配网不停电作业全流程安全监测与预警系统

配网不停电作业全流程安全监测与预警系统

宋广兴

聊城华昌实业有限责任公司，高唐，252800

摘要：针对目前在不停电作业过程中存在的安全监控及预警手段和方法缺乏问题，提出了基于人工智能的不停电作业全流程安全监测与安全预警系统，实现了不停电作业流程管控智能化，开工准备检查和作业过程检测。本文主要分析配网不停电作业全流程安全监测与预警系统。

关键词：不停电作业;人工智能;安全监测;预警系统;深度学习

引言

开闭所（配电房）是高、低压成套装置集中控制，接受和分配电能的场所，是城市配电网络的区域枢纽点，它遍布城市乡郊各处，具有点多、分布广的特点。随着城市规模的不断扩张，开闭所（配电房）数量在不断增长。为保证开闭所（配电房）等重要节点的安全运行，加速配电网数字化转型发展，解决设备日益增多、运维人员不足的问题，需对开闭所（配电房）进行实时远方监控和自动处理，提高安全运行水平。

1、课题背景

随着中国电网的持续快速发展，对于中国目前的输配电线路的维修、电网设备检测和维护等工作，不停电作业技术已经成为一种重要手段。但是不停电作业对于作业人员也是一项极其危险的工作，在这种作业环境下存在的高强度的电场、暂态电击和稳态电击以及作业过程中对误操作短接空气间隙放电，都对不停电作业人员的安全造成了很大的威胁，因此不停电作业安全防护问题也就成为不停电作业顺利实施的关键。目前，国内开展配网不停电作业时，有时会出现作业人员不规范穿戴绝缘安全帽、不穿绝缘防护服与绝缘防护手套就进行不停电作业，在作业过程中极有可能出现安全事故。作业过程中，即使穿戴了绝缘防护装备，如作业动作不当，不能与带电体保持安全距离，也会存在被高压电击穿触电的风险。目前国内不停电作业中安全监控及预警手段和方法缺乏，很难实时精准度量现场作业人员与带电体之间的距离，并监控现场作业人员的行为，进行主动预警。目前，中国输配电线路不停电作业的人员安全问题主要从两方面共同解决，一是依靠具有丰富经验的专责监护人，二是作业人员的自觉性。在实际的作业过程当中，由于现场作业点多面广，作业人员工作任务繁重，容易疲劳，精力无法持续集中，作业人员很容易发生违反操作规程、忽视安全距离等危险行为，从而导致安全事故的发生。因此，亟需一种智能化的不停电作业全流程安全监测与预警系统，依靠此系统减少在不停电作业工作中的安全隐患，保证作业人员的人身安全。

2、主要设计内容

本系统应用于不停电作业的全流程安全监测，旨在预防或减少不停电作业人员人身伤害等事故的发生，实现不停电作业全流程管控智能化，并实时监测人与带电体的安全距离并进行主动预警。具体应用目标表现在:(1)开工准备检查。系统自动识别现场作业人员是否召开开工会;系统自动判断现场作业人员是否进行风速、温度和湿度的测量。系统自动判断作业现场围栏是否规范;系统自动识别作业人员是否正确穿戴安全帽、绝缘防护服、绝缘防护手套;系统自动识别作业人员是否对绝缘斗臂车添加绝缘垫片、是否可靠接地。(2)作业过程监测。当作业人员进行作业时，通过人体关键点识别系统、带电体识别系统和空间位置判断系统对作业人员的身体与带电体之间的距离进行自动判断，及时进行安全距离预警。

3、基于人工智能的作业过程监测

配网站房辅助监测系统搭建完成后，实现了配网站房辅助信息的精准监测，并保证了情况反馈的客观性和真实性。通过综合监控物联网终端环境量数据采集，实现对开闭所（配电房）等站房的开关、变压器等设备环境状态监测，内容包括：环境温度、设备温度、湿度、水位、门禁、烟感、视频等，为配用电设备故障及异常处理提供便捷手段，提高运维人员的响应能力及决策能力。站房加装AI摄像头，当发生异物入侵、人员未带安全帽、发生明火、电子围栏范围越限、不合规人员闯入、工作违规等异常情况时，AI摄像头自动捕捉并生成图片信息，实时上送至配电自动化主站系统，系统进行告警并展示。

3.1解决办法初探

从以上情况和分析中，我们可以看出，配电网各类直线技能培训方法存在一些问题。虽然教学课堂是最常见、最有效的方法，但我们面临的问题是，实际工作机会太少，技术培训标准化不足，导致教学效率、质量和满意度较低。经验表明，要解决建设中的培训场地多、实践培训机会缺乏的问题，购买更多的专用家电和专用设备将需要现有场地翻一番，家电和车辆三驾马车，这将是一项重大投资，预计短期内难以解决。为了使技能培训标准化和规范化，很难避免目前在培训过程中使用兼职教练的方法，因为兼职教练必须在非培训期内到各自岗位实地工作，一些习惯从一开始就被学习和养成了。此外，技术培训师严重短缺，专职教师培训无法在短时间内解决。因此，必须充分利用迅速发展的科技，在当前的教学活动中增加新的内容和手段，积极改革和创新教学方法。例如，三维虚拟交互仿真技术被引入配电网带电线路技术教学中，生动、直观、有趣的三维仿真特点被充分用于提高学生的学习兴趣和效率。虚拟互动技术用于从所有视角显示视线距离，重复的学习和训练不受空间、便利、天气和时间的限制，从而解决了目前实际练习机会很少的问题。通过严格遵守标准、规范和法规，从多方面吸取有益的经验，排除个人习惯，模拟演示细节的过程，我们不仅可以有效地巩固老专家的技术遗产，还可以实现演示技能的标准化和规范化培训，这样我们就可以解决目前教学模式中存在的问题。

3.2带电作业其他注意事项

电线工作时，在连接或断开电线之前，应仔细检查线路一侧的电压变压器和变压器，查看是否有故障。只有当导线另一端的交换机被确认断开连接时，才能连接或断开电线。实际上，工人必须注意自己和充电的身体之间的距离。一般来说，距离必须超过0.4米。此外，绝缘电缆的有效长度和绝缘工作杆的有效长度应分别至少为0.4米和0.7米。柱子的尾部装有柱子尾部盖子的盾牌。所有进入实际工作环境的工人都必须戴隔热手套。配电网实时运行时，如果设备突然关闭，设备操作员在了解情况后，必须立即撤离操作点。

3.3红外测温

红外温度测量原理是通过传感器检测避雷器表面的温度变化，并通过比较垂直和横向温度差异或提高避雷器温度来确定避雷器的工作质量。实践证明，避雷器状态恶化引起的表面温度场变化可能很小。有必要在野外分析避雷器的热图像，进行纵横对比，并通过在线监测避雷器和实时测量电阻电流进行联合诊断，以便在故障阶段更准确地确定避雷器的缺陷特性。

3.4人体关键点识别系统的应用

人体的关键点识别系统包括关键点位置识别模块和提示点保护模块。关键点位置识别模块接收摄像机图像，并根据机器网络改进的卷积姿态快速识别人体点的关键位置。Key Point Security Module接收相机图像和Key位置识别模块的输出，以判断操作人员是否戴着防护头盔、绝缘防护服和绝缘防护手套，包括头盔识别模块、绝缘防护服和绝缘防护手套识别模块。如果工人被确认没有戴头盔，警报将通过活动预警系统响起。同时，工作人员正在调查是否佩戴绝缘防护服和绝缘防护手套。如果摄像头检测到不良现象，或者工作人员不戴绝缘防护服和绝缘防护手套，则警报将通过活动预警系统响起。

结束语

只有安全可靠地实现配电网的实时运行，我们才能为人民的生产和生活提供稳定的能源保障。相关企业应加强配电网实线业务的安全管理，根据保护设备的质量制定一系列保护和维护措施，建立人才培养和储备机制，并与有资质的厂商建立长期稳定的合作关系，促进配电网实线业务的发展。

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