变电站高压室内施工区域智能安全防护装置

［摘 要］当前变电站现场施工区域安全防护措施所使用的标示牌、红布、围栏等为机械类安全措施，布置起来耗费大量人力、物力和时间，同时在施工作业过程中，极易被人改动，从而造成人员走错间隔，误碰带电设备或误操作，造成保护误动或人身触电事件。文章基于物联网技术研制了一种变电站高压室内施工区域智能安全防护装置，通过移动客户端设置和现场硬件模块部署，形成一道智能电子安全围栏，实时感应施工现场不安全行为并发出告警信号。现场应用表明，该装置能有效解决施工现场防护措施的现有问题。

［关键词］智能安全防护；室内施工；电子安全围栏；告警信号

［中图分类号］TM63 ；TM855 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）03–0050–03

室内区域施工是常见的电力工作场景，而室内施工的安全隐患一直困扰着电力工作者。室内施工最大的特点便是工作场所面积小，电力工作开展施展空间狭窄，工作人员在工作过程中，容易忽视周围的运行设备，难以辨识带电范围，从而误触带电设备，进而导致事故的发生。在控制保护系统开展技改、检修时，快速布置安全有效的安全措施对于保证施工人员安全，减少停电检修时间，提高客户满意度至关重要。其中悬挂标示牌和红布、围闭工作区域、监督施工人员正确作业是其中的重要环节。

随着电力技术不断发展，电力设备高集成化，设备布置由室外向室内转移，这样不仅能有效延长设备运行寿命，而且也方便了专业班组的检修维护。但当设备需要进行检修维护时，因室内场地较小，在进行设备操作时，工作人员会忽视风险的安全范围，没有准确辨识停电区域，造成触电事故发生。当前，室内施工区域防护装置依然采用传统的机械设施，耗费大量人力、物力，且布防耗时长。此外，机械防护设施极易被破坏或被人改动，导致施工人员误入带电区域，引发安全事故。

针对以上问题现状，研制一款室内施工智能安全防护装置，以保证施工人员的安全。

1 智能安全防护装置组成

1.1 软件部分

软件系统操作流程如图1 所示，手机与智能锁通过蓝牙连接，当智能锁接收到警报信息时，会发送锁信息给网卡，网卡传输相关信息给PHP 后台，同时，也可以在PHP 后台修改网卡信息，PHP 后台通过APi 访问小程序数据库信息，从而锁定锁身份和使用者，实现智能布防及撤防的功能。

1.2 硬件部分

1.2.1 智能标示牌

智能标示牌由透明塑料板、四角磁块、文字标识、智能锁模块等组成。

1.2.2 智能门锁

为防止工作人员在作业过程中误打开运行中的二次屏柜，设计了一款智能门锁，其由亚克力防护罩与镶嵌于四角的磁铁构成。采用磁吸原理覆盖在门锁上或屏柜门边沿，使门无法被打开，防止误操作。

1.2.3 智能红外围栏

智能红外围栏由带智能锁的几个红外传感器组成。其功能主要是限定工作区域，规范进出路线。布防后的智能红外围栏发现越界行为会立即产生告警。摄像头在注册后，添加进入安措系统后台。在系统中打开对应摄像头，将显示摄像头的实时画面，可随时查看施工现场状态。

2 实施原理

2.1 设备布防与撤防

2.1.1 小程序操作使用后台创建的账号登录小程序，登录完成后点击“同步项目列表”，获取后台当前项目列表，如图2 所示。

打开智能锁电源，使用小程序扫码智能锁二维码，连接智能锁。如果当前智能锁是首次使用，则该智能锁可关联任何项目，点击“查看/ 修改详细信息”，为智能锁配置类型与所属项目以及位置等信息，提交后，智能锁的布防状态会进行改变。设备的布防与撤防操作方式相同。

2.1.2 设备告警与清除告警

当设备处于布防状态时，外力对防护装置的施加，将会使其发生震动或平移从而触发告警，令设备一直处于告警状态，通过后台“告警管理”与小程序“查看项目告警”可查看当前有哪些设备处于告警中。对于已经确认的告警可清除告警，清除完成后设备将恢复无告警状态。同样在PC端后台，点击左侧项目管理，选择对应项目，点击详情可查看该设备所有的历史告警信息。

2.2 设备管理

所有类型的防护装置都可在后台系统进行关联，关联成功后可在后台“设备管理”中查看设备在线状态、告警状态、电量等信息。同样，也可以在小程序“查看项目设备列表”中查看当前项目设备列表。

2.2.1 视频监控部署

通过系统集成的页面，可点开每个工程安装的监控摄像头，查看工程现场情况，辅助实现远程管理。

2.2.2 高空越界围栏部署

越界检测功能围栏部署通过静态警示面入侵检测装置、通信模块以及电源装置构成，其中静态警示面入侵检测装置用于特定区域进行监控，当监测到所属区域有入侵行为则发出报警信号并通过通信模块发送到网关，静态警示面入侵检测装置设置有多组摄像头组，每组摄像头组设置在作业空间的不同区域，每组安装在地面呈仰角设置，每组摄像头组对应监控1 个监视区域，所述监视区域为1 个竖直警示平面，多个警示平面相互配合构成监控围栏。

2.2.3 高空测距模块部署

测距检测装置安装在吊车的吊臂上，检测装置包括超声波模块和智能锁. 超声波模块用于测量障碍物到吊臂之间的距离，智能锁实时读取超声波模块测量得到的距离信号，当测得的距离小于安全距离时，所述智能锁发送报警信号至网关，网关接受到报警信号产生声光报警。

2.2.4 电子围栏部署

电子围栏由1 根遮栏杆与固定在上面的红外对射器组成，在工作地点四周装设4 个电子围栏，当有人员离开工作范围，经过两个电子围栏之间时，会对红外线形成遮挡，使其中一个电子围栏无法接收到红外信号，此时装置判定有人越界，发出告警。

2.2.5 二次设备防护装置部署

二次设备防护装置由屏蔽罩和智能锁构成，主要用于对保护屏柜上的各种二次设备进行防护隔离，如端子排、空开、压板、控制线缆等。针对不同类型的设备，定做了不同形状的亚克力防护罩。有人移动屏蔽罩时，现场产生告警，红灯闪烁，并且在管理后台也会有告警上报。

端子锁可屏蔽接线端子金属触点，长度不一，最长有2 m。屏蔽结构可进行灵活组合，固定在端子排或者导轨上，形成各种长度的端子屏蔽罩。

压板锁与空开锁类似，屏蔽罩都由框架和灵活挡板组成，每个灵活挡板可单独拆卸。单板分为全封闭和不封闭两种，需要预留操作对应的空开和压板，可采用不封闭挡板。

控制线缆锁用于保护被拔出的线缆，线缆固定检测装置夹住需要被保护的线缆，防止被人将线缆拔出。

3 现场实施效果

为了进一步的提高安全性与经济性，防护罩采用绝缘、透光、硬度、阻燃性强的有机材料作为防护装置，防护罩适用各种型号厂家，KRJmXaAouSmCOu1lYXDo0aKZdZCqG+OCt77Tra2Tjr8=通用性高。防护罩底部配备4 个磁铁用于安装固定，解决了传统安全措施布置不牢固、安装麻烦及不环保的问题。同时对防护罩的状态进行实时监控，安全措施一旦发生改变，智能安全防护装置将产生声光告警，并且将告警信号传递至运维人员手机，实现了远程对无人值班站进行作业现场实时监控，现场应用的系统告警数据如图3 所示。

现场操作简单，安装简便，报警装置能对施工人员起到警示作用，防护遮拦将带电设备围起来，当工作人员进入带电范围，红外感应器感应到人体进入带电范围，蜂鸣器会发出警报，提醒工作人员离开带电设备。

4 结束语

目前，市面上针对室内施工安全防护的系统较少，且检测或报警方式比较单一，而文章所述的智能安全防护装置的检测模块包含多重检测手段，可避免误判的情况，而且该防护装置不仅能对施工人员进行提醒，还能对带电部分进行区分。室内施工安全防护装置的推广可为许多施工场合提供一种全新的生产管理模式，提高工作效率，具有广泛的运用前景和推广价值。

参考文献

[1] 吴东谋. 建筑工地智能安全防护装置[J]. 人工智能识别技术，2016（6）： 212.

[2] 赵浪. 建筑工地的安全管理[J]. 建筑工程技术与设计，2016（6）： 1651.

[3] 石艾平，郭建华. 防雷装置检测中安全防护装备的配备与使 用[J]. 现代农业科技，2016（20）：233，235.