電能作為高效清潔的終端能源形式，決定了以特高壓電網為基礎的跨國互聯電網成為未來全球能源互聯網發展的趨勢之一。如何在跨國輸電網進行常規的線路停電檢修工作是亟需解決的問題。

目前，線路工作中接地工具以接地線為主，但其結構單一，然而在多個作業現場以及多個工作組同時工作時，對于多個接地點的管控多采用溝通交流的方式實現，并沒有統一客觀的設備輔助工作人員進行集中管控，尤其是多個資產方共同管理的輸電線路以及例如漠河等地區的跨國、跨省等局部區域接地工作時，接地線的風險管控顯得尤為重要和棘手。

由于線路分支接地點多，涉及供配用等多家單位，接地信息較為繁雜，而現有的接地工具不能提供全面可靠的信息源，因此容易發生檢修人員誤登帶電桿塔或帶接地線送電的事故。

掛接地線是保護工作人員在工作地點防止突然來電的可靠安全措施，在全球能源互聯的大背景下，國際互聯甚至洲際互聯，國內外學者尚未研究共管地區的停電檢修策略。

本文提出了一種在能源互聯網背景下的大電網停電檢修的新思路，為避免因現場各級單位之間信息傳輸產生的時間延誤及可能產生的信息誤報，設計了一種涉及輸電線路檢修時的接地保護工具領域的新裝置，采用了可視化監測的設計，利用GPS傳輸位置信息，采用可視化系統采集現場作業圖像，使用壓力傳感器感知接地線狀態。

1 全球能源互聯網下大電網模型

全球范圍內的能源需求與資源分布呈現逆向分布的趨勢。能源互聯網融合了當下互聯網理念，旨在構造一種能源體系使得能源能像互聯網中的信息一樣，任何合法主體都能夠自由地接入和分享。多個供電方參與的電力市場，可以為用戶提供更優質的供電服務，各個供電方在統一的信息交互平臺上進行電價撮合，達到電能最高效的優化配置。某區域內的大電網示意圖如圖1所示。

圖1 大電網結構示意圖

2 信息交互

通過可視化監測裝置，既能夠實現各個工作現場的監控通信，而且能夠針對畫面顯示不同情況判斷其所處工作狀態的不同，從而保證下一步工作是否能夠繼續進行。

本裝置的信息交互系統如圖2所示。在進行裝置接地線的懸掛前，首先將現場遙控終端開啟，確保工程調度、對方檢修接地線掛設現場能夠順利接收到信號。此處我們選擇使用多臺連接到區域互聯網設備的終端進行信號的傳輸，使用TD-SCDMA標準，確保信號的流暢和通信質量。

由于在此處涉及到相關私密問題，因此決定使用區域互聯網設備作為信號傳輸載體，將信號進行相應加密后再發送出去，保證了信息的安全性。

同時，全部設備都安裝有GPS定位模塊，對雙方設備進行精確定位，確保監測設備確已到達檢修設備方位。懸掛接地線時候的位置都能夠在三方平臺上進行實時顯示，對登塔作業人員形成多重防護，也提高了雙方人員檢修的效率。

在接地線的線夾處還設有壓力傳感裝置，該裝置內置于接地裝置的操作桿內，探頭在線夾內側，并且通過2.4G無線模塊與塔下監測裝置進行信息的傳輸。2.4G通信模塊具有開機自動掃描對碼功能，使用免申請ISM頻道，確保連接迅速準確。

圖2 各供電方之間信息交互示意圖

在使用時，當壓力傳感器檢測到持續、穩定的壓力變化時，即認定接地線已經懸掛完成，則啟動無線模塊進行信息的傳輸，當監測裝置接收到信號后，對信號進行相應編碼和加密，與圖像編碼一同發送至調度和對方檢測裝置中，在三方屏幕上進行顯示。

通過本裝置的使用，將多重檢測手段集成到一起，共同保證了接地線掛設完畢的信息能夠被對方人員識別到，從而為接下來的工作打好基礎。同時，通過視頻監控以及北斗定位，確保了工作現場的正確性和工作過程的準確性，保證了工作效率。在雙方互視的前提下，發生錯誤懸掛接地線、懸掛時機錯誤、懸掛位置錯誤的可能性就大大降低，這將極大地提高跨國檢修作業的安全性和效率。

3 大電網停電檢修可視化監測裝置

裝設接地線是為了保護電氣檢修操作人員過程中的安全，是保證線路檢修的重要技術措施，如果地線裝設位置不對，則起不到保護作業人員的作用；同時，如果發生帶地線送電，會產生接地故障等惡性事故。

3.1 裝置技術方案

本裝置技術方案：設計了一種涉及輸電線路檢修時的接地保護工具領域的新裝置，采用了可視化監測的設計，利用GPS傳輸位置信息，采用可視化系統采集現場作業圖像，使用壓力傳感器感知接地線狀態，避免人工操作時的不便和安全隱患，同時提高現場操作的管控力度。輸電線路檢修時掛接、拆除接地線工作流程如圖3、圖4所示。

本裝置與現有技術比較，具有如下優點：

1）本裝置安裝的GPS信息收發裝置，可以使得各個跨國、網、省等的工作負責人在各自的安監系統中監視接地工具的使用情況。現場操作人員通過GPS信息收發裝置，將接地信息共享，從而杜絕了帶電掛接地線、帶地刀送電的情況，保證了現場運檢人員的人身安全。

圖3 掛接地線工作流程示意圖

圖4 拆接地線工作流程示意圖

2）本裝置的導線端線夾采用了倒掛鉤，倒掛鉤可以滿足因為現場天氣、設備運行狀態各有不同導致的桿塔角度不同和風偏帶來的掛接難題。

3）本裝置在掛接處線夾增加了磁鐵片，可以保證接地線在使用過程中抵抗一定的風力，同時在懸掛地線過程中加快懸掛速度，提高掛接成功率。

4）通過上述優化，可以降低操作人的勞動強度，提高操作效率，為安全生產保駕護航。

3.2 裝置硬件設計

本裝置的GPS信息收發裝置可以為安監平臺提供精確的操作位置信息，同時可以為各方共享接地線使用情況，檢修人員和運行人員可以實時跟蹤接地總信號，對多個不同地點和工作組下達操作命令，避免誤掛誤拆接地線和帶地線送電的事故發生。輸電線路檢修接地線結構示意圖如圖5所示。

圖5 輸電線路檢修接地線結構示意圖

3.3 裝置通信設計

GPS信息收發裝置的電氣原理如圖6所示。

圖6 GPS信息收發裝置示意圖

GPS模塊將生成的經緯度信息傳送至微處理器單元，微處理器單元整合本體接地線地理信息和時間信息通過無線數據傳輸模塊傳送至云端，從而實現信息實時更新。

3.4 裝置實際應用分析

本文收集了山東某市供電公司2018年度前三季度城市輸電線路掛接地線的操作數據，并與未采用可視化監測裝置時的歷史數據進行比較，得到了該裝置的實際應用指標分析，見表1。

表1 裝置實際應用指標分析

由表1可以看出，采用可視化監測裝置進行掛接地線操作，可以明顯提高首次掛接成功率；由于GPS定位功能、壓力傳感器感知接地線狀態以及通信裝置的輔助作用，使得工作時長平均值降低了40%，工作效率提升明顯；可視化系統實時采集現場作業圖像，使得操作人員和監護人員的操作和監護更加標準化、規范化，杜絕了行為性違章和管理性違章的發生，提高了無違章作業率。

總結

可視化監測裝置采用了GPS傳輸方式，實現實時在線監測接地線的地理位置，可杜絕電力線路檢修作業過程中因接地線操作不當而帶來的安全隱患。

采用可視化系統采集現場作業圖像，使用壓力傳感器感知接地線狀態，其更具直觀性和可靠性，實現可視化管理，有效避免了因現場各級單位之間信息傳輸產生的時間延誤，提高了工作效率，并有效降低了信息誤報的可能性，避免因檢修掛接地線誤操作帶來的人員傷亡和設備損失，為能源互聯網背景下大電網停電檢修提供了一定的技術支持。