CN111812390A - 近电告警方法、装置、系统及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种近电告警方法、装置、系统及计算机设备，上述近电告警方法，获取每一个所述电力元件的带电情况，根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。此步骤排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。上述近电告警方法，具有实时、高精确、全覆盖定位，并通过计算，可实时监测人员或车辆是否与电力设备保持足够安全距离，有效提高了检测精度。
Description
技术领域
本申请涉及电力安全，特别是涉及一种近电告警方法、装置、系统及计算机设备。
背景技术
在电气工作人员的触电伤亡事故中，绝大部分都是由于严重违反安全工作规程，误入带电间阳或错上带电杆塔所引起的。例如，在变电站等具有强电源或高压电源的环境作业中，偶尔会发生检修、试验、运行人员因走错间隔误入带电区域或因操作不当误碰带点部位造成触电伤亡的事故。
近电预警技术是一种安全辅助技术，主要适用于电力、电信、联通、石油化工、铁路等线路施工人员。当用户接近强电源和高压电源时，通常的报警距离为10米，通过近电报警器发出报警声，提示用户注意安全。传统技术方案中，近电预警技术中检测精度较低。
发明内容
基于此，本申请提供一种近电告警方法、装置、系统及计算机设备，以提高检测精度。
一种近电告警方法，用于实现用户与电力设备保持安全距离，所述电力设备包括至少一个电力元件，所述近电告警方法包括：
获取每一个所述电力元件的带电情况；
根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离；
获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
在其中一个实施例中，所述获取每一个所述电力元件的带电情况的步骤包括：
基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号；
利用电信号检测器的检测结果，判断与所述电信号检测器位于同一个电气岛的电力元件的带电情况。
在其中一个实施例中，所述基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号的步骤包括：
对所述电力设备的全部端口按顺序编号，得到每一条连接线两端的端口号；
对所述连接线两端的端口号进行节点融合，得到物理节点号；
对所述物理节点号进行节点融合，得到每一个电力元件端口的电气岛号。
在其中一个实施例中，所述根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离的步骤包括：
确定带电电力元件的电压等级；
根据所述带电电力元件的电压等级确定每一个所述带电电力元件的安全距离，进而选取一个最小的带电电力元件的安全距离，作为所述电力设备的安全距离。
在其中一个实施例中，所述获取所述用户与所述电力设备之间距离的步骤包括：
获取所述用户的定位信息；
对所述电力设备进行三维建模，以获取所述电力设备在三维空间中的位置信息；
根据所述用户的定位信息和所述电力设备在三维空间中的位置信息，确定所述用户与所述电力设备之间距离。
在其中一个实施例中，所述电力元件包括开关、刀闸、地刀、母线、线路、手车或绕组变压器。
在其中一个实施例中，所述告警的方式为警报音告警或者警报灯告警。
一种近电告警装置，包括：
电力元件带电情况获取单元，用于获取每一个电力元件的带电情况；
安全距离确定单元，与所述电力元件带电情况获取单元连接，用于根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离；
用户与电力设备之间距离获取单元，用于获取用户与所述电力设备之间距离；
判断单元，与所述安全距离确定单元和所述用户与电力设备之间距离获取单元分别连接，用于判断所述用户与所述电力设备之间距离是否小于所述安全距离；以及
告警单元，与所述判断单元连接，用于在所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
一种近电告警系统，包括如上述实施例所述的近电告警装置。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的近电告警方法的步骤。
上述近电告警方法，获取每一个所述电力元件的带电情况，根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。此步骤排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。上述近电告警方法，具有实时、高精确、全覆盖定位，并通过计算，可实时监测人员或车辆是否与电力设备保持足够安全距离，有效提高了检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例提供的近电告警方法流程图；
图2为本申请一个实施例提供的近电告警方法流程图；
图3为本申请一个实施例提供的近电告警方法流程图；
图4为本申请一个实施例提供的拓扑分析算法中的电力元件分类图；
图5为本申请一个实施例提供的拓扑分析节点融合示意图；
图6为本申请一个实施例提供的近电告警方法流程图；
图7本申请一个实施例提供的近电告警方法流程图；
图8为本申请一个实施例提供的近电告警装置连接图。
主要元件附图标号说明
电力元件带电情况获取单元110 安全距离确定单元120
用户与电力设备之间距离获取单元130 判断单元140
告警单元150
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一获取模块称为第二获取模块，且类似地，可将第二获取模块称为第一获取模块。第一获取模块和第二获取模块两者都是获取模块，但其不是同一个获取模块。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，本申请提供一种近电告警方法，用于实现用户与电力设备保持安全距离。所述电力设备包括至少一个电力元件，所述近电告警方法包括：
S10，获取每一个所述电力元件的带电情况。
步骤S10中，在一个可选的实施例中，所述电力元件包括开关、刀闸、地刀、母线、线路、手车或绕组变压器。所述绕组变压器可以为三绕组变压器或者双绕组变压器。可以根据每一个所述电力元件的分合状态以及采集的电流信息或者电压信息，确定每一个所述电力元件的带电情况。
S20，根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。
步骤S20中，根据每一个所述电力元件的带电情况，可以选取出带电的电力元件。由于不带电的电力元件对用户的安全不造成威胁，因此此步骤排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。
可以理解的是，用户可以是工作人员。所述用户还可以是车辆。当所述电力设备不带电，则对于车辆可以设置一个安全距离用以防止碰撞，对于工作人员则安全距离为0。
S30，获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
步骤S30中，获取所述用户与所述电力设备之间距离的方式不做具体限定，可选的，可以将定位标签设置在用户的某一位置上，用于提供定位标签信息。各个定位基站通过无线的定位标签信息确定用户的位置，进而通过计算，获取用户与所述电力设备之间距离。
可选的，所述告警的方式为警报音告警或者警报灯告警。所述告警的方式可以为发出警报音、控制报警灯常亮或闪烁或者发出远程警报信号等。
本实施例中，上述近电告警方法，获取每一个所述电力元件的带电情况，根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。此步骤排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。上述近电告警方法，具有实时、高精确、全覆盖定位，并通过计算，可实时监测人员或车辆是否与电力设备保持足够安全距离，有效提高了检测精度。
请参见图2，可实施地，在其中一个实施例中，所述获取每一个所述电力元件的带电情况的步骤包括：
S110，基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号。
请参见图3，所述基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号的步骤包括：
S111，对所述电力设备的全部端口按顺序编号，得到每一条连接线两端的端口号。
具体请参见图4，将各个电力元件分成了四个端口，每一个电力元件均会对应一个端口号。
S112，对所述连接线两端的端口号进行节点融合，得到物理节点号。
可以理解的是，物理节点号相同则表示两个端口所对应的电力元件连于同一连接线上。具体的，节点融合方法包括：
步骤(a)，设两个节点号分别为N1，N2。若N1＝N2，则不作处理；
步骤(b)，若N1与N2不相等，则消去较大的节点号。具体做法是，假设N1>N2，则令N1＝N2。
步骤(c)，遍历所有元件的全部端口，若某一端口的节点号P1大于“步骤(b)”中的较大节点号N1，则将其减1。具体做法是，假设P1>N1，则令P1＝P1-1。具体请参见图5，为拓扑分析节点融合示意图。
S113，对所述物理节点号进行节点融合，得到每一个电力元件端口的电气岛号。
步骤S113中，节点融合的方式同步骤S112，此处不再赘述。可以理解的是，若任意两个电力元件的电气岛号相同，则这两个电力元件是连通的。
S120，利用电信号检测器的检测结果，判断与所述电信号检测器位于同一个电气岛的电力元件的带电情况。
步骤S120中，所述电信号检测器可以为电压互感器或电流互感器。利用电压互感器或电流互感器是否检测到电压或电流，判断电压互感器或电流互感器所在点是否带电，并基于拓扑分析中节点融合后的电气岛号，将是否带电信息赋给与电压互感器或电流互感器同处一个电气岛的电力元件或导线。进而，可以判断与所述电信号检测器位于同一个电气岛的电力元件是否带电。
请参见图6，在其中一个实施例中，所述根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离的步骤包括：
S210，确定带电电力元件的电压等级。
S220，根据所述带电电力元件的电压等级确定每一个所述带电电力元件的安全距离，进而选取一个最小的带电电力元件的安全距离，作为所述电力设备的安全距离。
具体的，可以根据设备台账确定电力元件或导线的电压等级，结合电力元件或导线是否带电，并依据相关规范，确定安全距离。若电力元件带电，则按照相关规范确定安全距离。
请参见图7，在其中一个实施例中，所述获取所述用户与所述电力设备之间距离的步骤包括：
S310，获取所述用户的定位信息。
步骤S310中，获取所述用户的定位信息的方式不做具体限定，可选的，可以将定位标签设置在用户的某一位置上，用于提供定位标签信息。各个定位基站通过无线的定位标签信息确定用户的位置。例如，人员佩戴或车辆安装UWB定位装置，用于实时获取用户的位置。当然，也可以通过用户手机进行定位。
S320，对所述电力设备进行三维建模，以获取所述电力设备在三维空间中的位置信息。
步骤S320中，对所述电力设备进行三维建模的过程可以为：
电力设备所包含的各部件的3D模型的构建：
(1)拆解真实电力设备，通过三维激光扫描电力设备各部件的水平方向、天顶距、斜距和反射强度，自动存储并计算，获得点云数据；
(2)对点云数据进行编辑、扫描数据拼接与合并、影像数据点三维空间量测、点云影像可视化、空间数据三维建模、纹理分析处理和数据转换处理，构建电力设备各部件的3D模型库。
上述(1)和(2)中的各个步骤均可以通过现有技术中已有的方式实现。
另外，本申请还构建了3D模型相互关系数据库、电力设备部件3D模型编码库和部件属性库。
3D模型相互关系数据库：对实际电力设备进行解剖，获取各个部件之间的电气连接关系、机械连接关系、空间层次关系、组装时的安装顺序、执行动作时的时间顺序等连接关系和逻辑关系，构建相互关系数据库。
电力设备部件3D模型编码库：编码库的作用是给每个部件的3D模型一个编号，便于系统识别和调用，可以根据用户实际需要进行设置，例如从0001编码等。
部件属性库：对各部件的名称、类别、编码、参数、技术指标、功能等属性进行汇总，建立部件标签，构建部件属性库。
电力设备的3D模型的构建：
由电力设备部件3D模型按相互关系进行组合，构建完整的电力设备3D模型，具体方式为：
(1)将所有部件3D模型按空间层次关系和连接关系在视窗中进行空间布局，通过计算接触点或接触面的匹配程度调整各模型的空间姿态，并将所有部件模型组装为一个整体；
连接关系包括各个部件之间的电气连接关系和机械连接关系。可以采用手动调整方式对各部件进行组装。在进行组装时，以面接触的部件为例，首先确定一个部件的位置，通过鼠标读取该部件接触面轮廓上突出的三个点的坐标，然后将另一部件的需要匹配的接触面三个相同点的坐标设置为一样，即实现各个部件模型的组装。
(2)通过虚拟导线和元件连接具有电气连接关系的各部件模型，得到整个电力设备的3D模型。
需要说明的是，各部件的3D模型以及电力设备的3D模型的构建过程并不限制于上述实现方式，用户还可以采用现有技术中的其它方式得到各个部件的3D模型以及电力设备的3D模型。
S330，根据所述用户的定位信息和所述电力设备在三维空间中的位置信息，确定所述用户与所述电力设备之间距离。
步骤S330中，设UWB定位装置在三维空间中的坐标为(x1，y1，z1)，设备或导线在三维空间中的坐标为(x2，y2，z2)，则二者之间的距离为：
本实施例中，利用UWB定位装置实现实时定位，可实时监测人员或车辆离带电体的距离。基于UWB精确定位，可对UWB基站范围内的所有UWB定位装置进行定位，实现防触电全覆盖。并且利用三维精细化建模型，计算所得距离精度高。
请参见图8，本申请提供一种近电告警装置。所述近电告警装置包括执行上述任一所述近电告警方法的功能模块，又如，所述近电告警装置包括执行模块，用于执行上述任一项所述的近电告警方法。例如，所述近电告警装置包括电力元件带电情况获取单元110、安全距离确定单元120、用户与电力设备之间距离获取单元130、判断单元140及告警单元150。
所述电力元件带电情况获取单元110用于获取每一个电力元件的带电情况所述安全距离确定单元120与所述电力元件带电情况获取单元110连接，用于根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。所述用户与电力设备之间距离获取单元130用于获取用户与所述电力设备之间距离。所述判断单元140与所述安全距离确定单元120和所述用户与电力设备之间距离获取单元130分别连接，用于判断所述用户与所述电力设备之间距离是否小于所述安全距离。所述告警单元150与所述判断单元140连接，用于在所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
所述电力元件带电情况获取单元110可以根据每一个所述电力元件的分合状态以及采集的电流信息或者电压信息，确定每一个所述电力元件的带电情况。所述安全距离确定单元120根据每一个所述电力元件的带电情况，可以选取出带电的电力元件。由于不带电的电力元件对用户的安全不造成威胁，因此排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。所述用户与电力设备之间距离获取单元130可以将定位标签设置在用户的某一位置上，用于提供定位标签信息。各个定位基站通过无线的定位标签信息确定用户的位置，进而通过计算，获取用户与所述电力设备之间距离。所述告警单元150可以为蜂鸣器或者警示灯。
本实施例中，上述近电告警装置，具有实时、高精确、全覆盖定位，并通过计算，可实时监测人员或车辆是否与电力设备保持足够安全距离，有效提高了检测精度。
本申请提供一种近电告警系统，包括如上述实施例所述的近电告警装置。上述近电告警系统，获取每一个所述电力元件的带电情况，根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离。此步骤排除了不带电电力元件的影响，可以精确的确定安全距离。获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。上述近电告警系统，具有实时、高精确、全覆盖定位，并通过计算，可实时监测人员或车辆是否与电力设备保持足够安全距离，有效提高了检测精度。
本申请提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的近电告警方法的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种近电告警方法，其特征在于，用于实现用户与电力设备保持安全距离，所述电力设备包括至少一个电力元件，所述近电告警方法包括：
获取每一个所述电力元件的带电情况；
根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离；
获取所述用户与所述电力设备之间距离，当所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
2.根据权利要求1所述的近电告警方法，其特征在于，所述获取每一个所述电力元件的带电情况的步骤包括：
基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号；
利用电信号检测器的检测结果，判断与所述电信号检测器位于同一个电气岛的电力元件的带电情况。
3.根据权利要求2所述的近电告警方法，其特征在于，所述基于节点融合的拓扑分析，得到所述电力设备中的每一个电力元件端口的电气岛号的步骤包括：
对所述电力设备的全部端口按顺序编号，得到每一条连接线两端的端口号；
对所述连接线两端的端口号进行节点融合，得到物理节点号；
对所述物理节点号进行节点融合，得到每一个电力元件端口的电气岛号。
4.根据权利要求1所述的近电告警方法，其特征在于，所述根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离的步骤包括：
确定带电电力元件的电压等级；
根据所述带电电力元件的电压等级确定每一个所述带电电力元件的安全距离，进而选取一个最小的带电电力元件的安全距离，作为所述电力设备的安全距离。
5.根据权利要求1所述的近电告警方法，其特征在于，所述获取所述用户与所述电力设备之间距离的步骤包括：
获取所述用户的定位信息；
对所述电力设备进行三维建模，以获取所述电力设备在三维空间中的位置信息；
根据所述用户的定位信息和所述电力设备在三维空间中的位置信息，确定所述用户与所述电力设备之间距离。
6.根据权利要求1所述的近电告警方法，其特征在于，所述电力元件包括开关、刀闸、地刀、母线、线路、手车或绕组变压器。
7.根据权利要求1所述的近电告警方法，其特征在于，所述告警的方式为警报音告警或者警报灯告警。
8.一种近电告警装置，其特征在于，包括：
电力元件带电情况获取单元(110)，用于获取每一个电力元件的带电情况；
安全距离确定单元(120)，与所述电力元件带电情况获取单元(110)连接，用于根据每一个所述电力元件的带电情况，确定安全距离；
用户与电力设备之间距离获取单元(130)，用于获取用户与所述电力设备之间距离；
判断单元(140)，与所述安全距离确定单元(120)和所述用户与电力设备之间距离获取单元(130)分别连接，用于判断所述用户与所述电力设备之间距离是否小于所述安全距离；以及
告警单元(150)，与所述判断单元(140)连接，用于在所述用户与所述电力设备之间距离小于所述安全距离时，进行告警。
9.一种近电告警系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的近电告警装置。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的近电告警方法的步骤。
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