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关于输电线路带电作业安全防护体系的研究

发表时间：2021/6/10 来源：《基层建设》2021年第6期作者：周璋鹏易明星龚晖

[导读] 摘要：随着电网的快速发展和供电可靠性要求的提高，带电作业已成为提高电网经济效益和服务质量的重要检修手段，但传统的带电作业模式难以实时准确感知预警电场强度、安全距离、环境变化、人员体征等讯息，作业风险和难度较大。

        国网甘肃省电力公司检修公司甘肃省兰州市 730070
        摘要：随着电网的快速发展和供电可靠性要求的提高，带电作业已成为提高电网经济效益和服务质量的重要检修手段，但传统的带电作业模式难以实时准确感知预警电场强度、安全距离、环境变化、人员体征等讯息，作业风险和难度较大。本文通过对带电作业安全防护体系的研究可实现可视化数据传输、作业人员定位、安全距离智能预警、人员生命体征监测等，从而提高带电作业安全管理水平，实现对带电作业全过程的在控、可控。
        关键词：输电线路；带电作业；安全防护体系
        1 引言
        针对输电线路带电作业安全管控盲点和空白，高度融合新技术与带电作业管理，直击技术难点和管理痛点，形成了“智能硬件+管理平台+安全防护”一站式安全解决方案，运用激光雷达点云建模技术，实现作业现场全景、全要素可视；借助智能终端穿戴设备，实时感知作业人员工作状态、身体状况；采用最近点搜索算法和定位技术，直观显示人员作业位置，精准测算人员与接地体、带电体之间安全距离，满足全过程安全风险监测、分析、预警等核心管理需求。

        2 安全风险分析
        带电作业工作属于高危险行业，作业安全与作业人员专业技能、现场气象条件、电场强度、身体素质等因素密切相关，任何一个细节的疏忽都会严重影响作业安全，导致安全事故的发生。
        2.1 作业现场勘察难
        现场勘察工作中主要依靠人员经验，容易遗漏现场细节，对一些关键数据无法带电直接测量，导致信息获取不全，依靠图纸数据存在与现场实际不符的情况，现场勘察工作不全面，存在安全风险。
        2.2 最优方案制定难
        作业方案的制定主要依靠人工计算和经验判断，当一项工作存在多种作业方案时无法进行量化对比确定最优、最安全的方案。
        2.3 人员行为监护难
        高空带电作业安全管控过分依赖人员的技能水平，当作业人员出现违规行为时，地面监护人员往往无法及时发现，监护存在盲点。
        2.4 安全因素预警难
        作业过程中人员身体状况出现异常，环境条件发生变化，各类参数、指标趋近危险数值前，无法提前预警，存在安全风险。
        3 输电线路带电作业防护体系
        依托新技术应用及作业全过程进行研究，围绕输电线路带电作业，构建了“3+1（智能安全帽、智能手环、新型智能屏蔽服+ 系统管控平台）”安全防护体系，实现作业端与平台端数据双向传递、信息实时联动，打造带电作业安全通道。作业端通过智能安全帽、智能手环、新型智能屏蔽服等对作业图像、环境参数、人员身体状况等现场安全要素进行数据采集，在平台端集作业过程、安全要素可视，安全风险预警与安全信息管理于一体，实现带电作业全方位的安全防护。
        3.1 全面现场勘察：作业环境勘察过程中运用激光雷达采集海量激光点云数据，对作业现场地形环境、杆塔结构、交叉跨越、通道走廊等进行可视化建模，实现带电作业场景再现和环境勘察。
        3.2 制定最优作业方案：智能优选作业方案作业前期，基于三维模型实现带电体、接地体、作业人员三者距离的实时测量，仿真模拟带电作业工况，规划出最优作业路径。
        3.3 状态信息全面感知：全面感知作业要素实时定位人员位置，测量环境条件，回传视频图像，监测人员身体健康状况，及时做出危险预警提示。实现作业画面同步回传：地面监护人员可及时识别违规操作，并纠正不安全行为；人员位置定位跟踪：通过定位装置实时跟踪人员活动轨迹，保证人员在处于安全作业区域；身体状态智能感知：监测心率、体温、血压等参数，及时避免人员身体状况异常带来的作业风险；环境状况实时监测：实时测量智能屏蔽服内部场强，作业点环境温度、湿度，避免屏蔽服损坏、环境变化造成的危险。作业风险管控系统管控平台集成作业风险因素可视化，实现作业现场环境条件、人员身体状况实时感知，确保了触电风险、环境风险、操作风险以及人员健康风险可控、在控。
        4 安全防护体系保障
        4.1 定位精准性
        带电作业辅助决策系统建模准确性，点云设备建模与实际场景存在误差，通过构建局部大地坐标体系，转换空间位置和坐标点，利用最新定位设备，进行大量建模任务，可将误差控制厘米级。
        4.2 数据的全面性
        提供一种带电作业安全防护新模式，实现信息感知、智能预警，作业可视化实时监控，降低带电作业过程中的安全和质量风险，进而提高带电作业效率和安全。
        4.3 安全高效传输
        决策系统若要获取生命体征数据，需要开发对应接口，接口的效率、及时性、安全性上均有较高要求。本项目对接口制定了严格的接口规范，最大程度保证接口的效率与安全。
        4.4 设备技术开发
        数据采集传输困难，人体数据采集需用专业设备，在电场内干扰度大，本项目通过穿戴自主研发的智能安全帽设备、手环等设备，通过网络传输至平台可实现实时监测，辅助带电作业人员安全监护决策。
        5 结语
        本文通过提供“智能硬件+管理平台+安全防护”整体解决方案，将作业端与平台端双向传递、实时联动，建立输电线路带电作业安全防护体系，实现作业环境全面勘察、智能优选作业方案、全面感知作业要素、作业风险立体管控四大功能，有效应对输电线路作业现场勘察难、最优方案制定难、人员行为监护难、安全管控预警难四大痛点，实现实时监测触电风险、环境风险、操作风险以及人员健康状况四方面风险信息，健全各级各岗人员联络沟通与信息传递机制，辅助进行作业流程提示、危险点告知、安全距离或违章预警，制定危险预警方案，确保风险可控、在控，全面掌控现场安全局势。
        参考文献：
        [1]陈明涛.输电线路带电作业的安全防护的现代研究.科学与信息化，2017（27）
        [2]缪鹏彬.输电线路带电作业的安全防护的研究[J].基层建设.2018（16）