关于新型电力检修作业地线装置的思考

摘 要：随着我国经济的迅速发展以及科学水平的不断提高，我国的电力工业发展迅速，尤其是近几年来取得了较为优异的业绩。电力工业的发展需要依托于相应的电力系统，因此对于电力系统的检修就变得十分重要。本文作者主要以接地线的相应状态进行在线监测为基础，对新型的电力检修作业地线装置进行探讨，同时就主要构成的相应硬件电路的实现方式以及挂、拆接地线检修中存在的安全问题进行了深入的研究与分析。

关键词：新型电力检修作业；接地线；在线监测；超声波测距

图文分类号：TM73 文献标识码：A

1概述

整个电力系统是由各个部分及环节有机结合而组成的，任何一环出现差错，都会对整个电力系统的正常运行造成影响。而挂接地线则是对于电力系统检修中的重要环节。一般情况下，对于电力系统的检修工作首先是工作人员进行与电力调度的电话联系，确定需要的停电点。当电力调度知道这一信息后，就会实施相应的网上作业。当相关工作人员在网上进行停电后，就会进行对地线的拆接并对此作出相应的报告，最后才会对系统供电进行恢复。在这一过程中，操作票制度以及相关工作人员对工作的执行程度在一定程度上起到了决定性作用，而这样一来，主观性因素较多，难免会产生漏洞和操作失误，会对系统的正常运行造成一定的影响。为了弥补这样的漏洞，采用了一种新型的电力检修作业装置，我们对其进行了研究与探讨。研究表明，这一新型装置可以在进行挂接地线以及拆接地线工作时，对相关的工作人员进行音响信号以及灯光信号提醒，并对这类信号运用GSM网络进行发送，使相关部门能够及时地获取信息并了解相应的情况。这一装置拥有诸多优点，它可以有效的解决监控上的困难，防止操作失误以及相关漏洞所造成事故的发生。

2硬件系统的实现

我们对作业现场进行了实地勘测，结合实际，我们将装置置于接地线的绝缘杆上面，这样一来，对于接地线状态信息的采集就会相对便利。电力线路的上方只存在着输电线路，就容易致使仍有部分残压遗留在相应的线路上，这会给挂接地线以及拆接地线操作带来不便和埋下安全隐患。因此一般的传感器难以进行准确的信息采集，会受到电磁干扰的影响。

因此对于接地线是否被挂上，我们采取的方法是通过对超声波传感器测量装置与输电线两者之间的距离变化的观察与测量，进行相应的判断。在利用超声波对距离测量出以后，接下来的步骤就是进行对采集到数据的分析与处理，主要是通过利用单片机对其进行分析与判断。在两者间的距离值保持相对稳定的时候，就可以被认定为已经将接地线挂置好；相反，若两者之间的距离越来越大，那么就可以判定接地线已经被拆除。

现场报警信号：对于现场报警信号来说，其主要的作用为：当相应的装置已经检测到接地线已经挂上时，就需要对现场作业人员进行一定程度上的提示，提示接地线已经挂上，否则如果相应的提示接地线未挂上，就会在一定程度上给现场作业人员一个警示作用，这样就可以因操作不当或误操作带来的人员伤害或设备损伤。

短消息和视频：进行对于这两个操作的完成都是通过相应的无线传输的方式来实现的，主要是将其传送到相应的调度中心。对于视频信息来说，它主要是一种实时传送的信息，进行对于其的增加可以在很大程度上提高监控系统的可靠性，实现对于传感器发送错误信息而引起相关事故的有效杜绝。不仅如此，它还能够更为直观的进行对于现场作业情况的了解，并为有效监控以及调度作业情况提供便利。

2.1超声波测距的原理

超声波的实质是一种机械波，它的频率一般高于20kHZ。而超声波传感器的设计原理是在压电效应下，超声波与电能进行相应的能量转化。其具体的转换是在进行超声波发射时，进行电能的转换，从而发射出超声波。超声波反射回来时，对其进行接收。这时超声振动有转化成为电信号。

运用超声波进行距离测量，主要依据的是渡越时间法TOF（time of flight）。运用这一方法进行距离的测量应该先测量出超声波发射并反射回原点这一过程中所用的时间，然后再对其进行数学运算，即将得出的时间乘以超声波的速度再除以二，这样一来就得到了声源与相应物体之间的距离：

D=CT/2

描述：C指的是超声波在空气中传播的速度，一般情况下，其速度为341m/s；T指的是超声波发射并反射回原点这一过程中所用的时间；而D指的是我们需要测量的距离。

在进行对超声波测量距离过程中，主要使用了两个十分重要的频率，而在对于其进行设计的时候对于频率的产生主要是通过单片机进行的。因此，对于单片机产生频率提出了较高的要求，因为所产生的频率必须具有一定的精确性，不然对于距离的测量将会出现较大的误差。

对于第一个频率来说，相应的超声波的发射中心频率信号本来就是40kHz，它主要是由单片机的P3.0口来进行输出的。这是由单片机内部的定时器由软件编程所产生。第二个频率是单片机进行的计数频率。当相应的定时器/计数器为计数工作方式时，其外部脉冲的下降沿就会被触发并进行相关的计数操作。为了使计算具有一定的方便性，我们设计的一个时钟周期内所测距离和超声波测距精度均为0.01m。超声波从发射器的声波发出，再由相应的反射物反射到接收器之上，其所传播的距离为2倍测量距离。所以需要将其设计成在一时钟周期内超声波所传播的距离为0.02m，除此之外，我们还要进行对于在标准状态下超声波的传播速度为341m/s的充分考虑，便可以计算出定时器的溢出频率为17.05kHz。而由相应的定时器的溢出频率可以进行对于一个时钟周期内所测距离的计算，相应的计算结果为0.01 m。N 个周期有N 个方波脉冲，即计数器测得的脉冲数N 即为被测距离，不过其单位为0.01m。

2.2对于超声波测距的软件设计

测距系统的相关流程主要如图2。

对于这一软件的设计，我们采用了单片机内部的定时/计数器。主要有两个，分别为T0以及T1。两个定时/计数器的作用是不同的，T0主要是用于产生超声波的发射中心频率，而T1主要是进行对于相关技术频率的产生。在我们的设计方案中，全是运用方式1来进行相关工作。因为方式1具有一些不可缺少的优点，其进行计数所涉及的范围较广，这样就在很大程度上避免了频繁的计数中断，又可以减少了一定的计时误差。