工作接地线安全管理系统的研究与应用书「安全接地」

今天带来工作接地线安全管理系统的研究与应用书「安全接地」，关于工作接地线安全管理系统的研究与应用书「安全接地」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

摘要：工作接地线是用于电力设备停电检修时，为防止检修工作过程中因突然来电或感应电，造成检修人员的伤害而加挂的一组接地线；本文针对防误闭锁系统抑制带接地线合闸误操作方面存在的不足，以及现有接地线状态监视和管理系统不能从根本上避免工作接地线误操作事故发生的现状，提出了一种基于物联网技术、蓝牙技术、QR技术和机械联锁技术的工作接地线安全管理系统。从而加强对工作接地线的管理，有效杜绝现场工作接地线的恶性误操作行为，提高现场作业的安全性，提升现场的安全管理水平。

关键词：工作接地线、蓝牙技术、QR技术、机械联锁技术；

前言

电力系统中对电网设备的正确操作,是保证电网安全经济运行的重要前提。多年来，防误操作作为变电站综合自动化系统的重要功能不断得到研究和发展。但目前，带接地线合闸的误操作事故仍在不断发生，在电气误操作事故中占有相
当大的比例。虽然各类防误闭锁装置的使用抑制了多种电气误操作行为的发生，但对于工作接地线的管理，却还存在严重的不足。对于工作接地线的存取、使用并没有有效的技术措施进行强制闭锁管理，仅为人工进行登记管理，依赖《电力安全规程》及其它相关的安全管理制度和操作人员的安全意识、责任心，易发生误挂、误拆、漏挂、漏拆等误操作，以及由于检修过程中工作接地线状态无法自动反馈给调度和运行值班人员，无法充分掌握现场情况，导致误下操作命令，存在较大的安全隐患。

针对现有防误闭锁系统的不足，本文提出了一种工作接地线安全管理系统，通过对工作接地线的存取、使用过程和接地线状态的监测和管理，有效地解决了工作接地线的误操作问题。

1、系统原理及结构

工作接地线安全管理系统的核心是授权并跟踪工作接地线的存取、挂接过程，并通过物联网技术、蓝牙技术、QR技术，利用3G/4G（或wifi）远程传输到服务器，并通过中控室显示屏显示出来，从而使运行值班人员及时了解现场工作接地线的状态。

系统主要实现了工作接地线存取的状态监测，设备QR码编码管理识别，接地线的装拆状态监测和管理，状态同步显示在后台管理系统平台等功能；同时，检修工作负责人对工作接地线的参与管理，也可避免工作接地线的误拆，确保现场检修人员的安全。

通过对工器具柜内的接地线进行编号，及安装智能锁定装置，实现每组工作接地线领用、归还的状态监测与信息化管理；通过对工作接地线接地端、导体端安装智能锁具和机械联锁，实现工作接地线的装拆顺序管理和信息化管理；同时结合设备QR码，在装拆工作接地线的过程中，通过移动端APP扫描现场设备QR码，识别当前设备信息与系统管理后台授权的工作任务信息对比一致获取操作授权后才能进行设备操作，否则无法操作工作接地线。检修任务结束后，系统自动识别本次任务接地线的工作状态，同步图示画面、文字及声音等状态信息。另外，工作接地线安全管理系统还有人员管理、任务管理、数据备份还原、多维度报表及检索查询、统计等功能。

2、系统架构：

本文设计了一套基于物联网技术、蓝牙技术、QR技术以及机械联锁技术的工作接地线安全管理系统，系统架构如图1所示：

工作接地线安全管理系统主要由工作接地线状态监测系统、云服务器、移动终端App、及工作接地线状态信息采集单元组成。

中控室内的工作接地线安全管理系统用于任务管理和后台监控；位于云端的云服务器用于数据存储、WEB服务、数据库服务；移动终端App组成的工作接地线信息监测装置负责工作接地线状态数据采集和数据传输；智能钥匙、智能锁具、工作接地线锁定装置、工作接地线夹具锁定装置和设备QR码组成的状态信息采集单元负责采集现场工作接地线位置、状态和对工作接地线进行授权管理及工作接地线装拆顺序的规范化管理。

通过工作接地线安全管理系统终端及移动端APP可实时查看工作人员在工作现场接地线的装拆情况，使工作人员在现场进行巡检、维修的情况同步在工作接地线安全管理系统显示。

3、工作接地线管理系统的硬件设计

工作接地线控制及状态信息采集单元主要涉及到工作接地线的定点存取、挂接及工作接地线操作顺序的规范化管理；本系统采用的是利用QR码对设备信息进行采集和对智能锁具的授权操作功能。

3.1 QR码的应用

电力系统设备都有统一规范的双编号（中文名称和编号），本系统中根据设备的类型、名称及其安装位置等信息，利用QR码对设备赋上唯一的QR码，使每个设备都有它自己唯一的“身份证”，将这些QR码印刷粘贴在现场设备上，在装拆工作接地线的过程中，通过移动终端App扫描现场设备的QR码，即能识别该设备的信息；将这些设备信息上传到工作接地线管理系统中，与系统授权任务信息进行对比分析，确认后系统授权智能锁具方可进行工作接地线的操作，否则无法操作。

3.2智能锁具的应用

智能锁具通过蓝牙与移动终端App连接，移动终端App可对其进行远程授权实现锁具的锁定和解锁；蓝牙技术是一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现数据无线传输的开放性接口系统。通过蓝牙技术能够有效地简化电脑和手机等移动通信终端设备之间的通信。在本系统中智能锁主要用于实时授权、监测工作接地线的存取及装拆；蓝牙技术在本系统具有以下主要功能：1）能嵌入被监测的系统中；2）对监测对象有身份识别的能力，能对工作接地线进行授权及信息化管理；3）及时向后台服务器传输接地线的状态信息；4）对监测目标工作状态进行密文查询等；5）采用双工的通信方式。

本系统的总体设计思想是将智能锁具A和B，分别装设在工作接地线锁定装置和工作接地线接地端夹具上。

智能锁a安装在工作接地线锁定装置上，负责工作接地线的存取授权管理与状态监控，每个工作接地线锁定装置管理一组工作接地线；智能锁a通过蓝牙钥匙与移动终端App通讯，再和工作接地线安全管理系统终端通讯，当系统建立任务并授权后，可以实现工作接地线锁定装置的解锁和闭锁，即实现工作接地线对应的解锁和闭锁。未使用时，工作接地线在工器具柜内被锁定，不能随意取出；使用时，只能按授权解锁工作接地线锁定装置并取出对应锁定编号的工作接地线，同时后台系统可以查询并显示所管理接地线的存取状态。

智能锁A结合QR码负责工作接地线的装拆设备身份确认、授权操作与状态监控；智能锁A安装在工作接地线接地端夹具上，智能锁A通过蓝牙钥匙与移动终端App通讯，再和工作接地线安全管理系统终端通讯；当需要进行工作接地线的装设时，移动终端App扫描现场设备的QR码，并将设备信息上传到系统中，与后台系统设定的操作任务信息进行对比分析，当现场接地点的信息与系统任务信息一致时，系统授权进行智能锁A的解锁授权，解除对工作接地线接地端夹具的锁定状态，方可进行工作接地线的装设操作，同时将智能锁A的状态上传到系统中，实现工作接地线接地端装设状态的实时监控；实现了指定工作接地线装设到指定的设备上，避免走错间隔的误操作，同时也实现了工作接地线的实时监控功能。

通过采用有效技术措施可以彻底杜绝工作接地线使用过程中存在的误挂、漏拆等行为，有效规范变电站检修工作中工作接地线的使用和管理。

3.3工作接地线装拆顺序管理

工作接地线装拆顺序的固化可以解决因操作不规范而引发的安全事故；本系统中通过在工作接地线夹具上加装机械联锁锁具，通过钥匙的传递实现工作接地线装拆顺序的固化管理。在工作接地线接地端夹具上加装智能锁A和机械锁B，智能锁A和机械锁B通过联锁机构实现相互联锁，导体端三相夹具锁定装置上分别加装机械锁B和机械锁C、机械锁C和机械锁D、机械锁D和机械锁E，每相夹具上的两个机械锁通过联锁机构实现相互联锁，工作接地线未装设前，接地端和导体端夹具被锁定。接地线接地端夹具与导体端夹具的操作顺序通过机械锁钥匙的传递实现固化管理，只有在装设完成工作接地线接地端的夹具后方可取得机械锁B的钥匙进行导体端U相夹具锁定机构的解锁与操作，当U相导体端装设完成后，旋转机械锁C的钥匙并拔出，将工作接地线锁定在挂接状态；机械钥匙C用于V相夹具的解锁操作，如此依次完成导体端夹具的操作，最终得到机械钥匙E，由检修工作负责人保管，确保工作接地线无法随意误拆。

通过机械联锁钥匙的传递实现了工作接地线装拆操作顺序的规范化管理，实现《电力安全规程》要求的装设接地线时必须先接接地端再接导体端，拆除工作接地线时，必须先拆导体端再拆接地端的要求。

4、结论

通过电力泛物联网、蓝牙技术、QR技术和机械联锁技术的结合，在工作接地线的存取、装拆等各环节中，对工作接地线进行正确的身份、位置、状态等信息识别及对其操作步骤严格按照电力安全规程的要求进行操作逻辑的固化设置，将工作接地线的存取、装拆全过程纳入管理并将状态信息传送至后台系统，实现工作接地线状态监测管理和操作逻辑管理，改变了仅依赖于安全意识和规章制度的现状，杜绝了人为疏忽造成的恶性事故隐患，规范栏工作接地线的操作作业流程，杜绝与工作接地线相关事故的发生，提升了现场管理水平，切实提高变电站的信息化管理水平。

参考文献：

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