智能自動測距聲光報警信標燈的研制與應用

孫國娣，王 亮，潘靜娟，王夢超

(1.國網(wǎng)江蘇省電力公司揚州供電公司，江蘇 揚州 225009；2.國網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司，江蘇 南通 226006)

智能自動測距聲光報警信標燈的研制與應用

孫國娣1，王 亮2，潘靜娟2，王夢超1

(1.國網(wǎng)江蘇省電力公司揚州供電公司，江蘇 揚州 225009；2.國網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司，江蘇 南通 226006)

為防止輸電線路外力破外事故的發(fā)生，從技術(shù)防范角度研制了一種智能自動測距聲光報警信標燈。該裝置安裝于輸電線路上，能自動測量附近物體距離并發(fā)出聲光警示，提醒附近施工機械和過往行人注意與輸電線路保持安全距離，可有效防止輸電線路外破事故和人員觸電等事故，提高輸電線路防外破技防工作水平。

輸電線路；聲光報警；外力破壞；信標燈

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，輸電線路的建設也得到了快速的發(fā)展，其安全穩(wěn)定運行關(guān)系到全民用電安全和社會公共安全。但是，由于終年暴露在戶外和所處環(huán)境的特殊性，輸電線路不僅要遭受各種惡劣天氣、自然災害的侵襲，還要遭受因施工破壞、違章作業(yè)等外力破壞事故，可能導致違章作業(yè)人員觸電死亡，嚴重威脅輸電線路的安全穩(wěn)定運行，降低供電系統(tǒng)的可靠性。因此，如何防止外力破壞事故，以保證施工作業(yè)人員生命安全和輸電線路的安全運行，是一個值得探討的課題。

1 輸電線路防外力破壞工作現(xiàn)狀

近年來，江蘇省電力公司花了大量人力、物力和財力來研究電力設施保護措施，除加強內(nèi)部管理、政企溝通和向全社會進行電力設施保護宣傳外，還對重要輸電線路潛在吊機、車輛等碰線、撞桿的場所推廣可視化警示標志，竭力加強對輸電線路的通道安全管理，想方設法防范外力破壞事故的發(fā)生。

目前，可視化警示標志主要有以下2種。

(1) 無源器件警示標志。該標志安裝在輸電桿塔上，起到防止撞桿事故的作用，但對輸電線路的防護作用有限。該標志本身不能發(fā)光，僅是借助車燈光被動反光，在視線不好和夜晚時不能很好地起到警示作用。

(2) 有源器件警示標志。該標志安裝在輸電線路上，利用磁場從輸電線路取能，并發(fā)出閃爍燈光警示。但該標志不僅會增加線路損耗，其元件器還易受磁場干擾，運行不穩(wěn)定，同時其安裝、更換與日常維護都很不方便。

為做好輸電線路防外力破壞事故的技防工作，江蘇省電力公司研制了智能自測安全距離聲光報警信標燈(簡稱“信標燈”)。該裝置直接安裝在輸電線路導線上，通過太陽能電池板獲取電能，具有自動測距、聲光示警、警告異動等功能。通過刺眼的紅、黃燈光閃爍，提醒過往行人、車輛和船舶等提前避讓；通過刺耳的聲音報警，警告線下及周邊施工人員或車輛注意與輸電線路保持安全距離，從而實現(xiàn)對輸電線路的全時段、全天候保護。

2 信標燈工作原理及結(jié)構(gòu)

2.1 信標燈工作原理

信標燈由3大模塊組成：電源模塊、CPU處理模塊、警示模塊。其中，電源模塊采用抗高壓電磁場干擾的晶體硅太陽能電池板，白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲存在蓄電池中，對整個裝置提供電源。CPU處理模塊利用超聲波測距原理，能夠自動實時測量靠近物體的距離，并與預先設定的安全距離進行比較，當測量距離小于預設安全距離時，會驅(qū)動警示模塊發(fā)出聲光警示。信標燈的工作原理如圖1所示。

圖1 信標燈工作原理

2.2 信標燈結(jié)構(gòu)

信標燈由懸掛卡具和集成聲光燈罩2部分構(gòu)成。懸掛卡具采用輕質(zhì)鋁合金按設計模具加工而成，具有加工方便、安裝快捷、重量輕巧的優(yōu)點，不僅能適應不同截面積的導線，還能與導線保持等電位，不影響輸電線路的正常運行。集成聲光燈罩由高強度的PVC材料制作而成，具有抗干擾能力強、耐高溫絕緣、使用壽命長的優(yōu)點，其內(nèi)部集成了電源模塊、CPU處理模塊、警示模塊，是信標燈的主體。信標燈結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 信標燈結(jié)構(gòu)

3 信標燈的優(yōu)點

3.1 不影響輸電線路的正常運行

信標燈與輸電線保持等電位，懸掛卡具既能維持信標燈穩(wěn)定，又能保護導線不受損傷，其安裝、維護和工作均不影響輸電線路的正常運行。

3.2 自動測距聲光報警

正常工作時，信標燈發(fā)出慢頻閃爍黃光，將輸電線路的位置、高度、輪廓可視化；當有物體靠近時，信標燈自動測距并將其與預設安全距離比較，同時發(fā)出刺耳的鳴笛聲和刺眼的快頻閃爍紅光，警示靠近物體遠離輸電線路。

3.3 安裝快捷維護方便

懸掛卡具按設計模具加工而成，充分考慮到環(huán)境因素、力學原理，能夠適應不同截面積的導線，而且安裝快捷、卸載方便。

3.4 取能取材綠色環(huán)保

信標燈利用太陽能電池板取能，既抗電磁干擾，電池續(xù)航能力也強。其燈罩采用高強度PVC材料，既耐高溫絕緣，又防水防腐，使用壽命長。

3.5 保護線路高效有力

信標燈作為輸電線路技防措施之一，可彌補“人防、物防”的不足，能減少輸電線路運檢人員時間精力的投入，提高工作效率；同時也能夠提高企業(yè)的直接經(jīng)濟效益和社會的間接效益。

4 信標燈現(xiàn)場應用

2015年12月，為測試信標燈實際運行情況和現(xiàn)場應用效果，將該信標燈安裝于某公司所屬的4條220 kV輸電線路上(該4條輸電線路發(fā)生外力破外事故頻次非常高)。其中：線路1為區(qū)域間重要的聯(lián)絡線路；線路2周邊經(jīng)常有多個施工作業(yè)點；線路3跨越鐵路和高速公路；線路4跨越2個河道和多塊農(nóng)田。安裝信標燈后，過往行人、車輛和周邊施工人員及機械很容易發(fā)現(xiàn)輸電線路導線位置。尤其是當有物體靠近導線時，該裝置能夠發(fā)出聲光告警，提醒有關(guān)人員注意安全距離，遠離導線，起到很好的警示作用。4條輸電線路在5年內(nèi)外力破壞故障統(tǒng)計結(jié)果如表1和表2所示。

表1 2012-2016年外力破壞故障統(tǒng)計 次

由表1和表2可以看出：安裝信標燈后，上述4條線路的年均外力破壞故障次數(shù)大幅度下降，下降幅度高達73．3 %-82．2 %。由此可見，安裝信標燈后對減少輸電線路外力破壞故障具有明顯的抑制作用。

5 結(jié)論

智能自動測距聲光報警信標燈具有重量輕、安裝簡單、運行可靠的優(yōu)點，為江蘇省電力公司管轄范圍內(nèi)的重要輸電線路，尤其是為周邊有施工點，跨越道路、江河上方的架空線路提供了一種直觀、簡單、快捷、有效的技術(shù)防范外力破壞的手段，同時也為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。

下一階段江蘇省電力公司將擴大該信標燈的使用范圍，同時進一步研究建立告警平臺，即在信標燈警示失敗、輸電線路發(fā)生外力破壞故障的情況下，如何實現(xiàn)通過告警平臺實時向管理人員發(fā)送故障點告警的功能，使輸電線路運檢人員能夠迅速定位外破故障點，提高輸電線路運行維護效率。

2016-07-20。

孫國娣(1968-)，女，高級工程師，主要從事電力生產(chǎn)安全管理與監(jiān)督工作，email：2386584706@qq．com。

王 亮(1987-)，男，工程師，主要從事輸電線路運行與檢修工作。

潘靜娟(1987-)，女，工程師，主要從事變電運行與檢修工作。

王夢超(1993-)，女，本科，主要從事用電檢查工作。