作业现场盲区可视化装置 CNR218-012

这个项目要解决什么背景问题？

变电站倒闸操作、设备检修和带电检测作业中，运维人员常需在开关柜、电缆沟、变压器本体等视线受阻区域作业。这些区域结构紧凑、遮挡物多，监护人无法直接观察作业人员操作姿态与安全距离，只能依靠语音沟通，存在误判风险。2022年，某省电力科学研究院在一次220kV变电站例行检修中，因监护人未能及时发现作业人员手臂越过带电间隔安全距离，险些酿成相间短路事故。此类盲区作业风险长期存在，传统解决方式依赖增设临时围栏和加强人员提醒，效果有限。

研发团队走访了7个地市供电公司，收集了43起盲区作业相关事件记录，发现其中31起与视线遮挡直接相关。团队由此立项，研发一套能实时呈现作业现场盲区画面的可视化装置，让监护人能像亲眼所见一样掌握作业人员动态。

现场存在哪些具体问题？

一是盲区监护依赖对讲机语音描述，监护人无法确认作业人员具体位置和动作幅度，尤其在嘈杂环境中信息传递失真严重。二是现有临时监控设备需现场架设电源线和视频线，准备时间超过40分钟，且设备体积大、搬运不便，在狭窄电缆沟内难以布设。三是强电磁环境下视频信号易受干扰，画面出现条纹和花屏，夜间作业时补光不足，画面质量难以适应监护需求。四是缺乏作业前后状态对比记录，发生异常后难以回溯分析原因。

本项目的创新目标是什么？

项目设定三项核心指标：一是装置部署时间不超过5分钟，单人即可完成架设与调试；二是视频画面在10kV开关柜操作产生的瞬态电磁干扰下仍能保持清晰流畅，画面延迟不超过300毫秒；三是连续工作时间不少于8小时，适应一个完整检修班次需求。同时，装置需具备录像回放功能，为事后分析提供依据。

技术方案如何实现？

装置由采集端、传输端和显示端三部分组成。采集端采用工业级高精度摄像头，水平视角达120度，配合自动补光LED灯组，在照度低于1勒克斯的电缆沟内仍能输出清晰彩色画面。摄像头安装在磁吸式云台上，可吸附于开关柜金属外壳或构架任意位置，云台支持水平330度、垂直90度旋转，作业人员移动时监护人可遥控跟拍。

传输端采用5.8GHz专用无线频段，避开2.4GHz频段上蓝牙和Wi-Fi设备的干扰。实测在变电站强电磁环境下，无线传输距离达80米，穿墙后信号衰减不超过15%。显示端为7英寸高亮屏，亮度达1000尼特，户外强光下画面依然可见。屏幕支持双画面同显，可同时展示作业区域全景和关键部位特写。

供电采用内置磷酸铁锂电池组，容量达198Wh，满电状态下可持续工作10小时。电池组具备过充、过放、过流保护，外壳采用阻燃ABS材料。整机重量2.3公斤，配专用便携背包，单人可携带进入作业现场。装置底部设有三脚架接口，也可直接放置于地面或工具箱上使用。

创新亮点有哪些？

磁吸式快速部署结构：云台底部嵌入4颗钕铁硼永磁体，单点吸力达8公斤，可在铁质表面任意位置固定，无需工具和辅助支架，部署时间从传统方式的40分钟缩短至3分钟。双画面同屏显示：监护人可同时观察作业人员全身姿态和手部精细操作，避免切换画面时遗漏关键动作。自动补光与宽动态技术：在背光或逆光场景下自动调整曝光参数，确保作业人员轮廓清晰可辨。录像存储与一键回放：内置64GB存储空间，可连续录制72小时视频，异常发生后可通过时间戳快速调取对应时段画面。

落地应用效果如何？

装置在3个地市供电公司的12个220kV变电站和8个110kV变电站投入试运行，涵盖倒闸操作、电缆检修、变压器例行试验等5类典型盲区作业场景。在为期6个月的试运行中，累计完成盲区作业监护327次，未发生一起因视线遮挡导致的安全事件。

效率提高方面，以10kV开关柜倒闸操作为例，传统方式需2名监护人员分别在柜前和柜后值守，使用装置后1名监护人即可同时掌握前后两个作业面情况，单次操作监护人力投入减少50%。在电缆沟内作业场景中，原先每20分钟需安排专人到沟口查看作业人员状态，现在监护人通过屏幕即可持续观察，作业连续性明显改善。

运维人员反馈，装置画面清晰度满足辨识螺丝规格和线缆编号的要求，夜间作业时补光效果良好。在一次110kV变压器有载分接开关检修中，监护人通过特写画面发现作业人员扳手打滑碰触邻近带电端子，及时喊停，避免了可能发生的短路故障。

常见问题

问：装置在雨天或高湿度环境下能否正常使用？
答：采集端和显示端外壳均达到防尘防水等级要求，可在中雨环境下短时使用。连续降雨场景建议加装随机附带的透明防护罩，不影响画面清晰度。

问：多套装置同时在同一变电站使用时，无线信号会互相干扰吗？
答：装置支持8个独立信道切换，同一区域最多可同时使用8套设备而不产生相互干扰。现场使用时可通过显示端菜单一键切换信道。

问：录像数据如何导出？是否需要专用软件？
答：装置侧面设有标准USB接口，插入U盘后按菜单键即可导出录像文件，文件格式为通用MP4格式，无需专用播放软件，电脑和手机均可直接打开查看。

Q：该创新成果的适用场景有哪些？

A：本成果适用于电力系统各类相关作业场景，包括但不限于变电站运维、输电线路检修、配电作业等。

Q：与传统方案相比，主要优势是什么？

A：主要优势体现在作业效率提升、安全风险降低、操作便捷性增强等方面。

Q：后续是否有升级计划？

A：将根据现场应用反馈持续改进改进，进一步提升性能和适用性。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。