张蕊 郭怀东 郭伯轩
【摘 要】研发一种基于物联网的视频监控与智能报警高压试验红外感应围栏,通过语音提醒强化现场无关人员对于高压试验危险的警觉,通过断开试验电源的方式杜绝高压试验时的人员触电伤亡事故的发生,切实提升现场安全的管控水平。
【关键词】高压试验;红外感应;安全管控
一、引言
高壓试验是通过对设备施加以远高于运行电压的方式检测设备的健康状况,最高电压可达运行额定电压的3~8倍,现场的安全管理风险重大。现场设置安全围栏主要为防止无关人员误入带电区域或试验区域。无论硬质安全围栏还是软质安全围栏,在现场的作用主要是起到提醒作用,尤其针对变电站交接试验过程中大范围的耐压试验,现场工作人员多、试验工作面广、人员监护范围大,现场操作人员对高压试验的风险理解有差异,需随时应对人员的各种突发情况,给试验的安全进行带来严峻的考验。
通过研发一种红外感应带报警提醒、跳闸断开试验电源的围栏,与传统试验围栏相结合,在人员靠近试验区域的围栏时进行语音提醒“止步,高压危险!”;如有人员强行越过围栏时自动跳开试验电源,瞬间将试验电压归零,确保试验时的人身安全,并实施远程监控及信息记录。
二、技术分析
电力安全围栏装设是保证现场工作人员安全技术措施之一,传统绝缘伸缩安全围栏存在体积大,只能被动警示,不具有误闯入感知报警功能。因此我们提出了智能高压试验专用红外感应围栏研制项目。首先,智能高压围栏的实现重点在于围栏传感器的研究。红外光栅探测器全名叫“光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector),其基本的构造包括红外光束发射器、红外光束接受器、能量指示灯、光学镜片、报警接口,报警指示等。红外光栅探测器光源为光电发光二极管作,采用互补型自激多谐振荡电路作驱动电源,直接加在红外发光二级管两端,使其发出经脉冲调制的、占空比很高的红外光束,既降低了电源的功耗,又增强了红外光栅探测器的抗干扰能力。红外光栅探测器具有功耗低、体积小,误报率低等优点。
本课题所研制的围栏,是当非操作人员靠近围栏时,红外报警器报警提醒“止步,高压危险!”,试验期间任何人跨越围栏时,红外光栅探测器报警并输出跳开试验电源指令,瞬间将试验电压归零,确保人身安全。因此,此目标具备技术可行性。
三、系统组成
1)由四根多光束红外光栅围成封闭空间,多频互射式红外光栅探测器,由发射探测器和接受探测器配对构成,多束人眼无法看到的红外光,形成警戒线,有物体通过,光线被遮挡,接收机信号发生变化,放大处理后报警。则最短遮断时间为20ms,大于20ms报警,小于20ms不报警。每一光束独立身份加密及解调,同一个探测器在任何工作距离,光束之间不会形成相互覆盖和干扰,在红外光发射机和红外光接收机之间任何位置可以实现每一光束精准识别报警,红外光探测器的智能光束身份识别技术,可以保证红外光发射机和红外光接收机无论工作在多远探测距离,就算在在红外光发射机一端去遮挡任何一个光束,探测器都不会存在任何探测盲区,阻断任何光束都能实现探测器精准报警在每一根红外光栅上安装一种当人体靠近一定距离时发出警报声,同时每一根红外光栅具备发出和接收红外光束功能,当有物体遮挡红外光束时,内部元器件动作,跳开试验电源,将试验电压瞬间归零的围栏。如图1所示。
四、报警控制系统及管控平台
智能报警高压试验红外感应围栏智能控制保护系统以ARM架构多核处理器核心的智能保护模块组成的PLC测控系统。对系统中各分控的围栏进行实时检测、实时报警和实时控制,有效地保证了红外感应围栏的快速性、安全性和准确性,信息通过4G网络上传至管控平台。
管控平台设计原则坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,加强施工全过程、全方位、全员的安全防范意识,是抓好高压试验现场安全管理的核心。平台具有信息化、数字化、智能化等技术支撑,智能化就是知识化,具有感知能力(获取外部信息的能力)、记忆和思维能力(存储信息并有思维产生知识)、学习能力和自适应能力(学习并运用知识)三类特点。通过对系统中高压试验计划任务执行情况、任务完成情况、系统操作信息、报警信息的统计分析,自动生成值班日志。辅助视频监控智能AI分析智能视频分析,智能视频监控通过对人体运动目标的跟踪与识别,并记录下对象的运动轨迹和特征信息(如:大小,速度,方向等),再实时分析这些行为与事先定义的报警规则是否吻合,从而发出警报,提示进行人工干预。加强了操作安全管理。
五、结束语
1、小组研制的高压试验专用红外感应围栏,通过语音提醒强化现场无关人员对于高压试验危险的警觉,通过跳开试验电源的方式杜绝高压试验时的人员触电伤亡事故的发生,切实提升现场安全的管控水平。" 辅助智能AI技术"安全生产管理平台能够实现高压试验现场及相关人员起到了督促作用,实现作业现场的视频传输和语音对话、事后追溯、人员行为分析;开展远程辅助研判等功能作用。
工作现场往往又是多班组交叉作业,人员流动性大,现场情况复杂,误闯试验围栏的情况时有发生,有可能造成人身伤害和对试验仪器以及被试设备的严重损坏,这给实验现场的安全工作埋下了隐患。自动报警式专用红外感应围栏,分析其应用效果表明该装置与安全围栏有机结合,可实现对试验现场的安全控制与预警,安全监护由被动的防范转变为主动的防护,提高现场安全管控水平。
参考文献:
[1] 陆晓红;浅析智能警示高压试验围栏的研制与应用[J] 企业技术开发 2015 年2期
[2] 刘宝华;基于BIM的3D可视化智能管控平台的研究和应用[J];软件;2018年08期
[3] 王万龙;设计可视化软件及其性能比较[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年04期
[4] 胡萍.串口通信的红外报警器的研制[J].计算机与现代化,2010年10期.
(作者单位:保定赛瑞电力科技有限公司)