一種電氣設備防物體侵入智能告警裝置

張金鵬 何玉鵬 朱 林 薛玉龍

（國網寧夏電力有限公司，寧夏 銀川750003）

1 概述

隨著我國經濟高速發展，電網建設規模也與日俱增，各行各業對電力供應的安全性與可靠性要求越來越高, 然而與此不相協調的城市電氣設備外破事故時有發生, 這不僅給供電企業造成較大經濟損失,而且對社會的安全穩定也造成一定影響。因此需要研制一種智能型的告警裝置，可以主動感應是否有行人或外來物體侵入電氣設備危險區域，發出爆閃燈光和警示語音，有效驅逐入侵物體，從而保障電氣設備的安穩運行。如何有效預防電氣設備被外物入侵是本文的主旨，如何穩定的變被動警示為主動提醒是此項目研究的關鍵所在。

2 國內外應用現狀及問題分析

通過全面檢索，在國內外主流的技術網站及專利平臺，暫未發現有關電氣設備防物體侵入智能告警裝置類產品的應用報道和文獻記載。分析目前我國電力企業電氣設備防外破方面的工作開展情況，可將問題分析總結如下：

2.1 電氣設備缺乏防外破執行的標準規范

現今我國的電氣設備缺乏行之有效的防外破管理體系和預防手段，具體的工作標準和實施細則都在探索當中尚不完善。

2.2 電氣設備警示標牌種類繁多、材質各異

電氣設備防外破方式主要是依靠警示標牌來實現，但警示標牌的種類較多、大小形狀各異。很多單位在安裝過程中都是依靠以往的工作經驗進行，通過主觀意愿對警示標牌進行安裝，主要存在以下問題：（1）標牌小則不夠醒目，標牌大則造成不必要的浪費且安裝困難；（2）標牌制作材料、形式以及使用壽命都存在差異；（3）標牌警示具體危險范圍不明確，行人不能準確判斷出自己是否進入危險區域；（4）行人對標牌日漸麻木，不會主動去了解標牌警告的內容或意義，導致警示無效。

2.3 電氣設備防外破監控難度較大

我國現代化建設突飛猛進，電力工程基礎建設也隨之遍地開花，電氣設備布局“點多面廣”，因此對于電氣設備是否安全運行的監控難度也隨之陡增，目前對于電氣設備的安全防控暫時還沒有有效的措施、人員及硬件設備的配備情況都無法達到預期。

圖1 復材拉擠型材裝配結構圖

圖2 安裝示意圖

2.4 城市電氣設備工況復雜，防護難度大

城市用電不可避免的需要將電氣設備建設在人員密集的街道邊上，由于受設備的運行環境限制，很多設備都無法加裝隔離護欄等硬性防護設施，所以電氣設備更容易遭受車輛、行人、城市生活垃圾等外來物體的侵害。

3 產品設計理念及優勢

本文論述的產品就是針對目前電氣設備外破防護的實際情況，結合電氣設備運行環境人流量大、環境變化因素多、對外觀整體要求高等特點，而研究的一種可以主動探測周邊環境并發出告警信號的警示裝置，改變人們日漸對標牌警示的麻木狀態，從根本上預防電氣設備因物體侵入而引發的外破事故，以保證電網的安全穩定運行。

3.1 產品設計理念：（1）主動告警：本產品改變了傳統標牌的警示方式，變被動警示為主動提醒，當有外來物體侵入電氣設備危險區域后，便會觸發告警裝置，立即發出爆閃燈光和語音警示，提醒人們離開當前危險區域。（2）電子防護圍欄：本產品能夠提前設定好危險區域電子圍欄，而不是由入侵者自己判斷是否侵入危險區域，這樣預防可控性大大增加，不分白晝，任何侵入危險區域的物體都會成為報警源，觸發告警裝置進行報警提醒。（3）不占空間、美觀大氣：本產品安裝體積小，安裝后幾乎完全不影響電氣設備原有的內外部運行空間及設計風格，特別適合運行工況復雜、寸土寸金的城市安裝。設備在柜體上沿周圈安裝，從感官上不會有任何視覺沖突，夜晚暖色系的警示燈光亮起后，還會成為城市夜色下一道靚麗的風景。

3.2 產品優勢：電氣設備防物體侵入智能告警裝置，當有物體侵入到電氣設備的危險防護區域內時，便會主動播放語音并進行燈光警示。其主要包含：供電模塊、主板控制模塊、感應器模塊、燈光控制模塊、語音控制模塊、產品外觀，每個設計模塊都具有其獨特的設計優勢。（1）供電模塊：工作電源采用集成化穩壓電源，工作穩定，并增設有空氣隔離開關，保證產品安全性。（2）主板控制模塊：MCU 集成控制，功能強大、穩定，不僅只滿足當前聲光報警模塊控制需求，還可以對每一個電氣設備進行數字編碼，并且預留視頻采集模塊、4G 遠程報警模塊、電氣設備內部設備運行狀態（例如電壓、溫度、噪音等）監測模塊，從而方便后續產品功能的數字化拓展，實現大數據管理。（3）感應器模塊：紅外射線探頭，感應范圍精度高，能夠實現定向感應，感應距離可依據實際工況調整，誤報率低，特別適用于工況復雜的城市使用，無需擔心擾民問題；（4）燈光/語音控制模塊：警示燈帶和揚聲器通過控制模塊實現聯動工作，從視覺、聽覺兩方面進行警示，效果更佳。燈帶使用點陣二極管防水設計，在報警狀態下呈高亮顯示，感官明顯，特別適合戶外環境；語音則依據現場實際工況，錄入針對性強的告警語音，警示效果顯著；（5）產品外觀結構：產品外觀型材采用復合材料制作（防腐、耐候、抗紫外），顏色呈橘紅色，截面尺寸為35*35，告警感應燈帶及紅外探測器嵌套于型材內（結構見圖1），型材安裝于城市電氣設備頂端沿周360°，無任何不和諧色彩及布局。型材外觀質量高，不會對電氣設備原有外觀造成任何影響。

4 產品工作原理

嵌套有燈帶及感應探測器的型材采用卡接方式安裝于電氣設備的頂端外沿處，感應探測器向下探測形成幕簾式電子圍欄，當電子圍欄區域內有人或其他物體侵入時，便會傳輸信號至主板控制系統，然后控制器系統驅動嵌套在型材中的警示燈帶及揚聲器，發出爆閃燈光及語音警示，驅逐入侵物，從而達到有效防治物體侵入造成電氣設備受損的目的。(見圖2)

結束語

本產品的推出關鍵在于能夠顛覆傳統城市電氣設備的外破防護理念，變被動提醒為主動警告，電氣設備危險區域也不再是行人的主觀判斷，而是由智能的感應設備形成電子圍欄，這樣就可以24 小時不間斷的主動預防電氣設備免受外力破壞，從而保障國家各行各業的用電質量及安全性。該產品的成功推廣，可助推國家經濟的全面快速發展，預計可以為電力企業節約大量的人力、物力及財力輸出。后續還能夠實現設備的智能化監測管理，完全符合當今社會科技發展所提倡的全面數字化管理新模式，其應用前景無法估量。