安全用电智能守护装置的研制及应用

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:王文欢 李艳君 余可
[导读] 针对现阶段孤寡老人、留守儿童居多,特别是独自在家的残疾人
        摘要:针对现阶段孤寡老人、留守儿童居多,特别是独自在家的残疾人,这些特殊用户由于年龄和身体状况的原因,当家中发生漏电、失电等现象时,线路故障停电给他们的生活质量带来很大的影响,甚至可能会私自触碰电力设施,造成安全隐患较大,同时供电企业水电用户从技术上没有特别区分的标识,所以在日常工作中很难查找区分。 本文通用运用先进的人工智能技术手段,对装置的报警模式进行全新的设计,通过多种报警方式的有机结合,让装置能够主动联系管理人员,从而实现信息的交互。通过应用,从根上解决这些需要关爱的特殊人群的用电安全状况,同时协助供电企业的相关管理部门,正确区分出水电用户的相关信息。
        关键词:安全用电;智能化;短信通知;来电提醒;微信推送
引言:现阶段,供电企业配网低压线路末端用户的安全用电情况一直很难掌握,这些用户家中发生漏电、失电等现象时,线路管理人员无从得知线路故障的准确信息,当这些用户通过拨打供电热线报备时,线路管理人员只能通过逐步排查,或通过电话了解线路故障位置点,前往进行抢修。用户家中安装的漏电保护装置只能跳闸断电,没有其它相关告警功能,供电部门线路检修维护人员无法第一时间了解掌握线路的运行状况,导致抢修送电时间较长,影响供电企业的服务质量。文章通过对配网线路末端用户的家庭情况进行分析,结合装置的日常工作需求、所要达到的功能效果等方面,最终通过研制一种集报警、提醒及定位功能为一体的智能守护装置,全程监测用户家中漏电、失电情况,主动联系电工前往故障点进行维修,协助核查水电用户信息,解决供电企业对这些特殊用户的安全用电的管理,提高供电企业服务质量。
        一、装置应用现状调查
        现阶段配电网线路上应用的用电保护装置多为漏电保护器,在国内外市场上,广泛使用的是电流型漏电保护装置,该装置种类多样,功能不一,不同型式的漏电保护装置在中间环节的具体构成上型式各异。由于传统的漏保装置功能单一,在配电网低压线路发生接地、短路等故障时,漏保装置自动跳闸断电,等待人员修复送电。装置技术手段落后,没有自动报警等检测技术,针对老人、儿童、残疾人等特殊群体,根本无法满足人们的日常用电安全保障要求。供电企业作为国家大型骨干企业,安全管理工作更是重中之重。特别是近年来,随着“智能电网”建设规模的扩大,“人工智能”技术的应用,通过智能化的技术手段,设计一种技术先进、功能多用的安全用电智能守护装置是大势所趋。
        二、装置结构体系的设计
        1、装置的整体架构设计
        装置由控制器、移动数据芯片、蜂鸣器、接线端子、3.6V锂电池、指示灯、外壳、喇叭等部分组成,装置通过连接线与线路漏电断路器连接,当线路发生接地故障时,漏电断路器跳闸的同时,会触碰语音报警装置,守护装置自动播报“用电居民请注意:由于您的家中出现漏电、失电等现象,请勿私自触碰电力设施,以免发生触电,设备维修电工已经收到您的停电信息,正在赶往本地,请您耐心等待,维修电工:***,联系电话:***。”等语音内容。同时装置通过移动数据芯片,实时将停电的漏电断路器的用户信息发送到阿里云服务器管理平台,通过云报警系统服务器将故障用户的信息以短信通知,来电提醒及微信报警的方式发送到管理人员手机上,管理人员通过集中管理平台显示的电子地图,在第一时间了解掌握线路故障位置点,及时前往故障点进行抢修,通过管理平台的分类显示,可以及时发现该用户是否为水电用户,大大提高了供电企业相关管理部门的工作效率。
        2、装置的工作原理
        作为安全用电智能守护装置必须与漏电保护装置进行连接应用,因此我们首先来了解一下漏电保护装置的工作原理。当电气设备漏电时,将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号, 经信号处理,促使执行机构动作,藉助开关设备迅速切断电源,实施漏电保护根据故障电流动作的漏电保护装置是电流型漏电保护装置。安全用电智能守护装置通过三线、四线接线方法,连接电流型漏电保护器,当线路发生漏电、失电现象时,漏电保护器故障跳闸后,由于感应电流缺相触发控制器上的检测元器件,通过触点开关,进行报警。
        3、装置的功能特点
        ① 移动数据芯片:具有完备的数据运算处理能力,标准的串行数据接口,外观小巧,软件接口简单易用,用于实时数据传输等功能领域。
        ② 控制模块:是一块集成电路,也是装置的运算核心和控制核心。它的功能主要是处置装置的核心数据运算。

模块通过控制单元、运算单元和存储单元这三部分由内部总线连接起来。
        ③ 语音报警芯片:采用定制的语音报警内容的语音芯片。芯片采用高科贴片触发电路、用美国研磨芯片编程,语音报警内容可根据用户使用不同的地方而制作不同的语音报警内容报警音量≥85db,远远达到人们的听力感知范围。
        ④ 3.6V锂电池:是装置的供电组成部分,标准放电持续电流:0.2C,最大放电持续电流:1C,工作温度:充电:0~45℃,成品内阻:≤180mΩ,引线型号:JST-XH-2P 正向UL1007/24#,线长50mm,保护参数:过充保护电压/每串4.275±0.025V,过放保护电压 2.3±0.05V,过流值 1.5~4.5A,电池节能环保,安全性能稳定,使用寿命长,耐高温,容量大,重量轻,满足装置实际使用周期。
        ⑤ 喇叭为12V外置扩音喇叭,功耗低,音量分贝达95分贝,满足装置使用要求。
        三、装置的创新性
        装置的研制应用,大大保护了特殊人群的用电安全,提高了供电企业的管理工作水平和服务质量,维护了供电企业的安全稳定运行。通过应用发现,本装置的创新性主要体现在以下几个方面:
        1、理念创新:采用智能化的科技手段,着力打造配网低压线路特殊用户家中用电安全管理工作规范化、集中化、系统化的配套服务理念,定位服务装置智能化,手机推送功能人性化,移动数据技术远程化,人力物力成本降低效益化,线路管理维护工作素质化的服务保障体系。
        2、方法创新:通过采用手机短信、手机来电及微信通知三种服务方式相结合的管理方法,对配电低压线路特殊用户家中的故障停电时间及位置信息及时在第一时间进行信息推送服务,实现线路维护管理工作的高效服务。
        3、管理手段创新:通过采用软硬结合的管理手段对配网低压线路特殊用户家中的线路运行维护工作进行一体化的管理。智能化的故障检测报警装置,可实时通过语音发声报警,及时发现线路故障位置点。同时利用手机终端进行管理,通过手机短信、手机来电及微信通知三种靠警提示手段,及时把故障位置点在第一时间告之线路维护管理人员。通过硬件和软件双重结合的管理手段对配网低压线路的用户进行智能化的服务。
        4、管理模式创新:通过采用智能化的管理模式,实现对配网低压线路特殊用户的管理维护工作。通过采用先进的人工智能技术、网络通信技术代替人工排查等传统的管理模式。通过手机管理终端接收智能服务装置推送的配网线路运行实时动态,及时发现问题,解决问题,网络化的管理模式,满足了供电企业配网低压线路集中统一的网络化管理模式。
        四、装置的效益分析
        1、管理效益:装置的应用,有效提高线路检修维护人员的高效管理水平,从根本上解决了配网低压线路运行维护工作中检修排查管理难度大等问题的发生;同时提升了供电企业配网低压线路的网络化管理水平。
        2、经济效益:减少了企事业单位和供电企业由于停电所带来的各种经济损失。具体产生的直接经济损失,可通过每次停电时长进行计算后得出结果。 同时,大大节约了相关管理部门投入的人力物力成本。
        3、社会效益:提高了供电企业配网低压线路的安全稳定运行,特殊用户的家庭用电得到了很好的保障,供电企业在服务人民用电的安全保障工作中赢得了较好的口啤。
        五、结束语  全文从“关爱特殊群体用电安全”作为出发点,通过利用智能化的技术手段,实现对孤寡老人、留守儿童及残疾人的家中用电安全保障服务工作,通过大数据、云平台,体现出装置智慧型的设计理念。文章结合供电企业对水电用户的管理工作要求,解决了供电企业对水电用户的分类管理工作,提高了供电企业的工作效率。
作者简介:作者简介:
王文欢,1987.12,女,汉族,本科,工程师,就职于国网潜山市供电公司
李艳君,1991.12,女,土家族,本科,助理工程师,就职于国网潜山市供电公司
余可,1991.09,男,汉族,硕士研究生,工程师,就职于国网潜山市供电公司
上述三人研究的方向:配电网管理
       
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