CN110957811A - 一种临时接地线全流程智能监控方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种临时接地线全流程智能监控方法，包括以下步骤：S1、计划；S2、取料；S3、路径；S4、停电；S5、检修：检修人员到达现场，所述后台服务器获取到停电动作已经完成，则向所述便携式数据采集终端发送停电通知，此后，检修人员开始按电力线路检修规程操作，所述接地线传感前端模块实时将所述临时接地线的接地状态和挂接状态通过所述便携式数据采集终端上传至后台服务器；S6、送电；S7、入库。本发明还提供了一种临时接地线全流程智能监控系统。本发明的有益效果是：提供了一种高可靠、低成本、无需大范围改造即可实现的临时接电线的临时接地线全流程智能监控系统，可以把事故发生率限制到更低的数量级甚至杜绝发生。

Description

一种临时接地线全流程智能监控方法与系统

技术领域

本发明涉及电力网，尤其涉及一种临时接地线全流程智能监控方法与系统。

背景技术

为了保证电力线路及设备运行，日常维护和定期检修是不可或缺的，而这之中的，隐藏在细节中的魔鬼就是接地线，它是电力系统维护和停电检修作业中保护生命与财产的保护线，但是同时因为接地线误拆、误挂，造成严重事故，又成了魔鬼线。

现有的临时接地线管理可以分为两类：

（1）依托电力系统传统五防主机实现临时接地线管理：五防主机主要存在与变电站等电网独占场所，已知的接地线管理以五防主机为核心，增设地线监控模块、地线闭锁模块、五防钥匙等设备，严格控制地线出入库，同时需要在接地点进行改造，增加目标点识别设备、接地线闭合和移除检测设备，此类设备在变电站的应用起到了一定的监控作用，但整套设备复杂、不移维护且价格昂贵，也不适于供电所等无五防主机且维护作业在公共区域的场合。

（2）采用先进物联技术实现的临时接地线管理：利用物联技术的接地线管理目前主要是学术论文中提供的方法，主要包括智能地线储藏柜（条码或二维码技术）、RFID技术实现地线和目标点进行标识、通过语音对讲和摄像头拍照确认地线使用和挂接工况、通过GPS定位接地线与目标点、通过无线网络进行数据的远程监控等技术手段的引入，在部分环节实现了临时接地线的有效监控，但是总体来说没有考虑基层用户实际使用中的典型问题，比如临时接地线的数量众多、使用需要良好的便利性、作业环境恶劣等因素，工程实现性和应用推广性不高。

针对第一类系统的主要问题和缺陷包括：

（1）依赖已有设备较多；

（2）新增设备较多；

（3）场所改造较大；

（4）只能监控特定接地目标点；

（5）系统不适用于作业在公共区域的场合；

（6）价格昂贵、维护复杂。

针对第二类系统的主要问题和缺陷包括：

（1）新增设备体积较大，便携性差；

（2）新增设备防护等级没考虑接地线的使用环境；

（3）新增流程对现有作业流程变动较大，不利于用户接受和推广；

（4）系统设计没有考虑工作持续性需求，均未对新增设备续航给出描述；

（5）系统作为学术研究有一定的价值，缺少工程化实施的条件。

临时接地线管理问题在电力部门具有极其突出的重要性，仅仅依靠高度的管理制度、人的自觉性是无法完全解决临时接地线事故的发生，因此，如何提供一种高可靠、低成本、无需大范围改造即可实现的临时接电线的全流程监控系统，可以把事故发生率限制到更低的数量级甚至杜绝发生，实现以人为本的社会宗旨，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种临时接地线全流程智能监控方法与系统。

本发明提供了一种临时接地线全流程智能监控方法，包括以下步骤：

S1、计划；

S2、取料：检修人员获取便携式数据采集终端和RFID标识卡，读取RFID标识卡信息并上传至后台服务器，录入人员信息，领取接地线传感前端模块、临时接地线和安全工具，启动临时接地线，使所述临时接地线与所述便携式数据采集终端进行通信，所述便携式数据采集终端获取并上传临时接地线的信息至后台服务器；

S3、路径：检修人员从出发地到目的地的行驶路径由所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，由后台服务器判定其路径是否与计划一致，目标地是否与计划一致，如果路径错误则推送告警信息；

S4、停电；

S5、检修：检修人员到达现场，所述后台服务器获取到停电动作已经完成，则向所述便携式数据采集终端发送停电通知，此后，检修人员开始按电力线路检修规程操作：先验电→装设接地线，先接接地端，后接导线端→检修，完成作业后拆除接地线，拆除地线与装设顺序相反，在此过程中，所述接地线传感前端模块实时将所述临时接地线的接地状态和挂接状态通过所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，并分析判断人员与接地线行为是否符合要求，如有违规则及时预警；

S6、送电；

S7、入库。

作为本发明的进一步改进，在步骤S5中，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端为分离式，所述接地线传感前端模块固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，通过所述便携式数据采集终端上传至所述后台服务器。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，对于要检修的线路先由运维单位提出申请计划，计划申请中要求标注作业时间、地点，以及停电范围，逐层审批通过后，进一步明确作业时间和停电设备；在步骤S3中，检修人员从出发地到目的地的行驶路径由所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，由后台服务器判定其路径是否与计划一致，目标地是否与计划一致，如果路径错误则推送告警信息。

作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，电力调度人员按照计划书的要求，与停送电联系人办理停电会签手续，明确指定的地点和指定的时间已停电，线路或设备已由运行转检修，为停电检修作业提供条件；在步骤S6中，作业完毕后由停送电联系人向电力调度人员用标准规范语言汇报工作已结束，现场地线全部拆除，人员全部退出现场，可以恢复送电，在此过程中，所述接地线传感前端模块实时将地线挂接状态通过所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，并推送给电力调度人员，在送电前确认；在步骤S7中，返回仓库后，归还接地线入库，所述接地线传感前端模块进入挂起状态，交还所述便携式数据采集终端，接触人员信息绑定，监控软件完成本次作业的全部信息记录并存入数据库，便于以后查阅。

本发明还提供了一种临时接地线全流程智能监控系统，包括临时接地线、接地线传感前端模块、RFID标识卡、便携式数据采集终端和后台服务器，所述后台服务器部署有全流程监控软件，用于执行如上述中任一项所述的临时接地线全流程智能监控方法，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端为分离式，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端无线通信连接，所述便携式数据采集终端与所述后台服务器无线通信连接，所述接地线传感前端模块固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，同时经所述便携式数据采集终端上传至所述后台服务器。

作为本发明的进一步改进，所述临时接地线包括挂线钩、导线和接地针，所述挂线钩通过所述导线与所述接地针连接，所述接地线传感前端模块包括挂接传感模块和接地传感模块，所述挂接传感模块固定在所述挂线钩上，所述接地传感模块固定在所述接地针上。

作为本发明的进一步改进，所述临时接地线全流程智能监控系统还包括电网内部网络，所述后台服务器通过内网接口与所述电网内部网络连接，通过所述电网内部网络获取工作票信息、停/送电信息。

作为本发明的进一步改进，所述后台服务器全流程监控所述临时接地线的出库领用、定位跟踪、工作目标点检测、挂接状态检测和入库归还，所述后台服务器通过所述便携式数据采集终端对人员行为和地线行为进行实时监控和预测，与提前上报的工作票信息比对，及时发出预警信息。

作为本发明的进一步改进，所述后台服务器监控基于原始数据，进行推理/决策，得到预警信息。

作为本发明的进一步改进，所述后台服务器监控的预警信息包含但不限于：人员身份错误、作业目标点错误、接地未完成、挂接操作顺序错误、未断电时挂接地线、超时未停电、未移除地线时送电、恶劣天气、超时未完成作业等预警。

作为本发明的进一步改进，所述后台服务器监控的原始数据包括时间信息、天气信息、人员信息、目标点信息、停送电信息、定位信息、接地线接地状态和接地线挂接状态。

本发明的有益效果是：通过上述方案，提供了一种高可靠、低成本、无需大范围改造即可实现的临时接电线的临时接地线全流程智能监控系统，可以把事故发生率限制到更低的数量级甚至杜绝发生，实现以人为本的社会宗旨。

附图说明

图1是本发明一种临时接地线全流程智能监控系统的架构图。

图2是本发明一种临时接地线全流程智能监控系统的临时接地线的示意图。

图3是本发明一种临时接地线全流程智能监控系统的便携式数据采集终端的使用示意图。

图4是本发明一种临时接地线全流程智能监控系统的功能架构图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，一种临时接地线全流程智能监控方法，包括以下步骤：

S1、计划：对于要检修的线路先由运维单位提出申请计划，计划申请中要求标注作业时间、地点，以及停电范围，逐层审批通过后，进一步明确作业时间和停电设备；

S2、取料：检修人员获取便携式数据采集终端103和RFID标识卡102，读取RFID标识卡102信息并上传至后台服务器104，录入人员信息，领取接地线传感前端模块101、临时接地线和安全工具（验电器、个人保安线、地线打桩工具等），启动临时接地线，使所述临时接地线与所述便携式数据采集终端103进行通信，所述便携式数据采集终端103获取并上传临时接地线的信息（地线编号和自身状态）至后台服务器104；

S3、路径：检修人员从出发地到目的地的行驶路径由所述便携式数据采集终端103上传至后台服务器104，由后台服务器104判定其路径是否与计划一致，目标地是否与计划一致，如果路径错误则推送告警信息；

S4、停电：电力调度人员按照计划书的要求，与停送电联系人办理停电会签手续，明确指定的地点和指定的时间已停电，线路或设备已由运行转检修，为停电检修作业提供条件；

S5、检修：检修人员到达现场，所述后台服务器104获取到停电动作已经完成，则向所述便携式数据采集终端102发送停电通知，此后，检修人员开始按电力线路检修规程操作：先验电→装设接地线，先接接地端，后接导线端→检修，完成作业后拆除接地线，拆除地线与装设顺序相反，在此过程中，所述接地线传感前端模块101实时将所述临时接地线的接地状态和挂接状态通过所述便携式数据采集终端103上传至后台服务器104，并分析判断人员与接地线行为是否符合要求，如有违规则及时预警；

S6、送电：作业完毕后由停送电联系人向电力调度人员用标准规范语言汇报工作已结束，现场地线全部拆除，人员全部退出现场，可以恢复送电，在此过程中，所述接地线传感前端模块101实时将地线挂接状态通过所述便携式数据采集终端103上传至后台服务器104，并推送给电力调度人员，在送电前确认；

S7、入库：返回仓库后，归还接地线入库，所述接地线传感前端模块101进入挂起状态，交还所述便携式数据采集终端103，接触人员信息绑定，监控软件完成本次作业的全部信息记录并存入数据库，便于以后查阅。

如图1至图4所示，在步骤S5中，所述接地线传感前端模块101与所述便携式数据采集终端103为分离式，所述接地线传感前端模块101固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，通过所述便携式数据采集终端103上传至所述后台服务器104。

可以看出，本发明的监控方法完全融入已有的检修作业流程，设备运行高度智能化，不增加人工的同时还可以减少劳动时间和劳动强度，系统维护便捷，有效的实现对临时接地线的“全程闭环”控制，提高供电公司对接地线的管理能力，实现对接地线操作与存储管理统一，经济和社会效益也十分显著。

如图1至图4所示，一种临时接地线全流程智能监控系统，包括临时接地线、接地线传感前端模块101、RFID标识卡102、便携式数据采集终端103和后台服务器104，所述后台服务器104部署有全流程监控软件，用于执行如上述中任一项所述的临时接地线全流程智能监控方法，所述接地线传感前端模块101与所述便携式数据采集终端103为分离式，所述接地线传感前端模块101与所述便携式数据采集终端103无线通信连接，所述便携式数据采集终端103与所述后台服务器104通过无线数据接口无线通信连接，所述接地线传感前端模块101固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，同时经所述便携式数据采集终端103上传至所述后台服务器104。

如图1至图4所示，RFID标识卡102、便携式数据采集终端103为人员设备，接地线传感前端模块101为物品设备，本发明创新性地将监测设备设计为物品设备和人员设备的分离式组合结构，带来的好处是：

1、物品设备大幅度提高了地线状态监测模块的续航能力、可维护能力和成本，也减少了新增设备对接地线原有形态的改变。

2、由于人员设备与人体接近，可更加准确的检测人员状态，提高预警效率，设备不易损坏且利于维护。

如图1至图4所示，人员设备包括RFID标识卡102和便携式数据采集终端103，RFID标识卡102为操作人员的工卡，在大多数场合已经配备，无需额外配置，便携式数据采集终端103则通过读取RFID标识卡102将人员信息与设备信息绑定，同时接收物品设备的状态检测信息，上传至后台服务器104的全流程监控软件，全流程监控软件是整个系统的执行和决策中枢，部署在后台服务器104中，负责与电网内部网络以及人员设备的信息交换，并实时做出判定，发送预警信息和提示信息。

如图1至图4所示，所述临时接地线包括挂线钩3、导线4和接地针5，所述挂线钩3通过所述导线4与所述接地针5连接，所述接地线传感前端模块101包括挂接传感模块1和接地传感模块2，所述挂接传感模块1固定在所述挂线钩3上，所述接地传感模块4固定在所述接地针5上。

如图1至图4所示，所述临时接地线全流程智能监控系统还包括电网内部网络，所述后台服务器104通过内网接口与所述电网内部网络连接，通过所述电网内部网络获取工作票信息、停/送电信息。

如图1至图4所示，所述后台服务器全流程监控所述临时接地线的出库领用、定位跟踪、工作目标点检测、挂接状态检测和入库归还，所述后台服务器通过所述便携式数据采集终端103对人员行为和地线行为进行实时监控和预测，与提前上报的工作票信息比对，及时发出预警信息。

如图1至图4所示，所述后台服务器监控基于原始数据，进行推理/决策，得到预警信息。

如图1至图4所示，所述后台服务器监控的原始数据包括时间信息、天气信息、人员信息、目标点信息、停送电信息、定位信息、接地线接地状态和接地线挂接状态。

如图1至图4所示，所述临时接地线主要特点如下：

1、创新性地采用双模块卡扣可分离式设计，使用更加灵活，十分便于维护；

2、创新性地通过检测接地针活动特性和环境变化来判定接地针是否完成良好接地；

3、创新性地通过检测挂线勾活动特性和环境变化来判定挂线勾是否完成稳定挂接；

4、对外通信采用蓝牙或Zigbee等低功耗无线传送方式，使用更加通用化和智能化。

如图1至图4所示，所述便携式数据采集终端103的主要特点如下：

1、创新性地将加入人员行为检测模组，可判定人员摔倒、跌落等信息，及时发出救援信号；

2、创新性地将近场通讯（NFC）模组引入到终端，极大的提高人员身份识别；

3、内置GPS/北斗双模定位系统，提高定位精度与稳定度；

4、内置4G等远程通信模组，实现与监控中心的实时通信；

5、内置蓝牙/Zigbee等本地通信模组，实现与接地线前端设备的实时通信；

6、内置声、光和振动报警模组，实现预警信息的及时接收；

7、结构设计简洁，可佩戴在肩膀上使用，也可以挂载腰间使用，避免对工作人员造成干扰。

如图1至图4所示，本发明所设计的全流程监控软件是一套基于专家知识库的推理/决策系统，通过大量数据的提炼，形成专家知识库，配合神经网络/模糊控制等智能控制算法，实现预警信息的准确判断。

正是专家知识库的建立，才可以将系统中物品设备（接地线传感前端）和人员设备（便携式数据采集终端）简化到本发明的现有状态，是整个系统的核心控制中枢。

该监控软件的原始数据包括时间信息、天气信息、人员信息、目标点信息、停送电信息、定位信息、接地线接地状态和接地线挂接状态等，利用专家知识库和智能控制算法，可判定的预警信息包括但不局限于以下内容：人员身份错误；作业目标点错误；地线挂接未完成；挂接操作顺序错误；未断电时挂接地线；超时未停电；未移除地线时送电；恶劣天气；超时未完成作业；人员跌落；人员摔倒。

在本发明中，重点监测和预警内容包括：

(1)人员信息正确性；

(2)出库接地线标识；

(3)人员与地线行驶轨迹；

(4)作业目标点正确性；

(5)停电状态监测；

(6)未挂接地线作业；

(7)未移除地线送电；

(8)入库归还地线信息。

本发明的后台监控软件利用智能算法对人员行为和地线行为进行实时监控和预测，与提前上报的工作票信息比对，及时发出预警信息，保障人员安全。

本发明充分考虑工程化约束，设计最优配置方案和实现形式，优化判定人员和接地线行为判定算法，实现无感融入，具有应用范围广、性价比高和已推广使用等特点。

本发明专利无需对已有的发电站、变电站、电力局及供电所等临时接地线管理场合进行大范围改造，可以继承使用已有的临时接地线，同时对已有检修作业流程无影响，作为一种无感的保障机制存在，有利于基层人员接受，便于在电力系统各个场所推广应用。

本发明提供的一种临时接地线全流程智能监控方法与系统，具有以下改进：

（1）引入了最新的物联网通信技术，使得产品功耗得到大幅度降低，为设备长久续航提供了条件。

（2）引入了最新的传感器技术，大幅度减小了已有系统的产品体积和重量；

（3）引入了基于专家知识库的智能控制策略，大幅度降低了系统复杂性，减少了对更多硬件设备的需求；

（4）灵巧的结构设计适应了复杂的工况，增加了设备的可维护性，最大程度避免设备的损坏，实现了更高的防护等级，降低了系统成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种临时接地线全流程智能监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计划；

S2、取料：检修人员获取便携式数据采集终端和RFID标识卡，读取RFID标识卡信息并上传至后台服务器，录入人员信息，领取接地线传感前端模块、临时接地线和安全工具，启动临时接地线，使所述临时接地线与所述便携式数据采集终端进行通信，所述便携式数据采集终端获取并上传临时接地线的信息至后台服务器；

S3、路径：检修人员从出发地到目的地的行驶路径由所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，由后台服务器判定其路径是否与计划一致，目标地是否与计划一致，如果路径错误则推送告警信息；

S4、停电；

S5、检修：检修人员到达现场，所述后台服务器获取到停电动作已经完成，则向所述便携式数据采集终端发送停电通知，此后，检修人员开始按电力线路检修规程操作：先验电→装设接地线，先接接地端，后接导线端→检修，完成作业后拆除接地线，拆除地线与装设顺序相反，在此过程中，所述接地线传感前端模块实时将所述临时接地线的接地状态和挂接状态通过所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，并分析判断人员与接地线行为是否符合要求，如有违规则及时预警；

S6、送电；

S7、入库。

2.根据权利要求1所述的临时接地线全流程智能监控方法，其特征在于：在步骤S5中，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端为分离式，所述接地线传感前端模块固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，通过所述便携式数据采集终端上传至所述后台服务器。

3.根据权利要求2所述的临时接地线全流程智能监控方法，其特征在于：在步骤S1中，对于要检修的线路先由运维单位提出申请计划，计划申请中要求标注作业时间、地点，以及停电范围，逐层审批通过后，进一步明确作业时间和停电设备。

4.根据权利要求3所述的临时接地线全流程智能监控方法，其特征在于：在步骤S4中，电力调度人员按照计划书的要求，与停送电联系人办理停电会签手续，明确指定的地点和指定的时间已停电，线路或设备已由运行转检修，为停电检修作业提供条件；在步骤S6中，作业完毕后由停送电联系人向电力调度人员用标准规范语言汇报工作已结束，现场地线全部拆除，人员全部退出现场，可以恢复送电，在此过程中，所述接地线传感前端模块实时将地线挂接状态通过所述便携式数据采集终端上传至后台服务器，并推送给电力调度人员，在送电前确认；在步骤S7中，返回仓库后，归还接地线入库，所述接地线传感前端模块进入挂起状态，交还所述便携式数据采集终端，接触人员信息绑定，监控软件完成本次作业的全部信息记录并存入数据库，便于以后查阅。

5.一种临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：包括临时接地线、接地线传感前端模块、RFID标识卡、便携式数据采集终端和后台服务器，所述后台服务器部署有全流程监控软件，用于执行如权利要求1至4中任一项所述的临时接地线全流程智能监控方法，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端为分离式，所述接地线传感前端模块与所述便携式数据采集终端无线通信连接，所述便携式数据采集终端与所述后台服务器无线通信连接，所述接地线传感前端模块固定在所述临时接地线上，检测所述临时接地线的接地状态和挂接状态，同时经所述便携式数据采集终端上传至所述后台服务器。

6.根据权利要求5所述的临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：所述临时接地线包括挂线钩、导线和接地针，所述挂线钩通过所述导线与所述接地针连接，所述接地线传感前端模块包括挂接传感模块和接地传感模块，所述挂接传感模块固定在所述挂线钩上，所述接地传感模块固定在所述接地针上。

7.根据权利要求5所述的临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：所述临时接地线全流程智能监控系统还包括电网内部网络，所述后台服务器通过内网接口与所述电网内部网络连接，通过所述电网内部网络获取工作票信息、停/送电信息。

8.根据权利要求7所述的临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：所述后台服务器全流程监控所述临时接地线的出库领用、定位跟踪、工作目标点检测、挂接状态检测和入库归还，所述后台服务器通过所述便携式数据采集终端对人员行为和地线行为进行实时监控和预测，与提前上报的工作票信息比对，及时发出预警信息。

9.根据权利要求8所述的临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：所述后台服务器监控基于原始数据，进行推理/决策，得到预警信息；所述后台服务器监控的预警信息包含：人员身份错误、作业目标点错误、接地未完成、挂接操作顺序错误、未断电时挂接地线、超时未停电、未移除地线时送电、恶劣天气、超时未完成作业。

10.根据权利要求9所述的临时接地线全流程智能监控系统，其特征在于：所述后台服务器监控的原始数据包括时间信息、天气信息、人员信息、目标点信息、停送电信息、定位信息、接地线接地状态和接地线挂接状态。

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