电力系统接地线声光报警装置的研制及应用

石天宇，邹 毅，郑佳乐，邱鸯鸯

（国网浙江缙云县供电有限公司，浙江 丽水 321400）

1 接地线声光报警装置研制背景

接地线是目前电力系统、变电所广泛应用的一种检修设备，能够有效保护检修过程中调试阶段设备、线路以及人员的安全。目前，为了防止接地线漏接或漏拆，主要采用接地锁等“技防”措施。通过在接地装置上加装接地锁，将接地装置纳入线路安全监控防误系统，有效避免接地装置漏接或漏拆[1]。但是，加装大量的接地锁成本较高，操作较为复杂，且接地锁加装装置并不适用于所有的接地装置，线路中加装太多的接地锁会增加直流接地的可能性，增加了接地装置漏电等事故风险。因此，目前电力系统为了防止接地线合闸事故的发生，多采用“技防”和“人防”相结合的方式，利用线路监控防误系统实时监控配合人工检查各检修设备运作状态，查漏补缺[2]。

2 接地线声光报警装置研制过程

2.1 接电线声光报警装置基本原理

国网浙江缙云县供电有限公司科研人员尝试研发电力系统临时接地线声光报警装置。

首先，受汽车无线智能钥匙的启发，准备采用无线遥控构件远程协同控制声光报警装置的启用和停用，通过无线通信构件实现遥控器与报警装置之间的无线信号通信。微处理器通过判断遥控命令信号，智能转换声光报警装置的活跃或休眠状态。

其次，受超市防盗报警系统启发，采用统一触发器的原理，在同一工作票内同一时间通过远程遥控启用所有的声光报警装置，检测接地线是否拆除。当有接地线漏拆时，能够准确及时地通过声光信号为检修人员表明漏拆接地线的方位[3]。

再次，受火警声光报警装置启发，采用无线遥控与按键控制两种控制方式相结合的方式控制声光报警装置的活跃和休眠状态以及启动和停机状态，即在进行传统人工检查并拆除接地装置时，每拆除一个接地装置由人工通过按键控制，使已经被拆除的接地装置上的声光报警器处于停机状态。当逐一排查大部分接线设备后，通过无线遥控触发装置，同一时间使未处于停机状态的声光报警器从休眠状态转入活跃状态，并发出声光报警信号，为检修人员表明接地装置所处方位。当一个工作票内所有声光报警装置全部被人工按键调为停机状态时，意味着所有的临时接地装置已经被全部拆除。

最后，受时钟定时报警器启发，准备为声光报警装置加装延时自动启动模块，即在开始检修工作前，提前预估一个检修工作时间和拆除所有接地线的时间，并通过时间设定模块在挂接接地线时加装声光报警装置，且为报警装置设定延时启动时间。这样能够有效避免由于无线遥控触发装置无线信号不稳定而引起的声光报警装置遗漏触发问题，确保声光报警装置在人工拆除回收临时接地装置的工作即将结束时，及时收到统一的无线遥控触发器的启用信号，也能自动延时启用。

2.2 接地线声光报警装置基本构件

接地线声光报警装置主要由报警器、控制器、电源和固定夹4个部分组成，其中控制器又包括无线遥控控制器、按键控制器和延时自动控制器3种类型。无线遥控控制器需要用到无线信号收发模块（天线）和无线信号处理模块（微集成处理器）。按键控制器需要按键扫描模块和微集成电路开关模块。延时自动控制器则需要时间设定模块和延时自启动模块。报警器主要由声音报警构件和闪烁灯指示模块组成。同时，接地线声光报警装置还需要安装一个主控制模块，用于协调判断和控制执行3种不同类型的控制器发出的控制指令。电源则负责通过模块之间的电连接关系为各个模块提供电能。固定夹负责将声光报警装置固定在接地线装置上。接地线声光报警装置核心功能模块组成结构，如图1所示。

图1 接地线声光报警装置核心功能模块组成结构示意图

2.3 接地线声光报警装置无线通信模块解析

公司为接地线声光报警装置配套的无线遥控装置安装了高度可配置的调制解调器，具有能耗低、传输效率高、可编程范围广等优势。通过调制解调器实现对无线通信信号的CRC处理，可以在使用前自行编程设定信道滤波带宽，而调制解调器依据信道编码自动进行频道补偿，并对无线通信信号进行白化处理。即当无线遥控装置接收到按键通知时，会向无线发送装置发出命令编码信号[4]，然后自动对命令编码信号进行CRC处理，打包通过调制解调器生产对应的射频信号并发送出去。

声光报警装置接收到无线遥控装置发出的射频信号后，把射频信号转换为数字信号。微控制器计算接收到的数字信号的CRC值，通过与遥控器发来的防错CRC值对比，判断信号传输过程中是否受到干扰。如果判定CRC一样，则进行白化处理，进一步还原信号的准确性，最终得到相对准确的命令编码，并由声光报警装置主控制器执行命令编码。当命令编码为启动报警模块时，声光报警装置能够向无线遥控装置回传一个无线信号。无线遥控器接收到反馈信号，在遥控器操作版面上进行指示灯提示，提醒检修人员有声光报警器处于激活状态，防止由于能见度过低或距离过远导致没有发现声光报警器报警信号的情况出现[5]。无线通信作业流程如图2所示。

图2 电力系统接地线声光报警装置无线通信流程图

2.4 接地线声光报警装置功能

接地线声光报警装置需要具备以下核心功能。

第一，要能够实现延时定时控制、按键控制以及无线遥控统一控制3种控制模式，确保声光报警装置能够根据实际需求实时切换活跃、休眠、开机以及停机4种运行状态。

第二，要实现充足的电力供应，报警装置要能满足连续工作10天以上的电能储存，同时电源容量要满足要求。

第三，要实现无线通信模块对无线遥控信号的收发和处理功能，即要能够通过编码处理区分不同工作票不同批次的声光报警装置的无线遥控信号，避免不同工作票之间声光报警装置无线遥控信号的相互干扰。

第四，声音报警模块发出的报警响度要大于75 dB，闪烁灯指示模块发出的闪光信号能见度要在40 m以上，确保检修人员能够在夜晚或雾天等恶劣环境及时接收到声光报警信号。

3 接地线声光报警装置应用策略

3.1 应用前准备工作

应用前要进行相关的准备工作：确定临时接地装置的规格和结构，依此选定接地线声光报警装置的合适规格；检查接地装置是否有其他“技防”装置，如接线锁、接线刀闸等，移除不必要的接地线“技防”加装装置，避免装置之间相互干扰；模拟验证声光报警装置与接地装置的实际防误效用，验证声光报警装置与接地线监控防误系统的整体协调性；记录声光报警装置使用数量和使用时长，根据声光报警装置累计使用时长，预估声光报警装置的电量是否充足，电量不足20%时要提前补充电池电量。

3.2 应用中注意事项

应用中要注意：要确保每一个声光报警装置都通过固定夹紧固在接地线上，不会意外脱落；检修工作还没有结束即没有正式开始拆除接地线之前，将声光报警装置设定为休眠状态，降低电池消耗；要确保一个工作票只对应一个无线遥控装置，而一个无线遥控装置则对应同一工作票内的所有声光报警模块，避免同一时间段内不同工作票的无线遥控信号相互干扰。

4 结 论

接地线声光报警装置是针对电力系统检修工作中漏拆接地线的问题而研发的，能够灵活加装在临时接地装置上，并且不会影响接地装置的原有性能，也不会对传统“技防”加“人防”的接地线监控防误系统造成不良影响，能够有效降低变电所检修工作中漏拆接地线的事故风险。本文介绍了公司研制的接地线声光报警装置运作原理、基本构件组成以及具体功能，并结合该接地线声光报警装置特点，提出了接地线声光报警装置的应用策略，希望能为我国电力系统接地线监控防误系统的完善提供借鉴。