基于無(wú)線通訊的帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端研發(fā)

傅晨釗，郭 森，徐 鵬，胡正勇，林 敏，韓 冬，張 銘

(1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.上海艾飛能源科技有限公司，上海 200433)

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基于無(wú)線通訊的帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端研發(fā)

傅晨釗1，郭 森1，徐 鵬1，胡正勇1，林 敏1，韓 冬2，張 銘2

(1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437；2.上海艾飛能源科技有限公司，上海 200433)

為提高帶電檢測(cè)工作的質(zhì)量與效率，從現(xiàn)有工作開(kāi)展的不足分析入手，設(shè)計(jì)研發(fā)了基于無(wú)線通訊的帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)表明，該發(fā)平臺(tái)與終端能夠顯著提高作業(yè)的質(zhì)量與效率，很好的滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)層、技術(shù)管理層與決策層的不同需要。

帶電檢測(cè)；無(wú)線通訊；移動(dòng)終端

目前，電網(wǎng)設(shè)備檢修正逐漸由定期檢修向狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變[1]。狀態(tài)檢修是依靠先進(jìn)檢測(cè)手段和試驗(yàn)技術(shù)采集電氣設(shè)備各種數(shù)據(jù)信息，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行工況綜合分析判斷后，確定設(shè)備檢修周期和項(xiàng)目。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：能適時(shí)檢修缺陷，預(yù)防設(shè)備事故發(fā)生，提高運(yùn)行的安全可靠性；可以延長(zhǎng)檢修周期，提高設(shè)備利用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命[2-6]。由于具有靈活、準(zhǔn)確、及時(shí)等特點(diǎn)，作為設(shè)備狀態(tài)表征參量獲得的重要手段——輸變電設(shè)備的帶電檢測(cè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

雖然現(xiàn)有多項(xiàng)帶電檢測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)范，但一般僅針對(duì)單個(gè)設(shè)備的具體開(kāi)展，而對(duì)于變電站或線路現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，則缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的流程設(shè)定、儀器選用、測(cè)點(diǎn)選擇，這可能影響到檢測(cè)結(jié)果的判斷。如部分檢測(cè)儀器性能差異較大，或測(cè)點(diǎn)的不同距離、位置等因素，可能帶來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)的顯著差異，直接影響到數(shù)據(jù)間的縱比與橫比，而僅僅能夠滿足絕對(duì)值不越限的基本要求，精益化程度不夠。因此，帶電檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)尚有待規(guī)范[7-8]。

此外，現(xiàn)有檢測(cè)儀器普遍不支持檢測(cè)圖像或數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸，往往需要先記錄檢測(cè)結(jié)果編號(hào)(如紅外測(cè)溫)，需要時(shí)再將存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行分析。現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明，后期工作(包括圖像或數(shù)據(jù)導(dǎo)出，報(bào)告編制)的工作量已接近現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)階段，占據(jù)了相當(dāng)?shù)娜肆εc時(shí)間，也一定程度上影響到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)質(zhì)量的提升，所以帶電檢測(cè)的工作效率仍需要進(jìn)一步提高。

再者，目前帶電檢測(cè)的技術(shù)監(jiān)督主要采取現(xiàn)場(chǎng)檢查與報(bào)告檢查的方式，前者需要大量的人員與時(shí)間，難以覆蓋整個(gè)工作面，監(jiān)督效率一般.后者則無(wú)法對(duì)檢測(cè)工作的質(zhì)量與進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督與干預(yù)，缺乏時(shí)效性。

最后，隨著帶電檢測(cè)重要性的提高，檢測(cè)人員所需的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的深度與廣度均需要提升，素質(zhì)要求逐漸向“專(zhuān)家”發(fā)展，不僅要求能夠準(zhǔn)確檢測(cè)，而且需要熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等方面知識(shí)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)異常進(jìn)行正確判斷。組建一支能夠滿足上述要求的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)隊(duì)伍需要耗費(fèi)大量的人財(cái)物資源，且效率與效果有待驗(yàn)證。如何最大限度發(fā)揮現(xiàn)有人員能力，提高多專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的實(shí)時(shí)協(xié)同工作勢(shì)在必行。

綜上可見(jiàn)，需要在帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，檢測(cè)人員和遠(yuǎn)方專(zhuān)家支持的多層面、快速交流互動(dòng)，以及近距離無(wú)線通訊應(yīng)用等方面加強(qiáng)力量，提高工作的質(zhì)量與效率，才能更好地為電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)診斷提供依據(jù)。本文主要圍繞上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)用于帶電檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端，并將其應(yīng)用于變電站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，這對(duì)于提高帶電檢測(cè)的規(guī)范性、工作效率、時(shí)效性以及協(xié)同性具有重要意義。

1 管理平臺(tái)與移動(dòng)終端的功能設(shè)計(jì)

1.1 基本設(shè)想

充分利用無(wú)線通訊技術(shù)使之深入帶電檢測(cè)工作各環(huán)節(jié)，在帶電檢測(cè)作業(yè)管理、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程和數(shù)據(jù)模板、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流及知識(shí)積累方面，充分發(fā)揮移動(dòng)終端和遠(yuǎn)端平臺(tái)的特性，從而改進(jìn)傳統(tǒng)帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)模式，建立帶電檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)的新業(yè)務(wù)模式，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，提升精益化管理水平，充分發(fā)揮遠(yuǎn)端專(zhuān)家資源優(yōu)勢(shì)，有效支撐帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展。

1.2 整體的結(jié)構(gòu)框架與功能設(shè)計(jì)

整體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示，分為三層：

圖1 平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)

(1)運(yùn)維決策層

提供管理駕駛艙的體驗(yàn)，了解關(guān)鍵檢測(cè)工作進(jìn)展與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況；掌控帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)宏觀的監(jiān)控和關(guān)鍵指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，輔助決策，制定合理的資源和計(jì)劃優(yōu)化方案。

(2)狀態(tài)評(píng)價(jià)中心

作為帶電檢測(cè)工作的技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)監(jiān)督，借助平臺(tái)一方面可充分發(fā)揮評(píng)價(jià)中心的技術(shù)資源，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的異常進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程會(huì)診，提出運(yùn)維建議；另一方面通過(guò)及時(shí)有效的掌握現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)展和檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)質(zhì)量的整體提升。此外，作為帶電檢測(cè)的執(zhí)行者，中心可生成帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)，指派工作團(tuán)隊(duì)。

(3)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)層

通過(guò)管理終端接收管理平臺(tái)下達(dá)的帶電檢測(cè)任務(wù)，按照管理終端中預(yù)定義的規(guī)范作業(yè)流程、儀器選用、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試路線與測(cè)點(diǎn)選擇、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模板進(jìn)行帶電檢測(cè)工作；管理終端支持多種類(lèi)型帶電檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)接入擴(kuò)展，與檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)通訊，與管理平臺(tái)保持?jǐn)?shù)據(jù)通信，及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)記錄的各項(xiàng)參數(shù)和采集的素材，建立溝通交流平臺(tái)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作資源。

1.3 主要特點(diǎn)

(1)帶電檢測(cè)工作模式的創(chuàng)新

現(xiàn)有帶電檢測(cè)工作中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、異常診斷與運(yùn)維相對(duì)脫節(jié)，加之人員能力、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)等因素的差異，影響了帶電檢測(cè)作用的充分發(fā)揮。依托終端與平臺(tái)建設(shè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，可在保證及時(shí)性的前提下，使得帶電檢測(cè)中“檢測(cè)”與“診斷”兩個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，形成“現(xiàn)場(chǎng)高端檢測(cè)”、“遠(yuǎn)端準(zhǔn)確診斷”兩者間互動(dòng)，并為運(yùn)維決策提供實(shí)時(shí)建議，形成了“測(cè)”、“診”、“用”三位一體的工作新模式。1)“測(cè)”。簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)的工作要求，人員需求以技能性為主，要求熟練操作、檢測(cè)準(zhǔn)確；2)“診”。異常數(shù)據(jù)集中診斷可最大化專(zhuān)家資源的利用，要求人員掌握設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行相關(guān)信息，能夠準(zhǔn)確判斷，提出現(xiàn)場(chǎng)異常處理及后續(xù)運(yùn)維建議；3)“用”。運(yùn)維管理人員根據(jù)“測(cè)”、“診”結(jié)果與建議，制定運(yùn)維策略與計(jì)劃。

(2)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是質(zhì)量的重要保證，也是效率提升、后續(xù)數(shù)據(jù)高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)測(cè)試儀器及應(yīng)用、測(cè)試環(huán)境條件、人員選用、檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化，提高數(shù)據(jù)檢測(cè)的可信度，為更大范圍的數(shù)據(jù)共享與挖掘提供基礎(chǔ)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)路徑與測(cè)點(diǎn)設(shè)置，終端可將測(cè)點(diǎn)與設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)匹配，將檢測(cè)結(jié)果(含圖像)直接納入設(shè)定的報(bào)告模板，輔助生成檢測(cè)報(bào)告，該報(bào)告可在現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)端平臺(tái)同時(shí)調(diào)閱，極大地減少了常規(guī)報(bào)告的工作量，而將工作聚焦于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)節(jié)，提高工作質(zhì)量。

(3)基于WIFI-SD卡的帶電檢測(cè)設(shè)備無(wú)線通信技術(shù)

WIFI-SD卡是帶WIFI功能的SD存儲(chǔ)卡，能夠自建WIFI熱點(diǎn)。通過(guò)將WIFI-SD插入帶電檢測(cè)設(shè)備，將設(shè)備中的帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)自建WIFI網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)http協(xié)議自動(dòng)獲取到帶電檢測(cè)管理終端上，現(xiàn)場(chǎng)有效距離在15～20米，在變電站內(nèi)復(fù)雜干擾的情況下也信號(hào)良好。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用提高了帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，大大降低了數(shù)據(jù)歸檔整理的工作量。

在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)行更為深入的高級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，如“基于動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)輔助判斷”，將單體設(shè)備狀態(tài)與整體設(shè)備狀態(tài)相結(jié)合，提出需要關(guān)注的設(shè)備。

(4)實(shí)時(shí)技術(shù)監(jiān)督的實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)可實(shí)時(shí)獲得終端自動(dòng)上傳的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的全部信息，包括儀器設(shè)備選用、作業(yè)規(guī)范性、安全事項(xiàng)，特別是檢測(cè)結(jié)果與具體數(shù)據(jù)圖像。基于此可依據(jù)相關(guān)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定，開(kāi)展帶電檢測(cè)作業(yè)的實(shí)時(shí)技術(shù)監(jiān)督，對(duì)工作的規(guī)范性、質(zhì)量、安全等進(jìn)行評(píng)價(jià)，促進(jìn)作業(yè)水平的提升。此外，通過(guò)預(yù)設(shè)的判據(jù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)核查，包括數(shù)據(jù)的規(guī)范性、完整性和合理性。

(5)專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)協(xié)作

基于通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“檢測(cè)儀器-現(xiàn)場(chǎng)終端-遠(yuǎn)端平臺(tái)-專(zhuān)家終端”的實(shí)時(shí)信息共享，可根據(jù)需求將分布于不同地點(diǎn)、不同部門(mén)的專(zhuān)業(yè)人員隨時(shí)動(dòng)員組織，將遠(yuǎn)方專(zhuān)家、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、運(yùn)維管理在某項(xiàng)工作上有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)協(xié)作的優(yōu)勢(shì)。

(6)面向診斷需求的輔助分析功能

從帶電檢測(cè)應(yīng)用的角度出發(fā)，提出“面向診斷需求的輔助分析”，從設(shè)備診斷分析需求出發(fā)，設(shè)想設(shè)備可能存在的主要缺陷類(lèi)型，將設(shè)備的帶電檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并按照主要缺陷類(lèi)型的不同，設(shè)計(jì)檢測(cè)項(xiàng)目的順序，形成設(shè)備缺陷分析及報(bào)告的基礎(chǔ)模塊；自動(dòng)將設(shè)備檢測(cè)歷史信息自動(dòng)整理，分檢測(cè)日期以添加工作條的形式進(jìn)行匯總，并配以圖表形式；人工通過(guò)數(shù)據(jù)檢索可選取同廠、同期、同站其他設(shè)備作為參照，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計(jì)。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)例

2015年7月，在某500 kV變電站進(jìn)行了試用，檢測(cè)對(duì)象為：500 kV區(qū)域內(nèi)主變、GIS、設(shè)備；檢測(cè)項(xiàng)目包括：紅外、紫外、超高頻、超聲、鐵心接地高頻電流、避雷器高頻電流等。實(shí)際終端界面如圖2，平臺(tái)界面如圖3所示。

圖2 終端界面(紅外檢測(cè))

圖3 平臺(tái)界面(紅外檢測(cè))

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：

(1)基于WIFI-SD卡的檢測(cè)設(shè)備無(wú)線通信能夠應(yīng)用于FLIR紅外儀、寬頻示波器等主要檢測(cè)儀器，通訊距離不小于10米，通訊功能穩(wěn)定；

(2)標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)路線與測(cè)點(diǎn)安排有效降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)強(qiáng)度，將檢測(cè)時(shí)間由原有的3天降為2天，報(bào)告處理時(shí)間由原有的1天降為1小時(shí)；

(3)遠(yuǎn)程平臺(tái)可通過(guò)內(nèi)外網(wǎng)雙向隔離后及時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)，傳輸速度能夠滿足實(shí)時(shí)技術(shù)監(jiān)督的需要；

(4)部分檢測(cè)儀器暫不支持WIFI-SD卡的傳輸功能，后續(xù)需要進(jìn)行改造或選用能夠支持傳輸?shù)脑O(shè)備。

3 結(jié)論

本文主要從提高輸變電設(shè)備的帶電檢測(cè)的規(guī)范性、工作效率、時(shí)效性以及協(xié)同性等方面入手開(kāi)展研究，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了用于帶電檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端，并將其應(yīng)用于變電站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

實(shí)踐表明，研發(fā)的帶電檢測(cè)作業(yè)管理平臺(tái)與移動(dòng)終端重點(diǎn)在帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；檢測(cè)人員和遠(yuǎn)方專(zhuān)家支持的多層面、快速交流互動(dòng)；近距離無(wú)線通訊應(yīng)用；實(shí)時(shí)技術(shù)監(jiān)督等方面進(jìn)行了創(chuàng)新與完善，實(shí)現(xiàn)了人力、知識(shí)等資源的優(yōu)化配置，創(chuàng)立了“測(cè)”、“診”、“用”三位一體的工作新模式，能夠顯著提高作業(yè)的質(zhì)量與效率，很好的滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)層、技術(shù)管理層與決策層的不同需要，促進(jìn)了帶電檢測(cè)工作整體質(zhì)量與效率的提升，值得完善推廣。

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(本文編輯：楊林青)

Development of Standardized Performance Management Platform and Mobile Terminals for Live Detection Based on Wireless Communication

FU Chen-zhao1, GUO Seng1, XU Peng1, HU Zheng-yong1, LIN Min1, HAN Dong2, ZHANG Ming2

(1. State Grid Electric Power Research Institute, SMEPC, Shanghai 200437, China;2. Shanghai Aifei Energy Technology Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

To improve the quality and efficiency of live detection, this paper analyzes the defects of current performance and develops standardized performance management platform and mobile terminals for live testing based on wireless communication. On-site testing shows that the newly developed system can improve the quality and efficiency of the tasks substantially and meet various demands ranging from field testing to technical and strategic management.

live detection；wireless communication; mobile terminds

10.11973/dlyny201506004

傅晨釗(1975)，男，博士，從事輸變電設(shè)備試驗(yàn)技術(shù)研究。

TM855

A

2095-1256(2015)06-0761-04

2015-09-09