一种电气设备防物体侵入智能告警装置

张金鹏 何玉鹏 朱 林 薛玉龙

（国网宁夏电力有限公司，宁夏 银川750003）

1 概述

随着我国经济高速发展，电网建设规模也与日俱增，各行各业对电力供应的安全性与可靠性要求越来越高, 然而与此不相协调的城市电气设备外破事故时有发生, 这不仅给供电企业造成较大经济损失,而且对社会的安全稳定也造成一定影响。因此需要研制一种智能型的告警装置，可以主动感应是否有行人或外来物体侵入电气设备危险区域，发出爆闪灯光和警示语音，有效驱逐入侵物体，从而保障电气设备的安稳运行。如何有效预防电气设备被外物入侵是本文的主旨，如何稳定的变被动警示为主动提醒是此项目研究的关键所在。

2 国内外应用现状及问题分析

通过全面检索，在国内外主流的技术网站及专利平台，暂未发现有关电气设备防物体侵入智能告警装置类产品的应用报道和文献记载。分析目前我国电力企业电气设备防外破方面的工作开展情况，可将问题分析总结如下：

2.1 电气设备缺乏防外破执行的标准规范

现今我国的电气设备缺乏行之有效的防外破管理体系和预防手段，具体的工作标准和实施细则都在探索当中尚不完善。

2.2 电气设备警示标牌种类繁多、材质各异

电气设备防外破方式主要是依靠警示标牌来实现，但警示标牌的种类较多、大小形状各异。很多单位在安装过程中都是依靠以往的工作经验进行，通过主观意愿对警示标牌进行安装，主要存在以下问题：（1）标牌小则不够醒目，标牌大则造成不必要的浪费且安装困难；（2）标牌制作材料、形式以及使用寿命都存在差异；（3）标牌警示具体危险范围不明确，行人不能准确判断出自己是否进入危险区域；（4）行人对标牌日渐麻木，不会主动去了解标牌警告的内容或意义，导致警示无效。

2.3 电气设备防外破监控难度较大

我国现代化建设突飞猛进，电力工程基础建设也随之遍地开花，电气设备布局“点多面广”，因此对于电气设备是否安全运行的监控难度也随之陡增，目前对于电气设备的安全防控暂时还没有有效的措施、人员及硬件设备的配备情况都无法达到预期。

图1 复材拉挤型材装配结构图

图2 安装示意图

2.4 城市电气设备工况复杂，防护难度大

城市用电不可避免的需要将电气设备建设在人员密集的街道边上，由于受设备的运行环境限制，很多设备都无法加装隔离护栏等硬性防护设施，所以电气设备更容易遭受车辆、行人、城市生活垃圾等外来物体的侵害。

3 产品设计理念及优势

本文论述的产品就是针对目前电气设备外破防护的实际情况，结合电气设备运行环境人流量大、环境变化因素多、对外观整体要求高等特点，而研究的一种可以主动探测周边环境并发出告警信号的警示装置，改变人们日渐对标牌警示的麻木状态，从根本上预防电气设备因物体侵入而引发的外破事故，以保证电网的安全稳定运行。

3.1 产品设计理念：（1）主动告警：本产品改变了传统标牌的警示方式，变被动警示为主动提醒，当有外来物体侵入电气设备危险区域后，便会触发告警装置，立即发出爆闪灯光和语音警示，提醒人们离开当前危险区域。（2）电子防护围栏：本产品能够提前设定好危险区域电子围栏，而不是由入侵者自己判断是否侵入危险区域，这样预防可控性大大增加，不分白昼，任何侵入危险区域的物体都会成为报警源，触发告警装置进行报警提醒。（3）不占空间、美观大气：本产品安装体积小，安装后几乎完全不影响电气设备原有的内外部运行空间及设计风格，特别适合运行工况复杂、寸土寸金的城市安装。设备在柜体上沿周圈安装，从感官上不会有任何视觉冲突，夜晚暖色系的警示灯光亮起后，还会成为城市夜色下一道靓丽的风景。

3.2 产品优势：电气设备防物体侵入智能告警装置，当有物体侵入到电气设备的危险防护区域内时，便会主动播放语音并进行灯光警示。其主要包含：供电模块、主板控制模块、感应器模块、灯光控制模块、语音控制模块、产品外观，每个设计模块都具有其独特的设计优势。（1）供电模块：工作电源采用集成化稳压电源，工作稳定，并增设有空气隔离开关，保证产品安全性。（2）主板控制模块：MCU 集成控制，功能强大、稳定，不仅只满足当前声光报警模块控制需求，还可以对每一个电气设备进行数字编码，并且预留视频采集模块、4G 远程报警模块、电气设备内部设备运行状态（例如电压、温度、噪音等）监测模块，从而方便后续产品功能的数字化拓展，实现大数据管理。（3）感应器模块：红外射线探头，感应范围精度高，能够实现定向感应，感应距离可依据实际工况调整，误报率低，特别适用于工况复杂的城市使用，无需担心扰民问题；（4）灯光/语音控制模块：警示灯带和扬声器通过控制模块实现联动工作，从视觉、听觉两方面进行警示，效果更佳。灯带使用点阵二极管防水设计，在报警状态下呈高亮显示，感官明显，特别适合户外环境；语音则依据现场实际工况，录入针对性强的告警语音，警示效果显著；（5）产品外观结构：产品外观型材采用复合材料制作（防腐、耐候、抗紫外），颜色呈橘红色，截面尺寸为35*35，告警感应灯带及红外探测器嵌套于型材内（结构见图1），型材安装于城市电气设备顶端沿周360°，无任何不和谐色彩及布局。型材外观质量高，不会对电气设备原有外观造成任何影响。

4 产品工作原理

嵌套有灯带及感应探测器的型材采用卡接方式安装于电气设备的顶端外沿处，感应探测器向下探测形成幕帘式电子围栏，当电子围栏区域内有人或其他物体侵入时，便会传输信号至主板控制系统，然后控制器系统驱动嵌套在型材中的警示灯带及扬声器，发出爆闪灯光及语音警示，驱逐入侵物，从而达到有效防治物体侵入造成电气设备受损的目的。(见图2)

结束语

本产品的推出关键在于能够颠覆传统城市电气设备的外破防护理念，变被动提醒为主动警告，电气设备危险区域也不再是行人的主观判断，而是由智能的感应设备形成电子围栏，这样就可以24 小时不间断的主动预防电气设备免受外力破坏，从而保障国家各行各业的用电质量及安全性。该产品的成功推广，可助推国家经济的全面快速发展，预计可以为电力企业节约大量的人力、物力及财力输出。后续还能够实现设备的智能化监测管理，完全符合当今社会科技发展所提倡的全面数字化管理新模式，其应用前景无法估量。