摘要：为了提高变电站仓库直接摆放区电力设备的安全防护，研究了无线红外光栅装置的布设及布局优化的方案。首先根据无线红外光栅装置的工作原理、设备性能和使用环境，将无线红外光栅装置的布设要素分解为告警区域、告警空间、布置位置和环境影响等4个子项，通过对每一方面影响进行分析，将对应的布置效果进行建模分析对比; 通过层次分析法对比各方面的优劣，进而得到无线红外光栅装置布置效果的总体分析结果; 最后给出了布设及布局优化的方案的应用实例。提出的布设及布局优化的方案能够用于无线红外光栅装置防护，提升作业区域的安全效能。
关键词：活动安装；红外光栅；碰撞预警
引言
随着近年电力行业的大发展，国内的电力工程逐年增多，在工程的建设、维护过程中的安全问题日益突出。其中，这些安全问题既有自然因素等不可抗拒因素，但是更多的是人员的麻痹大意所致。活动安装无线红外光栅装置作为有效加强安全效能的防护装置，是保障电力设备安全的一道屏障。电力设备存放的安全效能是由它的体积和布设方法共同决定的。因此研究一个可以提升电力设备存放安全效能的诬陷红外光栅装置具有重要意义[1]。
1 现状分析
目前，国内换流站电力设备的备品备件一般存放于站内自建仓库中。由于部分设备备品所占面积与空间过大无法放置与货架上，因此会出现设备备品直接摆放在仓库空地的情况。由于电力设备运输的特殊性，经常有阀厅高空作业平台车、电容升级平台车、电动叉车等车辆出入仓库的问题，而直接摆放的设备尚未有任何防碰撞或防护的安全措施，当车辆发生人为或不可控的失误时碰撞设备会导致设备倾倒损坏，严重时可能出现设备导致多米诺式大面积设备损坏。针对以上情况，提出研制一种可以在仓库具备警示功能，同时在复杂的车辆进出的过程中可以对车辆误操作起到提醒作用无线红外光栅装置，该装置防护范围可以自行调整与移动，可以针对不同作业环境进行相应的布设，以免出现碰撞事故而导致设备资产损失。
2 活动安装无线红外光栅装置的设计
2.1 活动安装无线红外光栅装置的组成
本文设计一种可以活动安装的无线红外光栅装置，包括可移动安装支架、加装在移动支架上的红外光栅独立报警装置、LED高分贝声光报警以及定制支架固定可充电电池，如图1所示。其特征在于：所述的可移动安装支架包括固定在充电底座上的立杆、设置在立杆底部的固定可充电电池。所述的红外光栅独立报警装置采用光束对射模式捕捉进入安全防护区域内的危险入侵；红外光栅独立报警装置采用12V充电锂电池供电，可满足长时间使用的需求，并采用数字变频与CPU微处理数码控制技术，整体稳定性更好，可靠性更高，可将告警信号传输到LED声光报警器，发出高声贝的声光告警。无线光栅对射栏采用的是光束对射模式，没有多余线材缠绕，因此移动十分方便，可根据现场环境自由摆放需要的位置。
1、LED声光报警器 ；2、红外光栅对射装置；3、可移动安装支架；4、支架底座；5、定制支架固定可充电电池
图1 活动安装无线红外光栅装置构造
2.2光栅探测告警的实现方式
红外光栅对射装置通过两对红外光对射器感知是否有入侵，两对红外光对射器中间发射6束红外光，红外光有效距离可达60米，其原理如图2所示。当有非法入侵或有异物遮当相邻两束以上红外线就会立即发出报警信号，通知道在场人员注意。报警时间，报警灵敏度可调节，采用数字调频，避免安装多对光栅的情况下产生干扰是有物体遮挡了红外光，还是光栅间互相串扰或者环境变化造成红外接收不正常并分析出遮挡物大小和遮挡速度，从而决定是否输出报警信号，避免光栅误报，报警精准快速，有效地保证报警的反应速度和稳定性。
图2 光栅探测告警的实现原理示意图
3 活动安装无线红外光栅装置的优点
该装置主体立杆与无线红外光栅一体安装，可以直接移动装置布设于防护范围内的指定位置，库房重新摆放设备时可以随意更改预警覆盖范围，既节省搬运围栏的力气又可以根据实际情况设定安全范围，可以丰富的实际应用场景。立杆上所装的无线红外光栅装置用螺栓紧固，手拧即可，安装拆卸十分方便，可以实现360°方向发射光束，可以灵活根据现场场景进行防护范围变更，各部分功能模块只需通过内部导线与可充电电池相连即可实现供电，可长时间用于现场。所采用的信号传输模块采用的是可数字变频红外光信号，可有效避免变电站的电磁场干扰。
4 应用及成果
该活动安装无线红外光栅装置的应用，保障了设备财产的安全，并提高了工作现场管控效率，取得了较好的应用效果。它改进了人为把控现场安全风险的模式，而加入了光束采集信息和声光报警提示功能，有效地降低了工作场所的安全风险。复杂工作的现场布置此活动安装无线红外光栅装置能够准确感应入侵防护范围的人员与车辆及时发出声光报警信号，切实起到提醒工作人员和预警工作车辆误操作的作用，提高了变电站仓库设备存放的安全性，节省了运维人力，真正对作业现场做到了智能化监控[2]。
5 结束语
活动安装无线红外光栅装置应用场景广泛，不同于传统的人为看护与传统围栏，解决了传统围栏警示作用弱、防护被动、无法提醒人员非法闯入等问题[3]。可调频的无线红外光信号传输技术又解决了作业现场复杂环境下的信号干扰。通过活动布设该装置，可根据不同的工作场景变更布局，提升安全效能。
参考文献
[1]孙春生，张晓晖，张爽.激光告警装置的布设及其评价方法研究[J].激光与红外，2014（9）：419-423.
[2]吴灝，赵峻峰，张博，王赫男.一种自动报警式安全围栏在电力设备高压试验中的应用[J].河北电力技术，2015（12）：36-38.
作者简介
李顺，男，1993年7月2日，大学本科，电气工程及其自动化专业，职称助理工程师，就业于中国南方电网超高压输电公司柳州局，从事换流站运行方面工作。
论文作者:李顺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：光栅论文; 装置论文; 红外光论文; 设备论文; 声光论文; 信号论文; 支架论文; 《电力设备》2018年第24期论文;