基于物联网技术电网作业接地管控系统的研究
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摘 要：为适应管理模式从变电站现场有人值守到变电站现场无人值班及近端信息掌握全面过渡到远端信息管理，避免临时接地线失控导致的事故，文中提出一种基于物联网技术的电网作业接地管控系统，在作业接地设备的固定接地端或接地点上安装基于RFID技术的身份识别芯片，通过专用APP操作软件记录操作人、操作时间、操作地点等相关接地信息，实现全网作业接地管控技术与调度、检修电脑网络操作票、作业票计划相关联，具有与接地信息自动核对功能同时可形成相关数据报表的管控系统，为电力系统的安全运行提供技术保障。
关键词：物联网技术;电力现场作业;安全管理;电力系统;接地技术;RFID
中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）05-00-02
0 引 言
保护接地是电力行业从业人员在对接地线和接地刀闸作业操作时，当设备或线路断电后，在检修之前要挂接短路接地线或分合接地刀闸，以预防突然来电对作业人员造成伤害的安全技术措施。接地是为保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施，通过金属导线与接地装置连接来实现，常用的有保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地等。
目前对作业接地的管控是保障电力安全的一项重要工作。随着调度、检修与维护等管理模式从现场有人值守变为无人值班及近端信息掌握全面过渡到远端信息管理，现场安全措施交接方式由一个转为多个作业现场集中交接，导致现有技术手段无法对接地线的装设和拆除操作进行实时远程检测与跟踪管理，作业接地中接地线的漏挂、漏拆和接地刀闸误分、误合等电力事故时有发生。在电力系统事故中，接地线或接地刀闸合闸误操作事故占五大安全事故的首位。这类事故的发生主要是作业人员在失去监管的情况下误装、误拆接地线或误分、误合接地刀闸导致人身伤亡事故。如果能够借助技术手段弥补接地事故的发生，将会为电力系统的安全生产带来保障。同时，根据国网公司建设“三型两网”战略目标，着眼电網未来发展，基于物联网实现全网作业接地管控技术的应用研究势在必行。
1 系统设计
为提升调度对作业接地的管控能力和适应现行的检修模式，更好地对各输电、检修与维护、配电专业作业接地进行有效管理，利用物联网的感测机制确认接地线工作状态，让管理人员明确临时接地线的装拆与接地刀闸分合位置、装设地点、操作时间、操作人身份等关键信息，并通过无线移动网络反馈实现远程管理。基于物联网实现全网作业接地管控技术流程如图1所示。
基于物联网实现全网作业接地管控技术的主要内容如下：
（1）施工现场作业接地操作点的数据采集与接地线柜内接地线数量、编号数据采集;
（2）作业施工方作业接地措施的交接与管理;
（3）调控中心管控端的交接与管理，在满足信息多方共享的前提下各取所需。
根据变电站内66 kV及以上作业接地特点，施工现场作业接地操作点的数据采集与接地线柜内接地线数量、编号存放的数据采集工作通过在需要作业接地设备的固定接地端或接地点上安装基于RF技术的IC身份识别芯片实现。在接地线接地端铜鼻子上固定安装基于RF技术的IC读取器的采集器，如图2所示。
在图2中，采集器上安装有基于RF技术的IC读取器，当接地线安装在接地铜排上的接地点时，采集器读取端子排的固定信息用于位置识别，并实现管控，可与具有位置采集功能的接地刀闸位置信息数据库共链并共享采集。
施工方作业接地措施的交接与管理采用专用三防手机和开发专用APP操作软件对施工人员的指纹或人脸等进行识别、确认并记录操作人、操作时间、操作地点，与调控人员汇报，记录通话语音，在作业班组交接班的区域形成电子式接地信息提示板，方便作业人员交替时对接地信息进行准确交接，有力防止误交、漏交等现象。
调控中心管控端的交接与管理在实现电子式接地信息提示板后便实现了调控人员对全电网接地信息的动态管控、交接。
如图3所示，根据变输、配网66 kV以下作业接地特点，指定户外专用接地线，安装在输、配电杆、塔根部金属二维码下方，通过手持通信设备拍照和面部识别及卫星定位功能确认安装地点、安装人员权限及安装信息远程反馈，从而实现精准管控。
2 系统应用效果
接地线柜与接地线间安装有感测装置，当权限人员从接地线柜中取出或放回接地线时，通过接地线端口和接地线柜固定端口的感应芯片，软件系统将自动记录拿放时间，并以信号灯亮暗的形式直观显示地线的工作状态。通过指纹或人脸等识别技术确认权限人员是否根据工程的安全技术措施，手动在接地线管理系统屏上选择与操作票或工作票对应的接地线安装位置，如若不符合规定，则调度中心确认后停电。现场施工人员验电后，按照工作票中的安排在对应位置安装接地线。当现场悬挂的接地线安装在正确位置时，该系统将通过语音和显示功能展示接地线当前处于正常工作状态并记录时间。反之，会发出明显警报并通知调度、管理人员，指挥现场人员进行整改。施工结束后拆除接地线，同时记录相关信息，调度中心根据指示接地采集信息，确认现场情况后恢复送电。接地线放回接地线柜后记录相关信息，方便各方人员掌握地线数量、是否归位或丢失等情况。
根据该系统记录的接地线工作时间节点和离柜、放回时间节点，可有效对施工队伍进行综合测评，也可以确认停电作业票的执行力度，避免接地期间闭合刀闸等危险情况发生，增强调度中心对现场的把控力度。最后通过GPS等定位技术随时跟踪、定位接地线所在位置，在确保企业财产不丢失的前提下，消除接地操作中的安全隐患，取得了较好的应用效果。
3 结 语
本文提出的基于物联网技术的电网作业接地管控系统，在电网作业接地设备上安装RFID身份识别芯片，通过APP操作软件实现全网作业接地管控与调度等操作票、作业票计划相关数据报表，消除人为疏忽造成的恶性误操作事故隐患，减轻相关人员人为判断的劳动强度，切实提高了电力安全生产的现代化管理水平。
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