高壓輸電線路檢修臨時(shí)安全措施實(shí)時(shí)管控平臺(tái)設(shè)計(jì)

王身麗 嚴(yán)利雄 付 裕 王偉東 姚 俊

（湖北省超能電力有限責(zé)任公司，湖北武漢430050）

0 引言

本文主要對(duì)高壓輸電線路檢修安全措施進(jìn)行研究，通過(guò)搭建系統(tǒng)平臺(tái)來(lái)規(guī)范高壓輸電線路安全檢修施工。影響高壓輸電線路檢修安全的因素主要有接地線、封網(wǎng)繩有無(wú)帶出，安裝臨時(shí)接地線、封網(wǎng)繩的操作順序，在檢修過(guò)程中是否掛接地線、封網(wǎng)繩，檢修完成后是否取下接地線、封網(wǎng)繩，合閘前檢測(cè)接地線、封網(wǎng)繩是否都取下。

1 規(guī)范高壓輸電線路檢修施工的研究對(duì)象和關(guān)鍵技術(shù)

（1）研究臨時(shí)安全措施正常工作狀態(tài)的有效識(shí)別和判定方法，搭建系統(tǒng)平臺(tái)。通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，如何有效識(shí)別和判定運(yùn)維人員所攜帶的接地線的掛接和拆除順序是否正確，接地線是否漏掛和漏拆，接地線掛接的位置是否正確。

（2）研究臨時(shí)安全措施異常工作狀態(tài)的識(shí)別判定和預(yù)警方法，搭建系統(tǒng)平臺(tái)。如果掛接順序錯(cuò)誤、漏掛或者漏拆、接地線掛接位置錯(cuò)誤，如何通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，及時(shí)提醒調(diào)度系統(tǒng)。

（3）研究臨時(shí)安全措施的精準(zhǔn)定位信息和技術(shù)，搭建系統(tǒng)平臺(tái)。需要在系統(tǒng)中明確接地線掛接位置精準(zhǔn)定位的相關(guān)參數(shù)和信息，包括三維坐標(biāo)、地形地貌等核心數(shù)據(jù)。

（4）開發(fā)臨時(shí)安全措施管控前端設(shè)備。硬件部分（前端設(shè)備）要具備集成的管控功能、自我定位功能和應(yīng)急報(bào)警功能。一是通過(guò)有效的管控措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)接地線的編碼閉環(huán)，確保領(lǐng)用、掛接、拆除和歸還等按照嚴(yán)格規(guī)范的工作流程進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)管理閉環(huán)；二是裝置本身應(yīng)具備位置判斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)某一編號(hào)裝置使用位置錯(cuò)誤，發(fā)出警告提示；三是在功能上，裝置要具備工作狀態(tài)檢測(cè)功能，避免通信模塊、電源等故障導(dǎo)致誤報(bào)。

（5）基于臨時(shí)安全措施管控系統(tǒng)和設(shè)備，與運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維人員遠(yuǎn)程管理、實(shí)時(shí)操控和預(yù)警功能。

2 平臺(tái)核心框架結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)平臺(tái)框架圖如圖1所示，該圖展示了系統(tǒng)的整體構(gòu)架。

3 系統(tǒng)平臺(tái)搭建

3.1 平臺(tái)組成

系統(tǒng)應(yīng)由地理信息系統(tǒng)、短信預(yù)警系統(tǒng)、后臺(tái)管理系統(tǒng)、終端設(shè)備組成，并能通過(guò)本地或遠(yuǎn)程通信方式實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和信息共享。

圖1 系統(tǒng)平臺(tái)框架圖

3.2 規(guī)范臨時(shí)接地線、封網(wǎng)繩安裝順序

掛臨時(shí)接地線必須先掛接接地端，后接導(dǎo)體端（拆的順序與此相反）；裝、拆臨時(shí)接地線應(yīng)使用絕緣棒或戴絕緣手套。同桿架設(shè)的多層電力線路裝設(shè)臨時(shí)接地線時(shí)，應(yīng)先裝低壓，后裝高壓；先裝下層，后裝上層；先裝“地”，后裝“火”。

3.3 施工過(guò)程應(yīng)急措施

當(dāng)巡檢工人在作業(yè)中由于身體原因或自然原因（比如大風(fēng)）遇到危險(xiǎn)時(shí)，需要立即救援，可以通過(guò)終端立即實(shí)現(xiàn)SOS報(bào)警。同時(shí)，終端設(shè)備每移動(dòng)5～10 m會(huì)記錄其位置坐標(biāo)，并立即上傳至后臺(tái)服務(wù)器，在緊急情況下，搜救隊(duì)可以根據(jù)路線記錄對(duì)巡檢人員進(jìn)行搜救。

對(duì)于生成的GPS坐標(biāo)需要注意以下問(wèn)題：測(cè)繪局出于國(guó)家安全的原因，用法律的形式對(duì)所有在國(guó)內(nèi)發(fā)行的地圖類產(chǎn)品加了強(qiáng)制性規(guī)范，要求所有地圖類產(chǎn)品都必須使用國(guó)家測(cè)繪局的一種加偏移的算法，對(duì)地圖的真實(shí)坐標(biāo)進(jìn)行加偏移處理，之后才可能通過(guò)審批準(zhǔn)許上市。因此，國(guó)內(nèi)所有官方及商用地圖的坐標(biāo)都是偏移的，這種偏移屬于非線性的，偏移量在300～500 m不等，偏移方向也不一定。這種加過(guò)偏移的地圖坐標(biāo)就是所謂“火星坐標(biāo)”，所以必須對(duì)該坐標(biāo)進(jìn)行糾偏處理。

關(guān)于具體代碼算法，現(xiàn)有地圖SDK通常增加參數(shù)就可以了，百度SDK糾偏函數(shù)在CoordinateConverter中，可以參見百度地圖開發(fā)SDK。

3.4 防止漏掛、漏取臨時(shí)接地線

臨時(shí)接地線漏掛、漏取對(duì)巡線人員安全和電力系統(tǒng)會(huì)造成災(zāi)難性影響，通過(guò)終端監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)操作任務(wù)執(zhí)行中臨時(shí)接地線狀態(tài)的在線傳輸及跟蹤監(jiān)控，可以達(dá)到防止接地線漏掛、漏拆的目的。臨時(shí)安全措施管控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)記錄狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行匯總。

當(dāng)巡檢人員掛接地線時(shí)，雙擊按鍵表示設(shè)備已經(jīng)掛上，并將數(shù)據(jù)傳至后臺(tái)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢修完畢，運(yùn)行人員根據(jù)操作任務(wù)拆除臨時(shí)接地線后，在防誤主機(jī)上可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)的接地線被取走。當(dāng)運(yùn)行人員將臨時(shí)接地線正確放置回位，檢測(cè)閉鎖機(jī)構(gòu)檢測(cè)到接地線后，系統(tǒng)將信息實(shí)時(shí)匯報(bào)給地線管理器主機(jī)，地線管理器主機(jī)再匯報(bào)給服務(wù)器，在防誤主機(jī)上就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)接地線已經(jīng)正確歸位。在操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作的過(guò)程中，防誤主機(jī)界面可以實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)接地線的使用狀態(tài)，清晰明確地顯示現(xiàn)場(chǎng)接地線的變位情況和任務(wù)的執(zhí)行情況。在合閘前，系統(tǒng)統(tǒng)一檢查接地線和封網(wǎng)繩的掛接情況。

3.5 巡檢人員安全操作和安全意識(shí)培訓(xùn)及制度

輸電線路安全巡檢不僅需要通過(guò)設(shè)備和系統(tǒng)來(lái)管理，更需要巡檢人員注意安全細(xì)節(jié)，學(xué)習(xí)安全知識(shí)，主動(dòng)提升自我安全意識(shí)。

后臺(tái)管理人員建立了安全知識(shí)庫(kù)，上傳安全知識(shí)資料，為方便用戶學(xué)習(xí)和搜索，對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行了分類，分為安全巡檢操作流程知識(shí)、安全作業(yè)知識(shí)、安全防范、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等。原則上，為了加深巡檢人員對(duì)安全知識(shí)的了解，需要對(duì)每次學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行考核，因此系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)增加考核功能，考核的主要目的是了解學(xué)員對(duì)安全知識(shí)的掌握情況，以及對(duì)安全知識(shí)加以鞏固。

安全知識(shí)應(yīng)當(dāng)理論與實(shí)踐相結(jié)合，在學(xué)習(xí)安全知識(shí)的同時(shí)，也應(yīng)該有安全知識(shí)講座，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的人教授新員工安全知識(shí)和方法。系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置主講人，并提供主講人的詳細(xì)資料和經(jīng)歷，主講時(shí)間，每次安全知識(shí)講座的內(nèi)容、參會(huì)人員及人數(shù)、地點(diǎn)等信息。

3.6 巡檢設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)管理

巡檢設(shè)備優(yōu)劣和質(zhì)量也是巡檢安全的一個(gè)重要屏障，為提高設(shè)備巡檢與檢修質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，平臺(tái)應(yīng)該對(duì)巡檢設(shè)備進(jìn)行管理。

管理內(nèi)容：設(shè)備所屬部門、對(duì)應(yīng)責(zé)任人、用途描述、設(shè)備維護(hù)周期、設(shè)備詳情。

4 硬件終端設(shè)計(jì)

4.1 復(fù)合定位系統(tǒng)：GPS全球定位+北斗定位、極速定位

（1）GPS全球定位系統(tǒng)+北斗定位：當(dāng)GPS衛(wèi)星信號(hào)出現(xiàn)盲區(qū)或不穩(wěn)定時(shí)，自動(dòng)切換到北斗定位，雙星互補(bǔ)。

（2）精準(zhǔn)極速定位：十六核精準(zhǔn)極速定位，與百度地圖、谷歌地圖在數(shù)據(jù)、技術(shù)、地圖支持等多方面展開深度合作，定位精準(zhǔn)度比普通定位提高200%，誤差僅在1～10 m之間；定位速度快，實(shí)時(shí)定位，如遇信號(hào)弱區(qū)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)雙定位系統(tǒng)切換，快速計(jì)算當(dāng)前地理位置。

4.2 工作周期

配備的2 200 mA鋰電池能保障在設(shè)備全功率運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15天以上。

5 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)、安全配置部署基本要求及概要

根據(jù)用戶的需求，有兩種可選的組網(wǎng)方案：一是集群服務(wù)器托管于IDC機(jī)房，客戶端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接互聯(lián)網(wǎng)，訪問(wèn)服務(wù)器，這種方案的特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單；二是采用阿里云ECS服務(wù)器。

方案二優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）穩(wěn)定性指標(biāo)：云盤數(shù)據(jù)可靠性不低于99.999%；自動(dòng)宕機(jī)遷移、數(shù)據(jù)備份和回滾系統(tǒng)性能報(bào)警。

（2）安全：防DDoS系統(tǒng)、安全組規(guī)則保護(hù)；對(duì)云服務(wù)器的磁盤數(shù)據(jù)生成快照，用戶可以使用快照回滾、恢復(fù)以往磁盤數(shù)據(jù)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全；多用戶隔離；防密碼破解。

（3）彈性：10 min內(nèi)可啟動(dòng)或釋放百臺(tái)云服務(wù)器；5 min內(nèi)停機(jī)升級(jí)CPU和內(nèi)存；在線不停機(jī)升級(jí)帶寬。

（4）高性能：隨機(jī)IOPS 1.2萬(wàn)、300 MB/s本地SSD盤性能；多線BGP骨干網(wǎng)絡(luò)接入；高性價(jià)比，節(jié)約成本。

（5）硬件與寬帶需求：建設(shè)系統(tǒng)的硬件要求單臺(tái)服務(wù)器支持5 000用戶并發(fā)，服務(wù)器硬件配置有最低要求，可以通過(guò)云服務(wù)器特有的彈性擴(kuò)容來(lái)增強(qiáng)服務(wù)器，增加服務(wù)器支持的用戶數(shù)。推薦服務(wù)器配置如下：CPU在4核以上，內(nèi)存在16G以上，硬盤在300G以上，帶寬在10M以上。

6 結(jié)語(yǔ)

高壓輸電線路檢修臨時(shí)安全措施實(shí)時(shí)管控平臺(tái)為電力線路運(yùn)行管理引入了一個(gè)全新的概念，有效滿足了線路巡檢工作快速、高效、及時(shí)的要求，將線路巡檢管理水平提高到了一個(gè)新的層次，實(shí)現(xiàn)了巡檢工作的電子化、信息化和智能化，從而最終能保證電力系統(tǒng)高效率、低故障率地安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]周一，聶文翔，羅應(yīng)文.架空輸電線路檢修輔助平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2016（6）：34-35.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.110（66）kV～500 kV架空輸電線路檢修規(guī)范[Z]，2005.

[3]郭韋，郭棟，張楠.淺談高壓輸電線路的檢修與維護(hù)[J].水電與抽水蓄能，2015（12）：58-59.