引言
配電站是配電運維和作業(yè)人員的日常工作場所,然而這些場所中,除傳統(tǒng)的安健環(huán)以外,缺乏其他有效的安全警示手段,能起到的安全警示作用有限,現(xiàn)場作業(yè)人員的安全防范意識差,人身安全不能得到很好的保障。
隨著社會經濟的發(fā)展,電力負荷快速增長,配電網不斷擴張,且趨于規(guī)范化與智能化。配電站等集中性供電設施的數(shù)量也在與日俱增,這些場所不僅是配電網中的關鍵點,還是配電運維和施工人員的日常工作場所。在這些場所進行作業(yè)時,由于現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境一般較好,作業(yè)人員安全警惕性往往不高,不規(guī)范操作的情況和安全事故時有發(fā)生,因此在這些場所配備安全警示設施顯得尤為重要。
1新型安全警示語裝置研制的意義與必要性
開關站、配電房等場所是配電網中安全生產、治安管理的重點,為確保電氣設備的安全運行,防止安全事故的發(fā)生,這些場所有必要加裝新型安全警示語裝置。新型安全警示語裝置應具備以下功能:
(1）限制人員進出。作為配電網安全重地,禁止一切與工作無關的人員進入配電室。
(2）自動檢測。在有人進出時安全警示語裝置能自動進行檢測。
(3）聲光告警。當安全警示語裝置檢測到人員出入時,警示燈閃爍,并自動播放安全警示語音。
對某供電所轄區(qū)范圍內的開關站、配電房等場所現(xiàn)有的安全警示裝置進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)裝有簡單門禁、具備簡單蜂鳴報警功能的大約只占兩成,其他的都只粘貼有傳統(tǒng)的安健環(huán)。由此可見,該供電所轄區(qū)內開關站、配電房等室內配電設施的安全警示裝置構成比較單一,所具備的功能均比較簡單,不能很好地起到安全防范和提示的作用。為有效提高室內作業(yè)人員的安全意識,減少安全事故的發(fā)生,研制一款新型的安全警示語裝置,改進并完善現(xiàn)有安全警示裝置功能具有重要意義。
基于此,本文介紹了一款新型安全警示語裝置的設計方案,其能夠解決現(xiàn)有安全警示裝置功能不足的問題。該裝置既可以通過語音提示來代替?zhèn)鹘y(tǒng)蜂鳴器刺耳的報警聲,起到更好的安全提示和防護作用,又方便攜帶、安裝與運行維護。
2新型安全警示語裝置設計方案的提出與比選
2.1 3種新型安全警示語裝置設計方案
2.1.1柱式安全警示語裝置
該裝置示意圖如圖1所示,其由兩個安全警示裝置柱子模塊組成,利用光電傳感器檢測人員進出,并播放事先錄制的安全警示語。
圖1柱式安全警示語裝置示意圖
2.1.2門式安全警示語裝置
該裝置兩側由主機和光感接收器組成,其利用光電傳感器檢測人員進出,檢測到人員進出時玻璃門自動打開,并播放事先錄制的安全警示語。
2.1.3單箱式安全警示語裝置
該裝置示意圖如圖2所示,其主要由主機和紅外反光鏡兩部分構成,其中主機包括紅外線發(fā)射傳感器、可錄音音響、聲光報警器、鋰電池電源和控制器等功能模塊,檢測到人員進出時警示燈閃爍,同時揚聲器發(fā)出事先錄制的安全警示語音。
2.2不同設計方案對比與優(yōu)選
針對上面3個方案,本文主要從安全警示語裝置的研制難度、研發(fā)成本、功能性、環(huán)境要求和便攜性等角度進行比選,如表1所示。
通過對不同方案進行對比分析可以得出:
(1）柱式安全警示語裝置的研發(fā)難度、成本以及對環(huán)境的要求較低,且便攜性比較優(yōu)秀,但是由于性狀限制,其能實現(xiàn)的功能有限。
(2）門式安全警示語裝置功能齊全、性能優(yōu)秀,但研發(fā)成本和研制難度過高,且對工作環(huán)境有較高的要求,便攜性也較差。
(3）單箱式安全警示語裝置簡化了光電接收側,便于安裝攜帶,也降低了對工作環(huán)境的要求,同時主機包含各個功能模塊,在功能性方面表現(xiàn)良好,研發(fā)難度和成本也在可接受的范圍內。
綜合考慮以上3種方案的分析結果,單箱式安全警示語裝置在研制難度、研發(fā)成本、功能性、安裝難度和便攜性等方面更具優(yōu)勢,因此本文選擇該方案作為設計方案。
3新型安全警示語裝置具體設計分析
3.1設計原理
如圖2所示,新型安全警示語裝置主要由主機和紅外反光鏡兩部分構成,其中主機包括紅外線發(fā)射傳感器、可錄音音響、聲光報警器、鋰電池電源和控制器等功能模塊。
電路原理:裝置采用聲光報警系統(tǒng),電路也主要分為聲、光兩部分。在無阻擋情況下,檢測傳感器B1正常工作,發(fā)光器發(fā)出的紅外光被反光鏡反射回來再被收光器收到,觸發(fā)繼電器K1不輸出控制信號:一旦有人員經過而擋住光路,收光器收不到光時,觸發(fā)繼電器K1就輸出一個控制信號,使音頻回路開關動作合上,形成完整回路,報警燈閃爍,同時揚聲器發(fā)出安全警示語音,語音的內容可根據(jù)具體需求預先通過麥克風、U盤等多種方式拷貝音頻文件錄入。電源插頭、充電電池組、電流轉換模塊共同構成裝置供電系統(tǒng),通過電源插頭可為電池組充電,再經過電流轉換模塊為告警回路供電。新型安全警示語裝置電路圖如圖3所示。
3.2尺寸設計與安裝方式
3.2.1尺寸設計
作為方案選擇的標準,應充分考慮單箱式安全警示語裝置工作環(huán)境現(xiàn)場的實際情況,確定框架尺寸,確保其能在更多實際場景中使用。根據(jù)配電房等室內配電場所的空間以及作業(yè)人員的作業(yè)習慣,考慮到便攜和安裝位置等因素,制訂單箱式安全警示語裝置的尺寸方案如圖4所示。
3.2.2安裝方式
單箱式安全警示語裝置主機可直接擺放,沒有其他安裝要求,反光鏡需要根據(jù)主機擺放位置進行調節(jié)安裝。根據(jù)討論,反光鏡的相關安裝方式主要可以分為磁鐵吸附式、卡扣式和粘附式3種。
(1）磁鐵吸附式。該種安裝方式使用磁鐵對反光鏡進行固定安裝。采用此種安裝方式,反光鏡需要吸附在金屬物體上,因此具有一定的局限性。但該種安裝方式具有一定優(yōu)點,不僅連接牢固,不易松動,而且拆卸輕松方便。
(2）卡扣式。該種安裝方式通過鉆孔對反光鏡進行固
定。該種安裝方式可能會破壞墻體,同時還需要對安裝點進行固定。該安裝方式也具有一定優(yōu)點,因為在墻體中固定安裝相對牢固,掉落風險較小。
(3）粘附式。該種安裝方式一般采用膠水對反光鏡進行安裝和固定,安裝過程簡單方便,而且不需要對墻體進行處理和破壞。但此安裝方法采用的膠水屬于有機物,長時間使用可能老化,存在一定風險。
對上述3種方式的優(yōu)缺點進行綜合比較,可以看出磁鐵吸附式性價比最高。磁鐵吸附式不僅工作量小,施工簡單,對墻體也不造成破壞,可重復利用率高,故選擇磁鐵吸附式作為首選方式對反光鏡進行固定安裝。同時考慮到少數(shù)情況,在無法利用磁鐵進行吸附安裝的情況下,將膠水粘附式作為備用安裝方式。
4應用流程與效果
4.l應用流程
對本文所述新型安全警示語裝置進行試驗,當有人員經過而擋住紅外線時,裝置可靠告警,報警燈閃爍,同時揚聲器發(fā)出安全警示語音。試驗合格后,將新型安全警示語裝置投入到各試點應用,例如在配電房內安裝,在保留原安健環(huán)安全提示功能的同時,通過聲光告警裝置,發(fā)出聲音警示作業(yè)人員規(guī)范操作,注意安全事項。
整個裝置輕巧便攜,主機側面裝有防滑紋抓手,移動和安裝都很方便,安裝位置靈活,主機和紅外反光鏡均可掛、可貼、可立。該裝置具有兩種供電方式,既采用12V鋰電池供電,充電一次可使用12h,方便在沒有插座的地方使用,又安裝有220V電源插頭,供電可靠性有保障。
4.2應用效果
(1）新型安全警示語裝置可以解決工作人員在日常巡視、設備檢測和檢修操作等日常工作中,警示信息和設備信息接收不足的問題。可根據(jù)需要錄入各種安全警示語,如"十個規(guī)定動作""十項溫馨提醒"等,通過設備的提示和警示作用,提高室內作業(yè)人員的安全防范意識,保證工作人員的人身安全。
(2）新型安全警示語裝置不同于傳統(tǒng)的安全警示標志牌,采用語音而非書面提醒的方式,使安全警示語更加立體化和集中化,警示作用更加直接、高效。
(3）此裝置占地小,功能齊全,對環(huán)境要求低,可以應用于各種場所。
5結語
本文提出了一種通過紅外線自動檢測人員出入室內配電場所并發(fā)出安全警示語音的新型安全警示語裝置設計方案,提高了安全警示工作的有效性。新型安全警示語裝置在檢測到人員經過時,警示燈閃爍,并通過揚聲器播放事先錄制的安全警示語音,作業(yè)人員由此能夠直觀地意識到工作場所存在的安全隱患與注意事項,規(guī)范作業(yè),避免受到人身傷害。
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