配電網電動作業工具無線遙控系統的設計與應用

國網寧夏電力公司中衛供電公司 韓 濤 顧澤玉 李永增 朱宇辰 劉 清

配電網電動作業工具無線遙控系統的設計與應用

國網寧夏電力公司中衛供電公司 韓 濤 顧澤玉 李永增 朱宇辰 劉 清

配電網無線遙控帶電作業工具有效克服傳統手動工具操作費力、難度大、效率低，而傳統電動工具又存在絕緣距離較短、使用局限性較大的問題。本文闡述其研究背景和設計思路，并重點就無線遙控系統中控制模塊和遙控器的設計與應用進行探討。

電動工具；無線遙控系統

1.引言

帶電作業一般都是高空作業，涉及到登桿操作，勞動強度較大，同時往往都是室外作業，酷暑嚴寒雨雪天氣較為常見，導致作業的條件鶴環境較為惡劣，一旦處置不當，極易發生事故。因此，在過去很長的一段時間里，各國都對配電網帶電作業內容進行強制限制，很多作業內容都必須先行申請停電計劃，停電后方可開展相關作業，這必然會因此導致經濟損失，直接影響到供電企業的運營效益，也給用戶用電滿意度造成影響。

隨著帶電作業水平的不斷發展，高架絕緣斗臂車、合格絕緣服、優質絕緣工器具在日常作業中得到大量的推廣，這些高科技產品不僅提高了工作的效率，還降低了作業人員的勞動強度，增加了帶電作業的安全性。我國在配電網帶電作業方面的研究和相關技術領域，具有顯著的特色，帶電作業方法的內容、方式和操作難度方面，都達到較高的水平。

而隨著配電線路帶電作業和不停電作業法得到廣泛應用和推廣，也日益突出以下典型問題：傳統手動工具操作費力，難度大，效率低，而傳統電動工具又存在絕緣距離較短，使用局限性較大。

融入電動液壓技術、不停電作業技術和遙控操作技術，研制電動遙控作業多功能組合裝置，包括：電動壓線鉗、電動剪線鉗和電動壓鉗工具。

2.無線遙控系統整體設計

配電網無線遙控帶電作業工具無線遙控系統主要由控制模塊和控制器組成。研發控制模塊、設計程序等流程執行，設計將影響配電網無線遙控帶電作業工具的易用性和可行性。

2.1 控制模塊

控制模塊的研究需要進行拆解電動工具，對電動工具內部電路、工作模式進行研究，從而確定控制電路。

如圖1所示，控制模塊分為控制終端和受控終端。其中，控制終端由身份驗證模塊、顯示模塊、數據記錄模塊、數據上傳模塊和通信模塊組成，受控端控制模塊主要包括電機驅動模塊、狀態顯示模塊、狀態調整模塊、通信模塊和報警模塊組成。

圖1 系統結構圖

控制端采用藍牙通信模塊，通信距離足以滿足配電網帶電作業現場環境對距離的要求，同時控制系統操作反應時間短，性能穩定。控制端設計按鍵實現遙控控制功能，同時提供人性化的語音模塊，操作時提醒現場作業人員注意。另外，基于對作業人員的要求和安全管理，控制端引入生物識別技術，實現操作人員身份識別和校驗功能，只有具有相應的授權許可權限，才可進行遙控按鍵操作。

受控端與控制端匹配，也是采用藍牙通信的方式，通過與遙控終端進行雙向通信，解析控制端傳遞過來的指令，確定相應動作指令，驅動控制電機，然后驅動電動工具工作。

2.2 控制器

通過設計電路與協議，編寫程序實現方法，編寫UI等流程執行。該設計將影響配電網無線遙控帶電作業工具的易用性。控制器考慮采用藍牙無線通信技術進行交互式通信，通過遙控方式保障實時工作。基于高耐壓電路設計技術與方案，保障配電網無線遙控帶電作業工具在作業現場工作時不受到影響。

考慮設計的通用性和未來推廣的便利性，控制器設計時，充分采用通用電子模塊的設計方案，保障未來配電網無線遙控帶電作業工具的通用性，同時設計嵌入式智能調控程序，結合實際生產工作完成全套工作流程。

2.3 系統流程

圖2 系統流程圖

控制模塊流程設計也分為控制端和終端（受控端），流程圖如圖2所示。

控制端流程：開始初始化——身份登陸驗證——搜尋終端設備——設備列表并等待操作——發送相應操作指令——等待回傳數據——記錄操作時間及數據。

終端流程：開始初始化——發送開機通信標志，打開藍牙可發現狀態——等待通信指令——信令分析與校驗——執行命令——傳輸數據及工作狀態。

3.小結

配電網無線遙控帶電作業工具目前應用的智能工具數量和種類還較少，可以應用的場景比較有限，未來應增加研發工器具的種類和數量，相應需要開展控制系統的改造和升級。

配電網無線遙控帶電作業工具通過無線通信技術，實現電動工器具與絕緣操作桿的功能整合，具有前瞻性、創新性，在安全性、適用性、便攜性、操作簡便性方面，在國內的不停電作業項目中處于領先水平，具有功能齊全、應用可靠、融入作業項目更加廣泛的特征，能極大的提高現有的不停電帶電作業水平，推動不停電帶電作業的發展。

配電網無線遙控帶電作業工具具有較強的推廣價值和現實意義，對于提升帶電作業的工作效率，降低作業人員勞動強度，提高帶電作業人員和電力設施的安全性，增加社會和企業經濟效益具有顯著的意義。

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[3]田寶余．農網10kV線路不停電作業方式的比較．中國高新技術企業．2011．

[4]胡毅．帶電作業關鍵技術研究進展與趨勢．高電壓技術．2014．

韓濤(1980-)，男，本科，工程師，研究方向：電氣及其自動化。

顧澤玉（1985-），男，碩士，助理工程師，技師，研究方向：電子科學與技術。

李永增（1980-），男，本科，工程師，研究方向：電氣及其自動化。

朱宇辰（1984-），男，本科，助理工程師，研究方向：電氣及其自動化。

劉清（1985-），男，本科，研究方向：電氣工程及其自動化。