配电网电动作业工具无线遥控系统的设计与应用

国网宁夏电力公司中卫供电公司 韩 涛 顾泽玉 李永增 朱宇辰 刘 清

配电网电动作业工具无线遥控系统的设计与应用

国网宁夏电力公司中卫供电公司 韩 涛 顾泽玉 李永增 朱宇辰 刘 清

配电网无线遥控带电作业工具有效克服传统手动工具操作费力、难度大、效率低，而传统电动工具又存在绝缘距离较短、使用局限性较大的问题。本文阐述其研究背景和设计思路，并重点就无线遥控系统中控制模块和遥控器的设计与应用进行探讨。

电动工具；无线遥控系统

1.引言

带电作业一般都是高空作业，涉及到登杆操作，劳动强度较大，同时往往都是室外作业，酷暑严寒雨雪天气较为常见，导致作业的条件鹤环境较为恶劣，一旦处置不当，极易发生事故。因此，在过去很长的一段时间里，各国都对配电网带电作业内容进行强制限制，很多作业内容都必须先行申请停电计划，停电后方可开展相关作业，这必然会因此导致经济损失，直接影响到供电企业的运营效益，也给用户用电满意度造成影响。

随着带电作业水平的不断发展，高架绝缘斗臂车、合格绝缘服、优质绝缘工器具在日常作业中得到大量的推广，这些高科技产品不仅提高了工作的效率，还降低了作业人员的劳动强度，增加了带电作业的安全性。我国在配电网带电作业方面的研究和相关技术领域，具有显著的特色，带电作业方法的内容、方式和操作难度方面，都达到较高的水平。

而随着配电线路带电作业和不停电作业法得到广泛应用和推广，也日益突出以下典型问题：传统手动工具操作费力，难度大，效率低，而传统电动工具又存在绝缘距离较短，使用局限性较大。

融入电动液压技术、不停电作业技术和遥控操作技术，研制电动遥控作业多功能组合装置，包括：电动压线钳、电动剪线钳和电动压钳工具。

2.无线遥控系统整体设计

配电网无线遥控带电作业工具无线遥控系统主要由控制模块和控制器组成。研发控制模块、设计程序等流程执行，设计将影响配电网无线遥控带电作业工具的易用性和可行性。

2.1 控制模块

控制模块的研究需要进行拆解电动工具，对电动工具内部电路、工作模式进行研究，从而确定控制电路。

如图1所示，控制模块分为控制终端和受控终端。其中，控制终端由身份验证模块、显示模块、数据记录模块、数据上传模块和通信模块组成，受控端控制模块主要包括电机驱动模块、状态显示模块、状态调整模块、通信模块和报警模块组成。

图1 系统结构图

控制端采用蓝牙通信模块，通信距离足以满足配电网带电作业现场环境对距离的要求，同时控制系统操作反应时间短，性能稳定。控制端设计按键实现遥控控制功能，同时提供人性化的语音模块，操作时提醒现场作业人员注意。另外，基于对作业人员的要求和安全管理，控制端引入生物识别技术，实现操作人员身份识别和校验功能，只有具有相应的授权许可权限，才可进行遥控按键操作。

受控端与控制端匹配，也是采用蓝牙通信的方式，通过与遥控终端进行双向通信，解析控制端传递过来的指令，确定相应动作指令，驱动控制电机，然后驱动电动工具工作。

2.2 控制器

通过设计电路与协议，编写程序实现方法，编写UI等流程执行。该设计将影响配电网无线遥控带电作业工具的易用性。控制器考虑采用蓝牙无线通信技术进行交互式通信，通过遥控方式保障实时工作。基于高耐压电路设计技术与方案，保障配电网无线遥控带电作业工具在作业现场工作时不受到影响。

考虑设计的通用性和未来推广的便利性，控制器设计时，充分采用通用电子模块的设计方案，保障未来配电网无线遥控带电作业工具的通用性，同时设计嵌入式智能调控程序，结合实际生产工作完成全套工作流程。

2.3 系统流程

图2 系统流程图

控制模块流程设计也分为控制端和终端（受控端），流程图如图2所示。

控制端流程：开始初始化——身份登陆验证——搜寻终端设备——设备列表并等待操作——发送相应操作指令——等待回传数据——记录操作时间及数据。

终端流程：开始初始化——发送开机通信标志，打开蓝牙可发现状态——等待通信指令——信令分析与校验——执行命令——传输数据及工作状态。

3.小结

配电网无线遥控带电作业工具目前应用的智能工具数量和种类还较少，可以应用的场景比较有限，未来应增加研发工器具的种类和数量，相应需要开展控制系统的改造和升级。

配电网无线遥控带电作业工具通过无线通信技术，实现电动工器具与绝缘操作杆的功能整合，具有前瞻性、创新性，在安全性、适用性、便携性、操作简便性方面，在国内的不停电作业项目中处于领先水平，具有功能齐全、应用可靠、融入作业项目更加广泛的特征，能极大的提高现有的不停电带电作业水平，推动不停电带电作业的发展。

配电网无线遥控带电作业工具具有较强的推广价值和现实意义，对于提升带电作业的工作效率，降低作业人员劳动强度，提高带电作业人员和电力设施的安全性，增加社会和企业经济效益具有显著的意义。

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[2]孟凡建．杨裕丰．马瑞永．基于电液比例控制的遥控挖掘机控制系统设计．建筑机械化．2015

[3]田宝余．农网10kV线路不停电作业方式的比较．中国高新技术企业．2011．

[4]胡毅．带电作业关键技术研究进展与趋势．高电压技术．2014．

韩涛(1980-)，男，本科，工程师，研究方向：电气及其自动化。

顾泽玉（1985-），男，硕士，助理工程师，技师，研究方向：电子科学与技术。

李永增（1980-），男，本科，工程师，研究方向：电气及其自动化。

朱宇辰（1984-），男，本科，助理工程师，研究方向：电气及其自动化。

刘清（1985-），男，本科，研究方向：电气工程及其自动化。