高压输电线路下吊车作业报警和监控系统设计

苏州供电公司的研究人员姚维明、王一、陈俊、顾韧、范文江，在2016年第12期《电气技术》杂志上撰文，介绍一种安全报警与作业监控于一体的防止吊车触电的监控系统，利用电场感应原理和ZigBee通信技术判断吊车臂与高压输电线路之间的距离，当低于预先设定的安全距离时向车载装置发送报警信息。

系统将吊车实时的位置通过简化匹配算法显示在GIS地图上，同时根据车载装置中的GPS模块发送的位置信息判断吊车与输电线路之间的距离，低于设定的保护距离时，系统通过3G/GPRS向车载装置发送语音提示，同时通过短消息向巡检人员发送消息。

系统分为近电监测、车载装置以及吊车作业报警和监控系统三个部分，近电检测装置安装在吊车臂，车载装置安装在驾驶室内。实际测试表明：系统测试精度较高，满足高压输电线路下的吊车防触电保护和实时作业监控功能。

近几年，一个市级地区供电公司每年因吊车等大型施工机械造成的110千伏及以上线路跳闸事件有数十起，造成直接经济损失数百万元，同时也可能造成电力客户经济损失数百万元[1]。特别是电力系统施工时，不可避免地要在高压输电线路下进行吊运作业，吊车起吊时，司机很难根据肉眼目测来判断吊车臂与电缆间的距离，往往因距离较近而未及时停止吊车臂作业而引发人身安全和大范围停电事故[2]。

随着电力系统的不断扩大，供电部门通过增加巡视频次来加强电力线路的保护，目前已有根据电场感应原理和无线通信技术判断吊车臂与输电线路距离的报警系统，该系统在一定程度上避免目测方式存在的潜在危险源。但电场感应原理容易受到外在因素如天气等影响，仍无法完全取代或从源头上减少线路管理人员的巡视频次。

本文从减少停电损失的目的设计开发吊车作业监控系统，该系统由安装在吊车臂上的近电检测装置、安装在驾驶室的车载装置以及安装在远程管理中心的吊车作业报警和监控系统三个部分组成。

近电检测装置中的加速度传感器可以实时判断吊车目前所处的状态（行驶、等待、作业和停车），当吊车处于行驶、等待和停车状态时，车载装置中的GPS定位模块实时将吊车所处的位置（经纬度）信息发送到吊车作业报警和监控系统，该系统可以实时的将吊车的位置显示在GIS地图上，行驶状态时，吊车靠近输电线路保护区域内，系统及时向车载装置发送语音提示并以短信的方式发送巡检员手机上，当吊车处于作业状态时，近电检测装置可以实时监测吊车臂与输电线路之间的距离，并发送到车载装置用于提示司机，同时巡检员也可以根据手机提示到吊车作业现场进行监督。

该系统集吊车作业报警和监控于一体，可进一步降低输电线路巡视次数。

图1  系统工作原理图

结论

本文设计的近电检测装置和车载装置已成功安装在苏州供电公司作业的3辆吊车上试用，吊车报警与作业监控系统也已部署到苏州供电公司的运监中心的服务器中试运行，从现场应用和测试来看：该系统当吊车在运行状态时能够有效语音提示吊车驾驶员，吊车在作业状态时，安装在吊车臂上的近电检测装置可以实时提示吊车驾驶员操作时避免吊车碰触输电线路，能够实时通知巡检员到现场监督。

真正实现吊车作业报警和监控于一体，从源头上降低输电线路巡检员巡视和吊车作业而导致的输电线路停电次数，有效减轻线路管理人员的工作量。同时系统记录的巡视信息还可以帮助供电公司用于巡检人员的日常考核工作。