CN112652144B - 变电站防触电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站防触电系统及方法，其中变电站防触电系统包括主站、扫描定位终端、报警单元和通信传输模块；扫描定位终端用于采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号；主站通过通信传输模块与扫描定位终端连接，用于根据第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号，识别第一图像信号中的电力设备，并根据移动机构的位置信号和第二图像信号中电力设备的位置信号和带电范围信号，确定移动机构位于电力设备的带电范围内时输出控制信号；报警单元用于根据主站输出的控制信号报警。防触电系统通过对作业设备及人员的实时监控，在其进入电力设备带电范围内时发出报警信号，避免触电事故的发生，全程信息化管理，节省人力。

Description

变电站防触电系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及变电站安全防护技术领域，尤其涉及一种变电站防触电系统及方法。

背景技术

变电站施工项目具有工序复杂、工期较长、施工流动性大、施工环境恶劣、立体交叉作业频繁以及施工操作人员整体素质偏低等特点，决定了变电站施工生产过程中难以回避的不确定性，使得施工过程和工作环境复杂多变，因而容易诱发安全事故。虽然现有技术在安全管理方面做出了很大的努力，但施工现场安全管理水平并没有得到显著的提高。尤其是大型车辆进入变电站时，由于场地限制或带电设备影响，若管控不到位，极易发生车辆触电事故。

目前对于变电站内的施工现场的安全布防，普遍采用在现场布置活动式隔离网墙或隔离遮拦、现场设定管理人员看守等手段来防止发生变电站触电事故。

但是上述方法无法实时提醒变电站内移动机构已超过安全范围，发出安全警告。例如，大型车辆进入变电站作业时，看守的管理人员判断车辆是否超过安全范围需要一定时间，以及确定车辆超过安全范围时通知车辆撤离也需要一定时间，实时性不高。

发明内容

本发明提供一种变电站防触电系统及方法，以实现变电站内施工器械及施工人员的安全作业。

本发明实施例提供了一种变电站防触电系统，包括：主站、扫描定位终端、报警单元和通信传输模块；

所述扫描定位终端设置于移动机构上，用于采集变电站的第一图像信号以及所述移动机构的位置信号；

所述主站通过所述通信传输模块与所述扫描定位终端连接，所述主站用于根据所述第一图像信号匹配预先存储的所述变电站的第二图像信号，识别所述第一图像信号中的电力设备，并根据所述移动机构的位置信号和所述第二图像信号中所述电力设备的位置信号和带电范围信号，确定所述移动机构位于所述电力设备的带电范围内时输出控制信号；

所述报警单元通过所述通信传输模块与所述主站连接，所述报警单元用于根据所述主站输出的所述控制信号报警。

可选的，所述扫描定位终端包括多个，分别设置于所述移动机构的不同位置。

可选的，所述报警单元设置于所述扫描定位终端上。

可选的，所述变电站包括多个所述电力设备，所述第二图像信号包括：每一所述电力设备的带电信号、每一所述电力设备的位置信号和每一所述电力设备的带电范围信号。

可选的，所述扫描定位终端还用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将所述变电站设备的图像信息和位置信息经所述通信传输模块传输至所述主站。

可选的，所述变电站防触电系统，还包括全景扫描设备；

所述全景扫描设备通过所述通信传输模块与所述主站连接，所述全景扫描设备用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将所述变电站设备的图像信息和位置信息经所述通信传输模块传输至所述主站。

可选的，所述全景扫描设备包括：图像获取单元和位置获取单元；

所述图像获取单元用于获取所述变电站设备的图像信息；

所述位置获取单元用于获取所述变电站设备的位置信息。

可选的，所述变电站防触电系统，还包括监控模块；

所述监控模块与所述变电站设备连接，用于生成每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号；

所述监控模块还经所述通信传输模块与所述主站连接，将每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号经所述通信传输模块传输至所述主站。

可选的，所述通信传输模块包括无线发射器和无线接收器。

本发明实施例还提供了一种变电站防触电方法，所述变电站防触电方法包括：

扫描定位终端采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号；

主站根据所述第一图像信号匹配预先存储的所述变电站的第二图像信号，识别所述第一图像信号中的电力设备，并根据所述移动机构的位置信号和所述第二图像信号中所述电力设备的位置信号和带电范围信号，确定所述移动机构位于所述电力设备的带电范围内时输出控制信号；

报警单元根据所述主站输出的所述控制信号报警。

本发明实施例提供了一种变电站防触电系统及方法，其中变电站防触电系统包括：主站、扫描定位终端、报警单元和通信传输模块。主站根据扫描定位终端采集到的第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号以识别出变电站的电力设备，还根据扫描定位终端采集的移动机构的位置信号和第二图像信号中的电力设备的位置信号和带电范围信号确定移动机构位于电力设备带电范围内时输出控制信号至报警单元，使报警单元进行报警以提醒作业人员。变电站防触电系统通过扫描定位终端实时采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号，并将上述信号传输至主站以确保移动机构位于电力设备带电范围内时可以输出控制信号至报警单元发出报警，以提醒作业人员所处位置存在危险。变电站防触电系统通过对正在作业的设备及人员的实时监控，减少了延迟率，在存在触电危险时及时发出报警信号以确保作业设备及人员的安全，全程信息化管理，节省人力物力。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的变电站防触电系统的结构示意图。

图2是本发明实施例四提供的变电站防触电系统的结构示意图。

图3是本发明实施例五提供的变电站防触电系统的结构示意图。

图4是本发明实施例六提供的变电站防触电方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的变电站防触电系统的结构示意图，参考图1，变电站防触电系统包括：主站100、扫描定位终端200、报警单元300和通信传输模块400；

扫描定位终端200设置于移动机构上，用于采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号；

主站100通过通信传输模块400与扫描定位终端200连接，主站100用于根据第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号，识别第一图像信号中的电力设备，并根据移动机构的位置信号和第二图像信号中电力设备的位置信号和带电范围信号，确定移动机构位于电力设备的带电范围内时输出控制信号；

报警单元300通过通信传输模块400与主站100连接，报警单元300用于根据主站100输出的控制信号报警。

扫描定位终端200需具备扫描和定位两种功能，因此，扫描定位终端200还包括扫描单元和定位单元，示例性的，扫描单元可以包括相机以及结合SLAM技术的激光雷达，扫描单元用于实时扫描当前环境，采集高精度真彩色三维激光点数据云，以生成第一图像信号，第一图像信号即移动机构所处当前环境下扫描到的变电站的图像信息；示例性的，定位单元可以包括GPS或其他可以实现定位功能的系统，定位单元用于获取移动机构的位置信息。通过扫描定位终端200可以实时获取到移动机构所处当前变电站环境的图像信息以及移动机构的位置信息，其中移动机构可以是在变电站内作业的车辆，也可以是具有移动伸缩能力的某些位于固定位置处的设备。

主站100为具备数据处理与数据交互功能的设备，可以为计算机或者其他满足要求的平台。主站100中存储着预先建立好的整个变电站的三维图，示例性的，整个变电站的三维图中的坐标系可以参考绝对坐标系建立即经纬度建立。通过重建的变电站的三维图可以预先获取到第二图像信号并存储在主站100中，第二图像信号至少包括电力设备的位置信号以及带电范围信号，主站100将扫描定位终端200传输过来的第一图像信号与自身存储的第二图像信号进行匹配，识别出第一图像信号中的电力设备(电力设备即带电的设备)，同时还根据传输过来的移动机构的位置信号与自身存储的第二图像信号中的位置信号和带电范围信号，确保移动机构处于电力设备带电范围内时输出控制信号。控制信号为可以触发报警单元300报警的信号。

报警单元300接收到主站100经通信传输模块400传输过来的控制信号后立即报警以提醒现场施工人员。报警单元300可以为任意能够起到报警作用的设备，如报警器等。

本发明实施例提供的变电站防触电系统，包括：主站、扫描定位终端、报警单元和通信传输模块。主站根据扫描定位终端采集到的第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号以识别出变电站的电力设备，还根据扫描定位终端采集的移动机构的位置信号和第二图像信号中的电力设备的位置信号和带电范围信号确定移动机构位于电力设备带电范围内时输出控制信号至报警单元，使报警单元进行报警以提醒施工人员。变电站防触电系统通过扫描定位终端实时采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号，并将上述信号传输至主站以确保移动机构位于电力设备带电范围内时可以输出控制信号至报警单元发出报警，以提醒作业人员其所处位置存在危险。变电站防触电系统通过对正在作业的设备及人员的实时监控，减少了延迟率，在存在触电危险时及时发出报警信号以确保作业设备及人员的安全作业，全程信息化管理，节省人力物力。

实施例二

在上述实施例一的基础上，可选的，扫描定位终端包括多个，分别设置于移动机构的不同位置。

设置多个扫描定位终端可以全方位多角度扫描移动机构所处当前位置的环境，扫描出更全面的当前环境的图像信息。如果移动机构是具有摇臂的车辆或者是具有摇臂的器械设备，可在摇臂上放置多个扫描定位终端，这样，随着摇臂的移动，扫描定位终端可以随时扫描移动后的环境以及定位移动后的移动机构的位置。扫描定位终端可拆卸的安装在移动机构上，当移动机构进入变电站或移动机构处于变电站内开始作业时，将扫描定位终端安装在移动机构上，当移动机构离开变电站或移动机构处于变电站内已停止作业后将扫描定位终端拆卸下来，可拆卸的扫描定位终端可供重复使用。

可选的，报警单元设置于扫描定位终端上。

可以将报警单元设置在扫描定位终端上，而扫描定位终端又可以设置在移动机构上，相当于报警单元也设置在移动机构上，这样可以方便移动机构上的操作人员准确的听到报警信号以及时作出应对动作，避免触电事故的发生。

可选的，变电站包括多个电力设备，第二图像信号包括：每一电力设备的带电信号、每一电力设备的位置信号和每一电力设备的带电范围信号。

因为变电站中存在多个电力设备，所以第二图像信号可以包含对应多个电力设备的多组信号，每一组信号包含一电力设备的带电信号、此电力设备的位置信号以及此电力设备的带电范围信号。每一电力设备的位置信号代表每一电力设备在变电站中的三维坐标，每一电力设备的带电范围信号可由安全带电距离表征，设备带电时对应的安全带电距离可根据电网作业经验或电网安全作业规范得到。

本发明实施例提供的变电站防触电系统，包括多个扫描定位终端并将多个扫描定位终端设置在移动机构上，将报警单元设置在扫描定位终端上，相当于也将报警单元设置在移动机构上，这样可以确保移动机构从进入变电站开始至离开变电站的整个过程都能够被实时监控，全程信息化管理，减少人力物力。

实施例三

在上述各实施例的基础上，可选的，扫描定位终端还用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将变电站设备的图像信息和位置信息经通信传输模块传输至主站。

扫描定位终端可以为多个，多个扫描定位终端需分散设置在变电站的多个位置，确保多个扫描定位终端覆盖到整个变电站，以使扫描定位终端可以对变电站设备进行扫描和定位，变电站设备指变电站中所有的设备即电力设备和不带电的设备，扫描定位终端中的扫描单元采集变电站设备的图像信息，并将图像信息经通信传输模块传输至主站，主站通过边缘计算对接收到的图像信息进行解析和降噪处理，还原和重建高精度的变电站的三维图，同时，扫描定位终端中的定位单元采集变电站设备的位置信息，并将变电站设备的位置信息经通信传输模块传输至主站，主站根据位置信息计算每个设备的三维坐标生成每一设备的位置信号，每一设备中包括每一电力设备，所以主站会生成每一电力设备的位置信号。

本发明实施例提供的变电站防触电系统中的扫描定位终端不仅用于实时扫描移动机构的当前环境信息，还可用于预先扫描变电站所有设备的图像信息以及采集所有设备的位置信息，将上述变电站所有设备的图像信息以及位置信息传输至主站，在主站中重建出高精度的变电站的三维图，方便后续与移动机构的当前环境与位置进行匹配来识别移动机构是否处于电力设备的带电范围内。

实施例四

图2是本发明实施例四提供的变电站防触电系统的结构示意图，参考图2，在上述各实施例的基础上，可选的，变电站防触电系统，还包括全景扫描设备500；

全景扫描设备500通过通信传输模块400与主站100连接，全景扫描设备500用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将变电站设备的图像信息和位置信息经通信传输模块400传输至主站100生成每一电力设备的位置信号。

全景扫描设备500可以包含多个，分散放置在变电站的多个位置，确保能覆盖整个变电站。全景扫描设备500用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将图像信息和位置信息经通信传输模块400传输至主站100，主站100通过边缘计算对接收到的图像信息进行解析和降噪处理，还原和重建高精度的变电站的三维图，并根据变电站设备的位置信息计算出每个设备的三维坐标生成变电站每一设备的位置信号，每一设备中包括每一电力设备，所以主站会生成每一电力设备的位置信号。

可选的，全景扫描设备500包括：图像获取单元510和位置获取单元520；

图像获取单元510用于获取变电站设备的图像信息；

位置获取单元520用于获取变电站设备的位置信息。

图像获取单元510可以包括全景相机、激光雷达，其中激光雷达结合SLAM技术，来实现对变电站设备的扫描，采集图像信息，并将采集到的变电站设备的图像信息经通信传输模块400传输至主站，；位置获取单元520可以包括GPS系统或其他可以实现定位功能的系统，用于获取变电站设备的位置信息，并将位置信息传输至主站100。

全景扫描设备通过图像获取单元获取变电站设备的图像信息、通过位置获取单元获取变电站设备的位置信息，并将图像信息和位置信息传输至主站以使主站还原和重建出变电站的三维图并生成每一电力设备的位置信号，主站将变电站高精度的三维图进行预先存储，方便后续与移动机构的当前环境与位置进行匹配来识别移动机构是否处于电力设备的带电范围内。

实施例五

图3是本发明实施例五提供的变电站防触电系统的结构示意图，参考图3，在上述各实施例的基础上，可选的，变电站防触电系统还包括监控模块600；

监控模块600与变电站设备连接，用于生成每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号。

监控模块600还经通信传输模块400与主站100连接，将每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号经通信传输模块400传输至主站100。

监控模块600可以包括监控机系统，监控机系统与变电站设备连接，连接后监控机系统可以生成每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号，即从监控机系统可以确定变电站哪些设备带电以及带电时的带电范围，监控机系统还生成变电站的二维图，主站100中重建的变电站的三维图与监控机系统中二维图每个设备是一一对应的，故将监控模块600与主站100建立连接后，可以从主站100的三维图得知变电站哪些设备是电力设备以及电力设备的带电范围，即可将每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号传输至主站，主站100将每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号存储起来，以便后续可以根据移动机构的第一图像信号来匹配第二图像信号中的每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号。

继续参考图3，可选的，通信传输模块400包括无线发射器和无线接收器。

上述任意实施例中的通信传输模块400均为无线通信模块，均包括无线发射器和无线接收器，无线发射器设置于信号发送端，无线接收器设置于信号接收端，示例性的，如果监控模块600需向主站100发送信号，则无线发射器设置于监控模块600端，无线接收器设置于主站100端。

本实施例提供的变电站防触电系统包括监控模块，通过监控模块可以生成每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号，监控模块中生成的二维图与主站重建出的三维图中变电站设备是一一对应的，将监控模块经通信传输单元与主站连接后，每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号传输至主站，主站即可确定变电站设备是否带电以及带电范围，主站将每一电力设备的带电信号和每一电力设备的带电范围信号进行存储，方便后续与移动机构的第一图像信号进行匹配以判断出移动机构是否处于电力设备的带电范围内。

实施例六

本实施例六提供了一种变电站防触电方法，本实施例可适用于变电站进行作业时，防止作业人员及作业设备发生触电事故的情况，该方法可由本发明上述任意实施例中的变电站防触电系统来执行，图4是本发明实施例六提供的变电站防触电方法的流程图，参考图4，该变电站防触电方法包括：

S10：扫描定位终端采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号；

S20：主站根据第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号，识别第一图像信号中的电力设备，并根据移动机构的位置信号和第二图像信号中电力设备的位置信号和带电范围信号，确定移动机构位于电力设备的带电范围内时输出控制信号；

S30：报警单元根据主站输出的控制信号报警。

本发明实施例提供了一种变电站防触电方法，主站根据扫描定位终端采集到的第一图像信号匹配预先存储的变电站的第二图像信号以识别出变电站的电力设备，还根据扫描定位终端采集的移动机构的位置信号和第二图像信号中的电力设备的位置信号和带电范围信号确定移动机构位于电力设备带电范围内时输出控制信号至报警单元，使报警单元进行报警以提醒施工人员。变电站防触电方法通过扫描定位终端实时采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号，并将上述信号传输至主站以确保移动机构位于电力设备带电范围内时可以输出控制信号至报警单元发出报警，以提醒施工人员所处位置存在危险。变电站防触电方法通过对施工设备及人员的实时监控，在存在触电危险时发出报警信号以确保施工设备及人员的安全作业，全程信息化管理，节省人力物力。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种变电站防触电系统，其特征在于，包括：主站、扫描定位终端、报警单元和通信传输模块；

所述扫描定位终端设置于移动机构上，用于采集变电站的第一图像信号以及所述移动机构的位置信号；

所述主站通过所述通信传输模块与所述扫描定位终端连接，所述主站用于根据所述第一图像信号匹配预先存储的所述变电站的第二图像信号，识别所述第一图像信号中的电力设备，并根据所述移动机构的位置信号和所述第二图像信号中所述电力设备的位置信号和带电范围信号，确定所述移动机构位于所述电力设备的带电范围内时输出控制信号；所述主站中存储有建立的变电站的三维图；

所述报警单元通过所述通信传输模块与所述主站连接，所述报警单元用于根据所述主站输出的所述控制信号报警；

所述变电站包括多个所述电力设备，所述第二图像信号包括：每一所述电力设备的带电信号、每一所述电力设备的位置信号和每一所述电力设备的带电范围信号；

所述变电站还包括监控模块；

所述监控模块与所述变电站设备连接，用于生成每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号；所述监控模块包括监控机系统，所述监控机系统用于生成变电站的二维图，所述主站中变电站的三维图与所述监控机系统中二维图的每个变电站设备一一对应；

所述监控模块还经所述通信传输模块与所述主站连接，将每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号经所述通信传输模块传输至所述主站。

2.根据权利要求1所述的变电站防触电系统，其特征在于，所述扫描定位终端包括多个，分别设置于所述移动机构的不同位置。

3.根据权利要求1所述的变电站防触电系统，其特征在于，所述报警单元设置于所述扫描定位终端上。

4.根据权利要求1所述的变电站防触电系统，其特征在于，所述扫描定位终端还用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将所述变电站设备的图像信息和位置信息经所述通信传输模块传输至所述主站。

5.根据权利要求1所述的变电站防触电系统，其特征在于，还包括全景扫描设备；

所述全景扫描设备通过所述通信传输模块与所述主站连接，所述全景扫描设备用于采集变电站设备的图像信息和位置信息，并将所述变电站设备的图像信息和位置信息经所述通信传输模块传输至所述主站。

6.根据权利要求5所述的变电站防触电系统，其特征在于，所述全景扫描设备包括：图像获取单元和位置获取单元；

所述图像获取单元用于获取所述变电站设备的图像信息；

所述位置获取单元用于获取所述变电站设备的位置信息。

7.根据权利要求1所述的变电站防触电系统，其特征在于，所述通信传输模块包括无线发射器和无线接收器。

8.一种变电站防触电方法，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的变电站防触电系统执行，所述变电站防触电方法包括：

扫描定位终端采集变电站的第一图像信号以及移动机构的位置信号；

主站根据所述第一图像信号匹配预先存储的所述变电站的第二图像信号，识别所述第一图像信号中的电力设备，并根据所述移动机构的位置信号和所述第二图像信号中所述电力设备的位置信号和带电范围信号，确定所述移动机构位于所述电力设备的带电范围内时输出控制信号；所述主站中存储有建立的变电站的三维图；

报警单元根据所述主站输出的所述控制信号报警；

所述变电站包括多个所述电力设备，所述第二图像信号包括：每一所述电力设备的带电信号、每一所述电力设备的位置信号和每一所述电力设备的带电范围信号；

监控模块生成每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号；所述监控模块包括监控机系统，所述监控机系统生成变电站的二维图，所述主站中变电站的三维图与所述监控机系统中二维图的每个变电站设备一一对应；

所述监控模块还将每一所述电力设备的带电信号和每一所述电力设备的带电范围信号经所述通信传输模块传输至所述主站。

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