防误入设备网门的联动报警系统

朱劲波+刘伟+周秋芬

摘 要：开关柜是一种应用于变电站内的特殊电气设备，因工作人员工作疏忽或安全保护措施不到位导致的事故时有发生。为防止误入电力间隔导致的设备经济损失及人身安全威胁，安装运用防误闭锁已成为电力系统安全运行的一项重要措施。从执行角度看，防误闭锁都是针对人的操作而设置，关键还是的控制好人的现场行为，无法有效控制人的行为，从控制角度看，缺少现场技术控制措施。若能将现场人员执行程序通过现有的语音识别、语音提示指导进行，将大大避免误操作的发生，而防误入设备网门的联动报警系統就是基于此的研究。

关键词：无线通信；传感器技术；嵌入式；语音报警

中图分类号：TU998 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0169-01

1 背景

在电力系统的安全事故中误入间隔造成人身伤亡事件时有发生，究其原因主要有以下两方面因素：

（1）人为因素：在工作中安全责任心不强，思想注意力分散，且在操作中或工作中监护不到位，或未严格按照安全技术规范进行操作或工作；（2）设备因素：设备标示不清、设备无可靠闭锁、无安全警示及可靠的隔离措施。

目前所采用的防误闭锁都是针对人的操作而设置，关键还是的控制好人的现场行为，无法有效控制人的行为，从控制角度看，缺少现场技术控制措施。若能将现场人员执行程序通过现有的语音识别、语音提示指导进行，将大大避免误操作的发生，而防误入设备网门的联动报警系统就是基于此的研究。

2 主要功能及创新点

本文研制的防误入设备网门的联动报警系统主要功能及创新点如下：

（1）本系统能有效兼容供电公司工作票系统。当开关柜检修人员在工作票系统中开具工作票时，开关柜管理员在待检修的开关柜上放置检修标志，当检修人员进入控制室时，可以根据开关柜检修状态对开关柜进行检修，防止检修人员误入开关柜。（2）声纹识别功能。检修人员在工作票系统开具工作票时，有工作票系统把检修人员信息发放到待检修开关柜，当检修人员对开关柜进行检修时，需要首先验证声纹信息，只有检修人员声纹信息与工作票系统发放检修人员姓名一致时，方可操作待检修开关柜，否则无法操作开关柜。（3）红外人体监测功能。本系统在开关柜内设有红外人体监测功能，当开关柜处于带电状态或者禁止检修状态时，检修人员靠近开关柜一定距离时，系统启动报警功能。（4）现场语音提示功能。本系统除放置在开关柜内的监测终端外，还有放置于控制室内的语音、声、/光报警单元，报警单元根据开关柜内监测终端发送的报警指令进行不同级别的语音报警。（5）远程短信报警功能。系统报警终端中设有短信报警功能，当检修人员误操作开关柜时，报警单元会根据报警级别，选择现场语音报警或远程短信报警功能。（6）监测终端和报警终端采用无线自组网方式进行数据传输。开关柜内监测终端通过无线方式与放在控制室内的报警终端通过无线方式进行通信，减小因布线带来的繁琐工作，提高工作效率。

3 功能实现

依据系统功能对系统进行整体设计，行将系统按照模块划分为主要的2个模块：检测主机模块、报警主机模块。检测与报警主机结构框图如下图1、图2所示。

3.1 检测主机模块

检测主机模块主要包括红外人体检测、电场强度检测及无线通讯单元，其中红外人体检测实现对间隔柜前人体活动的监测，电场强度检测提供对间隔柜内触点电压的监测，无线通讯单元实现监测终端与报警装置的通讯。

3.1.1 电场强度检测

电场强度检测传感器，其输出为模拟电压信号，再将模拟电压信号转换为对应的数字信号，并通过查表方式计算出对应电场强度值。

3.1.2 无线通讯单元

无线自组网数据传输方式：无线传输模块采用GPRS技术，本模块通讯距离不受限制，其拥有跨区域、跨地区的远距离的数据无线传输特点，系统能在无数据传输的时候自动进入休眠状态，当系统接收到传输信号后能够完成自动唤醒。同时在连接建立时间方面，只需要极短的时间就可以达到相关数据传输，从而能够及时的处理相关的数据。

3.2 报警主机模块

报警主机模块主要包括报警装置及报警信息推送单元组成。

3.2.1 语音提示

现场语音提示单元采用高灵敏、性能稳定、精确度高的语音处理芯片，在极其恶劣的噪声环境下都可正常工作，它具有宽泛的耐温和耐压范围，正常工作范围宽达2.6 ～5.0V，弥补了目前市面上语音芯片抗干扰能力较差的缺陷。如图3为语音提示单元电路图。

3.2.2 短信报警单元

短信提示单元采用SIM900A模块，其AT指令与标准AT指令相同，同时采用PDU的数据格式进行发送和接收数据。

4 结语

该项目在原有开关柜基础之上，实现了控制柜防误入设备网门的联动报警的功能，提高无人值守控制柜控制室安全生产和运行管理的水平，丰富了开关柜带电监测手段，完善了开关柜防误入设备网门的联动报警机制，提高了开关柜带电状态下操作的安全水平，减少因开关柜带电检修引起的开关柜事故，有力保障检修人员人设安全及国家公共财产安全，确保开关柜正常稳定工作。

参考文献

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