1、 基金项目：贵州电网有限责任公司创新项目（）。全天候多功能便携式安全管控综合平台的研究陈建昆申国华谭洁罗兴春文峰贾清正王博颖彭洪进（.贵州电网有限责任公司兴义供电局.贵州电网有限责任公司培训与评价中心.贵州电网有限责任公司铜仁供电局.贵州电网有限责任公司遵义供电局）摘要：随着智能变电站的建设和发展，对现场施工、生产运行及检修保养过程的安全和稳定性有了更高的要求和目标。人员安全管控与保障是智能变电站运行维护中的重要组成部分，人员作业的安全性是更加具体与迫切的目标。当前安全管控存在着作业现场缺乏全天候超长时间管控技术手段、记录仪录制过程中因管控人员行走导致拍摄不清晰、部分边远地区管控传输实时性不佳
2、等问题。基于此，本文通过完成全天候多功能便携式安全管控综合平台的研究，解决了安全管控中存在的现实问题，较完整地解决了目前南方电网公司现场作业视频监控系统的诸多问题，提高了安全管控的效率，提升了智能变电站运行维护智能化水平。关键词：智能变电站；全天候；安全管控 引言自南方电网公司、国家电网公司公布了“智能电网”发展计划以来，智能变电站的概念也随之出现，并进入建设和发展的快车道。相较于传统变电站，智能变电站是指与国家智能电网高度融合，在各种复杂环境条件下都能够提供高效安全、经济环保的电能的变电站。以集成化、高速率双向通信网络为基础，以变电站生产运行和管理活动中各种信息的数字化为前提，综合应用数字化
3、技术、高速通信技术，通过数据采集、数据传输、处理分析、智能化控制、自动化决策等手段解决现场实际问题 。随着智能变电站的建设发展，对现场施工、生产运行及检修维保过程的安全和稳定有了更高的要求和目标。智能变电站的安全主要有两方面内容，一是设备运行安全，二是人员的作业安全。其中设备运行安全是保障电网系统安全稳定运行的直接影响因素，而人员的作业安全则是更加具体与迫切的需求，保障作业人员的生命安全是生产工作的重中之重。因此变电站的人员安全管控与保障是智能电站建设密不可分的一部分 。当前安全管控存在作业现场缺乏全天候超长时间管控技术手段、记录仪录制视频过程中管控人员行走晃动拍摄不清晰、部分边远地区因手机信
4、号弱而严重影响管控的传输实时性等问题。本文基于以上原因，通过完成全天候多功能便携式安全管控综合平台的研究，解决了安全管控中存在的现实问题，较完整地解决了目前南网公司现场作业视频监控系统的诸多困扰与问题，提高了安全管控的效率，提升了智能变电站运维智能化水平。现状调研分析.变电站安全管控系统组成对于电力系统，变电站的运行作业过程是否安全稳定可靠，将决定电力系统能否保持稳定运行并且是否具备可靠的供电能力。现阶段，我国在运的交直流变电站运维检修方式是以一个运检中心管理多个变电站的模式进行，故其采用运检中心和站部现场双级的管理设计模式 。站部现场负责所有前端感知设备的接入、数据的传输汇总以及前端感知视频
5、图像的存储；运检中心能实现辖区内所有站部现场数据的汇聚，运检人员可通过工作站界面实时访问系统，对各个站部现场的设备情况、人员作业情况、运行人员巡检情况、现场监控视频、警示报警记录等进行检查、查看及信息编辑。将系统按功能进行分类分析，变电站安全管控系统分为系统管理部件、视频监控部件、人员定位部件、设备管理部件及告警通知部件五大模块，整个系统的功能设计如图 所示。电气技术与经济 研究与开发 图 变电站安全管控系统功能组成示意图.原安全管控系统特点分析电力检修人员如何在安全作业的前提下，迅速、有效地完成电力设备停电检修工作，保障电力的稳定供应，已经成为电力系统中备受关注的问题。而受限于作业现场空间，
6、目前安全管控系统在使用过程中存在以下问题：（）变电站的工作人员因长时间在现场作业，经常会导致视频记录仪、手机、照明灯具等设备电力不足情况，现场缺乏全天候超长时间管控技术手段；（）记录仪录制视频过程中，因外部环境影响而导致视频拍摄不清晰，视频监控效果差；（）部分偏远地区手机信号弱，严重影响视频的实时数据传输，在视频传输中断后，需要后续补录上传视频，监控班组无法实时监控；（）工作人员在某些设备（如开关柜）作业时，因角度问题，视频记录仪不能完全拍摄到作业场景，遇光线不好时影响视频效果。本文研究目标本文通过对现阶段管控平台的特点进行分析，基于以上结果，提出通过完成全天候多功能便携式安全管控综合平台的研
7、究，解决安全管控中存在的现实问题，研究预期可较完整地解决目前南网公司现场作业视频监控系统的诸多困扰与问题，提高安全管控的效率，提升智能变电站运维的智能化水平。研究目标综述如下：（）基于光伏新能源供电系统，为安全管控设备提供稳定、超长电源；（）增强移动信号放大，使视频传输信号稳定可靠；（）记录仪防抖设计，在操作及巡视设备时最大程度减少晃动，避免视频监控效果不佳；（）多功能定制型收纳箱改进设计，集成多项功能设备，便携方便；（）多功能附件可应用于多种作业场景，还可扩展、搭载其他智能模块，有广阔的应用前景；（）通用化设计理念，可调整机械臂和夹具件以适用不同场景，不但可用于南网公司现场作业，也可用于其它
8、行业作业现场。设计开发.总体设计经初步分析梳理，本设计方案拟采用多组件集成式设计思路，组件由多功能收纳箱、太阳能供电系统、移动信号增强系统、手持式防抖云台、固定式旋转云台、专用多功能支架、磁吸式工作辅助照明等组成。各组件详细设计见表，项目外形设计如图 所示，项目组件设计如图 所示。表各组件设计内容名称设计内容太阳能供电系统（）采用柔性太阳能光伏板，固定在收纳箱外面，携带方便，坚固耐用，外材料不容易破碎；（）户外移动电源连接光伏板充电，也可以用 电源直接充电，在户外可以提供 输出电源及 接口等。移动信号增强系统（）信号增强主机放大器；（）信号接收天线要求升高 ，配备 长的高强度伸缩杆，再配备定制
9、的固定座；（）接收天线需要与信号放大器有 距离，配置 连接信号线，同时配置收线轮收纳信号线；（）信号发射天线可以固定在收纳箱外部，并且可以快速便捷拆卸。电气技术与经济 研究与开发 （续）名称设计内容手持防抖云系统（）专业防抖三轴手持云台，具备人形、人脸智能追踪功能，无死角；（）配置专业三脚架，收纳长度 ，伸长后高度可以达到 ；（）设计定制夹持执法记录仪夹具，并且能在两边安装测试用的小型 灯，以补充光线。固定式旋转云台（）左右旋转云台，智能锁定人像并自动跟拍，云台可以直接夹持小 灯；（）也可放置在三脚架上固定调节；（）设计定制夹持执法记录仪夹具（旋转云台承重，要求轻型材料）。多功能支架（）磁吸式
10、支架：强磁吸座磁吸力可以达到 ，个面可以吸附，型底部可以吸附圆弧面，自带开关吸磁方便快捷；（）吸盘式支架：可吸附光滑镜面的材料；（）钳夹式支架：钳形夹最大可张开 ，可夹持直径为 的圆形材料；（）以上支架可以拆卸，可根据应用场景组合不同的支架。多功能收纳箱（）多功能收纳箱：根据以上系统组件，配置尺寸合适的收纳箱；（）收纳箱外部安装有柔性光伏板，并且能够固定云台和发射天线；（）根据系统组件的大小定制隔层海绵，防止收纳箱移动过程中，组件在收纳箱里晃动。.详细设计详细设计包括可开闭的收纳箱，在收纳箱的外侧端面上安装有光伏板，收纳箱的内腔通过隔板被分为若干个置物区，在各个置物区中放置有能够与光伏板配合使
11、用的可充电供能组件、移动信号增强组件、移动式云台组件、固定旋转式云台组件和多功能支架组件 -。收纳箱设计外形如图 所示，内部组件如图 所示。可充电供能组件包括给电器供能的蓄电池，在蓄电池与光伏板之间通过导线连接有变压器。其能够设计超大容量太阳能设备，为全天候多功能便携式安全管控综合平台提供超长时间、稳定的电源。移动信号增强组件包括信号放大器、带有支座的伸缩杆、信号发射天线及信号接收天线。为解决手机信号弱造成的视频中断问题，在该平台配置搭载手机信号放大器，增大作业面的手机 信号，本实例中图 外形设计图-收纳箱，-光伏板，-可充电供能组件，-蓄电池，-变压器，-移动信号增强组件，-信号放大器，-伸
12、缩杆，-信号发射天线，-信号接收天线，-收线轮，-移动式云台组件，-手持防抖云台，-佩戴式夹块，-固定旋转式云台组件，-三角支架，-旋转云台，-多功能支架组件，-磁吸支架，-三角支架，-活动臂。图 组件设计图配置 长的信号接收天线。移动式云台组件包括手持防抖云台和用于夹持执法记录仪的佩戴式夹块；固定旋转式云台组件包括相互配合使用的三角支架和旋转云台；多功能支架组件电气技术与经济 研究与开发 包括磁吸支架、吸盘支架和带有钳夹的活动臂；配置便携收纳平台记录仪、支架等相关设备，同时针对变电站部分设备作业因角度问题不能进行完全视频监控的问题，研制多种尺寸的多角度旋转云台，可分别搭载记录仪、灯等设备，并
13、可便携式安装或吸附在变电设备上，以满足多角度现场视频监控要求。在收纳箱的下部安装有滚轮，且在收纳箱的上部还设置有提手；可充电供能组件和信号放大器均置于收纳箱内腔下侧，且由隔热材料将对应的置物区进行加固；其他置物区上的隔板使用缓冲海绵制成。在收纳箱的外侧设置有用于安装伸缩杆上支座的定位卡槽，以及用于放置手持防抖云台的定位座。光伏板选用单晶硅材质的柔性太阳能光伏板。移动信号增强组件还包括用于配合信号接收天线使用的收线轮；伸缩杆为有效长度不少于 的折叠式伸缩杆结构。佩戴式夹块为一个 型板结构，其中凹槽部分的长度大于执法记录仪的长度，且在夹块的上端侧面开有定位孔，夹头通过该定位孔可活动地安装在夹块上；
14、同时在佩戴式夹块的左右侧还设置有 补光灯，该 补光灯通过设置在夹块上的可拆换电池进行供电。在磁吸支架、吸盘支架和活动臂的尾部均设置有连接圆块，在该连接圆块处开有六角通孔；任意的两个支架之间可以通过螺栓组件在该六角通孔位置进行连接拆卸。试验测试按照设计方案进行加工制造后，进行试验测试。在使用时，只需要将箱体平放，将伸缩杆对应安装在收纳箱外部的定位卡槽处并将其拉伸至需要的长度，此后再将信号接收天线设置在该伸缩杆上，通过收线轮将信号接收天线配置在与信号放大器相距约 的距离处。根据现场需要，选用手持防抖云台或旋转云台，若地面平整，则可以直接使用收纳箱的定位卡槽将旋转云台进行安装；若不平整，则可以使用三
15、角支架来安装旋转云台，如果现场需要使用到支架结构，则可以选用磁吸支架或吸盘支架与活动臂进行组合使用。从试验测试结果可以看出，完全达到设计目标值。结束语本设计方案符合现场安全管控工作要求，满足现场安全管控需求，不但可用于南网公司现场作业更换，也可用于其它行业作业现场，其创新性主要体现在以下几方面：（）基于光伏新能源供电系统，为安全管控设备提供稳定、超长电源；（）增强移动信号放大，使视频传输信号稳定可靠；（）记录仪防抖设计，在操作及巡视设备时最大程度减少晃动，避免视频监控效果不佳；（）多功能定制型收纳箱改进设计，集成多项功能设备，便携方便；（）多功能附件可应用于多种作业场景，还可扩展、搭载其他智能模块，有广阔的应用前景；（）通用化设计理念，可调整机械臂和夹具件以适用不同场景。参考文献 蒙蒙某智能变电站运维策略优化及安全管控系统的设计与实现 成都：电子科技大学，郭微变电运维集中管控平台的设计与实现 北京：华北电力大学，王军龙无人值守变电站智能管控报警平台功能及实现方法 房地产导刊，（）：戴先玉，杨军伟，马艳，等基于 .系统运检移动作业平台的设计与应用 科技创新与应用，（）：杨德胜，秦浩，范叶平，等基于人脸识别的综合性人员安全管控平台研究 微型电脑应用，（）：-（收稿日期：-）电气技术与经济 研究与开发