防护作用有限。该标志本身不能发光，仅是借助车灯光被动反光，在视线不好和夜晚时不能很好地起到警示作用。

(2) 有源器件警示标志。该标志安装在输电线路上，利用磁场从输电线路取能，并发出闪烁灯光警示。但该标志不仅会增加线路损耗，其元件器还易受磁场干扰，运行不稳定，同时其安装、更换与日常维护都很不方便。

为做好输电线路防外力破坏事故的技防工作，江苏省电力公司研制了智能自测安全距离声光报警信标灯(简称“信标灯”)。该装置直接安装在输电线路导线上，通过太阳能电池板获取电能，具有自动测距、声光示警、警告异动等功能。通过刺眼的红、黄灯光闪烁，提醒过往行人、车辆和船舶等提前避让；通过刺耳的声音报警，警告线下及周边施工人员或车辆注意与输电线路保持安全距离，从而实现对输电线路的全时段、全天候保护。

2 信标灯工作原理及结构

2.1 信标灯工作原理

信标灯由3大模块组成：电源模块、CPU处理模块、警示模块。其中，电源模块采用抗高压电磁场干扰的晶体硅太阳能电池板，白天将太阳能转化为电能并储存在蓄电池中，对整个装置提供电源。CPU处理模块利用超声波测距原理，能够自动实时测量靠近物体的距离，并与预先设定的安全距离进行比较，当测量距离小于预设安全距离时，会驱动警示模块发出声光警示。信标灯的工作原理如图1所示。

图1 信标灯工作原理

2.2 信标灯结构

信标灯由悬挂卡具和集成声光灯罩2部分构成。悬挂卡具采用轻质铝合金按设计模具加工而成，具有加工方便、安装快捷、重量轻巧的优点，不仅能适应不同截面积的导线，还能与导线保持等电位，不影响输电线路的正常运行。集成声光灯罩由高强度的PVC材料制作而成，具有抗干扰能力强、耐高温绝缘、使用寿命长的优点，其内部集成了电源模块、CPU处理模块、警示模块，是信标灯的主体。信标灯结构如图2所示。

图2 信标灯结构

3 信标灯的优点

3.1 不影响输电线路的正常运行

信标灯与输电线保持等电位，悬挂卡具既能维持信标灯稳定，又能保护导线不受损伤，其安装、维护和工作均不影响输电线路的正常运行。

3.2 自动测距声光报警

正常工作时，信标灯发出慢频闪烁黄光，将输电线路的位置、高度、轮廓可视化；当有物体靠近时，信标灯自动测距并将其与预设安全距离比较，同时发出刺耳的鸣笛声和刺眼的快频闪烁红光，警示靠近物体远离输电线路。

3.3 安装快捷维护方便

悬挂卡具按设计模具加工而成，充分考虑到环境因素、力学原理，能够适应不同截面积的导线，而且安装快捷、卸载方便。

3.4 取能取材绿色环保

信标灯利用太阳能电池板取能，既抗电磁干扰，电池续航能力也强。其灯罩采用高强度PVC材料，既耐高温绝缘，又防水防腐，使用寿命长。

3.5 保护线路高效有力

信标灯作为输电线路技防措施之一，可弥补“人防、物防”的不足，能减少输电线路运检人员时间精力的投入，提高工作效率；同时也能够提高企业的直接经济效益和社会的间接效益。

4 信标灯现场应用

2015年12月，为测试信标灯实际运行情况和现场应用效果，将该信标灯安装于某公司所属的4条220 kV输电线路上(该4条输电线路发生外力破外事故频次非常高)。其中：线路1为区域间重要的联络线路；线路2周边经常有多个施工作业点；线路3跨越铁路和高速公路；线路4跨越2个河道和多块农田。安装信标灯后，过往行人、车辆和周边施工人员及机械很容易发现输电线路导线位置。尤其是当有物体靠近导线时，该装置能够发出声光告警，提醒有关人员注意安全距离，远离导线，起到很好的警示作用。4条输电线路在5年内外力破坏故障统计结果如表1和表2所示。

表1 2012-2016年外力破坏故障统计 次

由表1和表2可以看出：安装信标灯后，上述4条线路的年均外力破坏故障次数大幅度下降，下降幅度高达73．3 %-82．2 %。由此可见，安装信标灯后对减少输电线路外力破坏故障具有明显的抑制作用。

5 结论

智能自动测距声光报警信标灯具有重量轻、安装简单、运行可靠的优点，为江苏省电力公司管辖范围内的重要输电线路，尤其是为周边有施工点，跨越道路、江河上方的架空线路提供了一种直观、简单、快捷、有效的技术防范外力破坏的手段，同时也为电网安全稳定运行提供了有力保障。

下一阶段江苏省电力公司将扩大该信标灯的使用范围，同时进一步研究建立告警平台，即在信标灯警示失败、输电线路发生外力破坏故障的情况下，如何实现通过告警平台实时向管理人员发送故障点告警的功能，使输电线路运检人员能够迅速定位外破故障点，提高输电线路运行维护效率。

2016-07-20。

孙国娣(1968-)，女，高级工程师，主要从事电力生产安全管理与监督工作，email：2386584706@qq．com。

王 亮(1987-)，男，工程师，主要从事输电线路运行与检修工作。

潘静娟(1987-)，女，工程师，主要从事变电运行与检修工作。

王梦超(1993-)，女，本科，主要从事用电检查工作。