淺析智能警示高壓試驗圍欄的研制與應用

陸曉紅

摘 要：在電力高壓試驗中，需要人工操作對設備是假高電壓，從而達到檢驗設備絕緣狀況的目的。隨著該類試驗內容的增加，以及相關的人身傷害事故、試驗失敗案例等的出現和增加，迫切需求加強高壓試驗的安全性，這就要求工作現場必須設置試驗安全專用圍欄。因此，我們針對常規專用圍欄警示形式單一、效果一般的問題，提出智能警示高壓試驗圍欄的研制。首先就其應用環境和使用特點進行介紹；然后分析常規專用圍欄存在的問題，并對智能警示高壓試驗圍欄的創先點和優勢進行介紹；最后對研發工作進行總結，并就本次研究取得的成果進行匯總和進一步探討。

關鍵詞：電力安全；高壓試驗圍欄；智能高壓試驗圍欄

中圖分類號：TM83 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0014-02

1 高壓試驗圍欄應用背景介紹

1.1 高壓試驗圍欄應用概述

高壓設備交接試驗、間隔投運、預試等高壓試驗的次數越來越多，高壓試驗作為運行維護的必要環節之一，不同環境下的高壓電氣試驗都具有其特殊性和不確定性，在這樣的條件下很容易形成安全隱患，對人身和設備安全造成威脅，發生無關人員誤入高壓試驗現場事故的潛在風險逐漸增大。在常規條件下，工作人員一般選擇使用專業圍欄進行風險防患，這種圍欄通常識是帶有警示標識的安全圍欄，警示形式相對單一，而且效果并不理想。更加需要值得注意的是，圍欄現場需要試驗監護人員的提醒和勸阻，如果沒有監管人員在場，就有可能造成外人誤入試驗圍欄，造成設備儀器損壞和人身安全危害的事故發生。

1.2 智能警示高壓試驗圍欄開發簡介

在對實踐經驗總結的基礎上，我們提出智能警示高壓試驗圍欄新的設計原理。這個設計原理即是微波探測傳感裝置應用Doppler Radar（多普勒雷達）原理，發射一個低功率微波并接受物體反射來的能量，一旦物體的運動被其探測到，發射頻率就被反射回的微波頻率所替代，替代的微波與發射的微波混合在一起，結果一個低頻率的電壓從傳感器輸出。控制聲光報警輸出。即當有人穿越感應區域時，由于是運動體，傳感器接受反射波的頻率出現變化，內部控制產生一個報警信號。在這個原理的指導下，設置微波探測傳感器裝置，對于試驗活動進行探測和報警，避免造成不必要的損傷。

2 智能警示高壓試驗圍欄的研究與開發

2.1 高壓試驗圍欄應用中的問題分析

常規高壓試驗中，我們一般選擇圍欄規避試驗中意外的人員闖入，避免危害事故的發生。但是，隨著近年來電力需求壓力的增大，高壓試驗也越來越多，常規的圍欄已經不能夠滿足警示的要求。特別體現在當監管人員不在崗或是稍有工作疏忽時，就可能對人員和電力設備造成危害和損壞。

面對應用中的困境，我們需要在原有高壓試驗圍欄基礎上，對產品進行進一步的創新。因此，我們試圖通過聲、光、波各個方面觸發人的感覺器官的途徑進行研究，從而對于圍欄中的人員乃至設備應用狀況進行提醒，也可對意外入侵者起到警示作用。并且也在很大程度上降低了高壓試驗人員的作業危險，有助于幫助他們進行安全作業。

2.2 智能高壓試驗圍欄的開發與部署

通過對于傳統圍欄的應用分析，我們看到已經無法滿足新的需求，因此我們提出了智能高壓試驗圍欄的項目。

首先，我們定義智能高壓圍欄的理論要點在于微波探測傳感器裝置的設計。在微波探測傳感裝置的發射點安裝一個圓柱體的孔狀物，有效阻擋椎體發射，使之成為線狀發射，當移動體欲進入其所控空間，就發出聲光報警，預防誤報警的產生。實現100%的有效報警。采用多用途支架，不僅有常規的四腳支架，還有適用于變電站開關室或開關站的磁吸支架。當檢修人員在開關室實施檢修或試驗時，只需把支架吸附在相應開關柜柜面上即可形成一個相對獨立的作業空間。微波探測傳感裝置在支架上可實現360 ？觷旋轉，使用更為便利。

其次，我們對這一創新的可行性進行研究，發現這種微波探測裝置具有較大優越性。在項目預算經費控制的前提下，我們按照設定的智能裝置結構制作了5套，并把這五套裝置應用在高壓試驗中，使用狀況良好，符合我們的預想。此外，我們將其應用在其他需要的場地，效果仍然較好，排除了智能高壓試驗裝置對于產地的特殊性要求。

2.3 智能警示高壓圍欄的具體裝備研發

在本次創新性研究中，按照預先設計的規劃圖紙，我們制作了微波探測傳感裝置，并設定技術要求為發射點安裝一個圓柱體的孔狀物，以實現有效阻擋椎體發射的功能；同時，研發了多用途支架，常規的四腳支架，以適用于變電站開關室的磁吸支架制作；最后，配以重新改造的充電式電池、充電器。為了節約成本，我們開模制造了5套裝置，事實證明，這五套裝置均具有良好的效果，值得進一步的研究和開發。

3 智能警示高壓圍欄的功效與研究成效

我們對智能警示高壓圍欄裝置主要的創新點進行匯總，并對整個研發工作進行總結。

3.1 智能高壓警示圍欄裝置的創新與突破

①我們研發的微波探測傳感發射是直線狀，消除誤報的可能性。通過使用無線紅外報警器及微波探測傳感圍欄技術，可以使誤入高壓試驗現場事故大大減少，防范于未然。

②采用多用途支架，使用不受場地限制，方便簡單，在實際使用上更具針對性。并且每場試驗還可以節省2～3個勞動力，這就使得高峰度假期間，人手不足的問題得到改善。

③采用充電式電池，無需電源和布線，一次充電可連續使用3天以上。

④微波探測不受熱、嗓音、濕度、氣流、塵埃等影響，適合惡劣環境。

⑤非接觸性，對人體無損害，安全。需要短時間恢復供電時，新技術的應用減輕了檢修眼里，提高了公司供電可靠率。

3.2 智能警示高壓圍欄裝置的應用成效

總結目前智能警示高壓圍欄裝置取得的成效，我們看到它的優越性逐步體現出來。

3.2.1 經濟效益

成本投入：設計、生產微波探測傳感報警圍欄5套，共計費用Y0=7.5萬元；

節約人工成本：每次高壓試驗節省2～3人次，每人次工資200元，計算如下：

1（每次）×3（人次）×200（工資）=600元。

2014高壓試驗總場次為480次，總計節約人工成本約：

Y1=0.06×480=28.8萬元

由于節省人力物力，可以同時進行多項高壓試驗，縮短停電時間，多供電效益：

W=1 000×0.1×380=38 000 ？觷，

Y2=38 000 ？觷×1（元/kw·h）=3.8萬元（每次高壓試驗節省6 min，每天10 kV出線供電負荷為1 000 kVA，每度電1元錢）。

總經濟效益為：

Y=Y1+Y2-Y0=28.8+3.87.5=25.1萬元

3.2.2 安全效益

縮短停電時間，提高供電可靠性運行，減少了人員誤入高壓試驗現場事故。

3.2.3 研發成果

通過該項目的實施，能在高壓試驗時，對外來人員或活動物體的入侵，直接進行監測報警，提高現場人員的安全意識、保證現場試驗的安全可靠進行。同時，也能保障試驗人員的人身安全。該裝置已經取得了一項國家創新型專利。

3.3 智能警示高壓圍欄研發和應用的不足

從目前應用來看，智能警示裝置的功效是較為顯著的。與此同時，我們通過實踐總結和細化分析，該裝置仍然存在幾個方面的不足。

①紅外探測器不能安裝在發熱體附件上，會產生誤報。

②如果探測范圍內有大面積遮擋物，會受到一定程度影響。

③電池使用一段時間后，應該定期試驗，有可能會誤報漏報警。

4 結 語

通過研究，新型裝置獲得了國家認可，獲得了一項國家實用新型專利，更重要的是一次大膽的創新和嘗試。未來，針對研發和應用的不足，我們將進一步進行分析，規范作業流程，強化系統研究。

參考文獻：

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[2] 狄富清.配電實用技術[M].北京：機械工業出版社，2010.