电力作业接地线安全检测报警系统设计

曾山　尹蕊++张振杰

电力作业接地线安全检测报警系统采用GPRS、GPS和嵌入式技术实时检测输配电线路接地线状态，有效防止接地线漏接、漏拆和错挂，为输配电线路工作的接地线作业提供了一种实用的保证安全的组织措施和技术措施。

【关键词】接地线 GPRS GPS 安全 报警

1 系统组成

电力作业接地线安全检测报警系统由以下几部分组成：位于作业现场的接地检测器和接地复示装置、工作负责人（监护人）手持的移动数据终端设备、位于线路工区的后台维护终端设备。各组成部分描述如下：

1.1 接地复示装置

接地复示装置取代原有的接地线夹。接地复示装置为无源装置，其接口信号包括1路接地复示信号，1路设备连接指示信号和一根公共信号回线。

接地复示装置与接地检测器连接，其作用是向接地检测器提供接地线连接状态复示以及接地检测器和接地复示装置的连接状态指示。

1.2 接地检测器

接地检测器为便携式设备，由线路作业班组人员随身携带。现场作业时，作业人员先装设接地线，然后将接地检测器与接地线的接地复示装置通过专用的信号线相连接。

接地检测器的作用是：检测接地线连接状态，定位接地线装设位置（杆塔号），并具有远程无线数据传输功能。接地检测器主要由以下几个功能模块组成：

（1）输入端口。用于采集接地状态和检测设备连接状态。

（2）操作按钮。包括“挂接”按钮和“拆除”按钮，现场作业班组通过“挂接”按钮和“拆除”来确认接地线挂接和接地线拆除。“挂接”和“拆除”按钮的作用是：和接地复示接点配合，双重确认接地线挂接和拆除操作。

（3）GPS定位模块。用于自动实时定位接地线的物理坐标，即经纬度。接地线的经纬度数据，通过无线上传到作业负责人手持的移动数据终端后，用于判断接地线所在位置的杆塔或铁塔编号。

（4）GPRS/SMS 通信模块。用于向移动数据终端实时无线传输检测到的信息，包括：接地线连接状态、检测设备连接状态、按钮操作、GPS经纬度数据以及接地检测器自身工作状态等等。

（5）LED指示灯。包括接地指示灯、设备状态指示灯以及电源指示灯。

（6）微处理器。用于实现接地检测器的各项功能。

（7）电源。采用可充电锂电池供电。

1.3 移动数据终端

移动数据终端为手持便携式设备，由作业负责人（监护人）随身携带。

移动数据终端通过GPSR/SMS通信方式接收从多个接地检测器传送来的数据，以图形和列表方式显示各接地线的挂接位置和状态，并贮存接地线挂接和拆除的作业过程历史数据。与此同时，移动数据终端也可将接地线挂接信息，实时传送到后台维护终端，使接地线挂接和拆除作业过程能在后台上实时显示，供线路工区和其他部门在线监视。移动数据终端主要包括以下几个功能模块：

（1）键盘。作业负责人通过操作键盘来查看各个作业现场的接地线连接状态，设置工作模式，管理接地检测器和接地线编号等。

（2）LCD显示。用于人机交互。以图形和文本方式显示操作界面，实时在线显示接地线连接信息等等。

（3）RFID扫描。用于扫描输入各接地线编号和接地检测器的编号。RFID扫描功能为可选项，作业负责人也可通过键盘手工输入接地线编号和接地检测器编号。

（4）GPRS/SMS 通信模块。用于接收从位于作业现场的接地检测器发送来的接地线连接状态、检测设备连接状态、按钮操作、GPS经纬度数据以及接地检测器自身工作状态等数据信息；同时，也用于向后台维修终端和上级系统的监控平台实时传送现场数据。

（5）杆塔GPS数据库。用于检索接地线的杆塔序号。从现场传回来的数据格式为接地线的GPS经纬度数据，通过检索GPS数据库，将接地线的GPS经纬度数据转换为杆塔编号。

（6）微处理器及存储。用于实现移动数据终端的各项功能，并记录接地线挂接和拆除的作业过程数据。

（7）本地通信接口。支持标准USB和RS232通信接口，用于和后台维修终端通信。

（8）电源。采用可充电锂电池供电。

1.4 后台维护终端

后台维护终端为PC机，设置于输配电工区，用于后台维护GPS数据库以及设备管理，同时也支持在线实时监视作业现场的接地线挂接状态。

在进行现场作业时，后台维修终端不需要同步在线运行。现场作业结束后，移动数据终端可以通过USB或RS232通信方式将数据上传到后台维修终端。

2 系统功能

电力作业接地线安全检测报警系统主要实现以下功能：

2.1 在线实时监测接地线状态

接地线连接状态，包括接地线编号、接地线挂接及拆除的时间和位置，实时显示在工作负责人（监护人）手持的移动数据终端上。根据需要也可实时显示在后台维修终端和上级系统的监控平台上。工作负责人（监护人）或其他职能部门能够实时监视接地线挂接和拆除的作业过程。

2.2 错挂报警

作业负责人在检修准备阶段，在移动数据终端上预先设置检修杆塔号。接地线挂接后，接地检测单元自动上报接地线所处位置（GPS经纬度数据），移动数据终端通过检索本地GPS经纬度数据库，得出接地线对应的杆塔号。当接地线挂接的实际杆塔号与预先设置的检修杆塔号不一致时，移动数据终端发出声音和文字报警，并图形显示接地线错挂位置。

2.3 漏拆报警

现场作业班组，在拆除每一根接地线后，都必须按下接地检测器上的“拆除”按钮确认接地线已拆除。

移动数据终端在接收到接地检测器自动检测到的接地拆除信号，并且接收到作业人员按下“拆除”按钮的信息后，判定对应的接地线有效拆除。

当检修线路上所有的接地线都有效拆除后，移动数据终端将自动显示“所有接地线都已拆除”的信息。

2.4 作业过程记录

移动数据终端自动记录所有作业班组挂接和拆除接地线的时间和位置信息。这些历史数据可以上传到维修终端，并形成数据报表，供历史记录回放和作业评估考核使用。

2.5 设备自检

工作负责人（监护人）可以在移动数据终端上查看各接地检测器的工作状态，包括接地检测器连接状况，电池余量，GPS信号强度，3G或GSM信号强度等等。

作者单位

国网新疆电力公司信息通信公司 新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐市 830002endprint