張紅崗 張大彬 郭彪 張志君

摘要：隨著自從高壓電取得了高速發(fā)展以后，各種觸電事故就一直縈繞在我們身邊也一直成為一種安全威脅，特別是機(jī)械施工的觸電跳閘更是頻繁產(chǎn)生。就我國(guó)來說數(shù)據(jù)顯示，機(jī)械觸電導(dǎo)致的人死亡以及引發(fā)的規(guī)模式的斷電對(duì)社會(huì)而言會(huì)產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)損失。以電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量技術(shù)為背景，本文對(duì)機(jī)械車輛接近高壓電線時(shí)的預(yù)保護(hù)裝置進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：近電作業(yè);安全監(jiān)控;預(yù)警裝置

伴隨科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展，當(dāng)代的工業(yè)化步伐在逐步加快，近些年以來電網(wǎng)的規(guī)模也在日新月異地發(fā)展著，一方面即使電力為很多人的工作和生活帶去了方便推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，可是就其自身而言，另一方面潛在的危害也是不容小覷的。自從高壓電產(chǎn)生到今天為止，觸電的事故就一直伴隨在人們的生產(chǎn)生活過程中，特別是機(jī)械施工所帶來的觸電跳閘事件也在層出不窮。就我國(guó)而言，因?yàn)橛|電導(dǎo)致的斷電情況影響了居民的日常生活，甚至有近電作業(yè)觸電而導(dǎo)致的人員死傷，而且因此所引發(fā)的規(guī)模化斷電更是對(duì)社會(huì)的發(fā)展帶去了伴隨著龐大的經(jīng)濟(jì)損失，所以急需對(duì)近電作業(yè)的安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)預(yù)警及早提醒，防范安全事故的發(fā)生，對(duì)居民的日常生活也產(chǎn)生了影響作用。

一、近電預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)分析

近電系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)測(cè)量的選定和確定是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)以及關(guān)鍵，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和進(jìn)一步研究起到關(guān)鍵作用。近電系統(tǒng)可以通過實(shí)現(xiàn)高壓交流線路從而完成有關(guān)安全距離的預(yù)警，反映了近電作業(yè)在施工過程里所存在的一定的威脅。近電預(yù)警系統(tǒng)可否進(jìn)行有效報(bào)警就變得非常關(guān)鍵了，在設(shè)計(jì)的過程里，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要盡可能科學(xué)、客觀、全面，。當(dāng)設(shè)計(jì)剛開始時(shí)，在和有關(guān)項(xiàng)目責(zé)任人和管理工作者們進(jìn)行意見交換的同時(shí)，需要注意對(duì)近電作業(yè)預(yù)警器的設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的要求，并在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程里不斷進(jìn)行補(bǔ)充和完善。，設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在調(diào)節(jié)的過程里，中近電預(yù)警系統(tǒng)是根據(jù)近電作業(yè)設(shè)計(jì)的一種能夠完成智能報(bào)警的設(shè)施，如果近電作業(yè)過程和高壓輸電線路距離不大于小于安全距離時(shí)，近電系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生語(yǔ)音報(bào)警。此系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，其一是信號(hào)收集系統(tǒng)，其二是報(bào)警通訊系統(tǒng)。這兩者之間是通過無線通訊的方式完成對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞的。近電作業(yè)過程中的近電預(yù)警系統(tǒng)幫助我們主要完成了原有的目標(biāo)，我們所需考慮的狀況有幾個(gè)方面：第一，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的環(huán)境條件下需要滿足主要設(shè)計(jì)要求;第二，是系統(tǒng)本身需要滿足功能要求。

二、近電預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

電場(chǎng)信號(hào)測(cè)量及處理：在開啟近電預(yù)警系統(tǒng)過后，如果近電作業(yè)過程中靠近了交流高壓輸電線的安全距離，所收集到的電場(chǎng)信號(hào)在傳感器的放大之下，進(jìn)行A/D的轉(zhuǎn)換后經(jīng)過單片機(jī)編譯對(duì)比后發(fā)送給總部接收端的報(bào)警設(shè)施。

雙單片機(jī)之間的無線聯(lián)通：由多個(gè)單片機(jī)控制完成的近電預(yù)警系統(tǒng)，假設(shè)兩者之間的橋梁的是無線收發(fā)模塊，。無線收發(fā)模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行判定（，判定的內(nèi)容是是否需要報(bào)警），，并把結(jié)果通過無線模塊進(jìn)行傳遞，傳遞給報(bào)警設(shè)施之后，報(bào)警設(shè)施上的人機(jī)互動(dòng)、，靈敏度調(diào)節(jié)以及邊界報(bào)警等設(shè)施發(fā)送給信號(hào)收集端，為判定的標(biāo)準(zhǔn)，。無線通訊模塊配有蜂鳴裝置，當(dāng)兩者的自檢完成可進(jìn)行通信的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生“嘟嘟嘟”的聲音。

高壓輸電線等級(jí)、靈活度與邊界報(bào)警的調(diào)節(jié)界面：在報(bào)警設(shè)施的功能板上，有個(gè)電壓等級(jí)進(jìn)行選擇的指示按鈕，和標(biāo)有“1”、“2”、“3”的等級(jí)報(bào)警的三位一體的嚴(yán)重程度開關(guān)和相應(yīng)的指示燈。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工地附近的輸電線是大于或等于110kVv的高壓輸電線時(shí)，需要按下的是≥110kVv按鈕就行。等級(jí)報(bào)警裝置撥到1-3擋位的任何一個(gè)檔位，相應(yīng)的指示燈亮了之后，等級(jí)報(bào)警裝置把信號(hào)發(fā)送給信號(hào)收集裝置的過程中，根據(jù)之前的設(shè)定的相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行對(duì)應(yīng)的判斷處置。而將檔位進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整成“邊界報(bào)警”的這一檔時(shí)，相應(yīng)的指示燈也會(huì)發(fā)亮，這個(gè)時(shí)候需要長(zhǎng)按“待命”按鈕來對(duì)按鈕瞬時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行捕捉，并且把信號(hào)強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行記錄下之后將其作為判別要求。如若在“邊界報(bào)警”狀態(tài)下1分鐘內(nèi)不能按下“待命”按鈕，那么界面上2擋的指示燈也會(huì)亮，系統(tǒng)會(huì)對(duì)應(yīng)2檔位進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)動(dòng)的報(bào)警處置。

語(yǔ)音播報(bào)功能：電場(chǎng)傳感器感受到的電場(chǎng)信號(hào)經(jīng)處理后，被信號(hào)采集裝置的單片機(jī)判斷電場(chǎng)信號(hào)大于闊值，就無線發(fā)送回指示信號(hào)，操作室的報(bào)警裝置接收信號(hào)啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警，揚(yáng)聲器發(fā)出“有電危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近緊靠”的語(yǔ)音提示。

二、結(jié)語(yǔ)

本文通過高壓輸電線電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量技術(shù)作為最主要技術(shù)手段，對(duì)于近電作業(yè)過程中靠近高壓電線時(shí)預(yù)警保護(hù)系統(tǒng)采取了研究和設(shè)計(jì)，包含的內(nèi)容比較廣泛，通過近電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行研究，對(duì)近電預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綜合之后，對(duì)閥值和靈敏程度進(jìn)行確定，對(duì)無線通信進(jìn)行研究之后，完成了近電預(yù)警系統(tǒng)的硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)。通過這些研究，實(shí)現(xiàn)了近電作業(yè)過程中預(yù)警系統(tǒng)的功能需求和可靠性要求，為后續(xù)功能的擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)。從現(xiàn)場(chǎng)模擬情況看出，該裝置各項(xiàng)性能基本滿足近電作業(yè)安全監(jiān)控的要求，后續(xù)可根據(jù)使用狀況改進(jìn)完善，主要工作要注意對(duì)裝置靈敏度的設(shè)置，需專業(yè)人員調(diào)試完成，下一步擬依據(jù)監(jiān)控距離和監(jiān)控物件，在出廠時(shí)給定靈敏度設(shè)置參照表，現(xiàn)場(chǎng)人員只需按表設(shè)置并微調(diào)即可完成。

參考文獻(xiàn)

[1]徐義忠.基于FPGA的多通道工頻場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析研究[D].上海交通大學(xué)，2018.

[2]丁月明.高電壓現(xiàn)場(chǎng)施工安全距離報(bào)警新技術(shù)及樣機(jī)開發(fā)研究[D].華中科技大學(xué)，2016.

[3]羅福山，何渝焊，張華偉.電場(chǎng)的標(biāo)定方法[J].空間科學(xué)學(xué)報(bào)，2017，27（3）：223-226.

[4]黃薛凌.智能變電站設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2016（05）.