SF6壓力表閥門防誤變位的未來技術探討

江智聰 黎承恩 余俊豪 羅應康 章敏

摘 要：目前SF6壓力表閥門防誤變位技術的應用極大的改善GIS設備巡視質量，提高了設備運行的安全性、可靠性，減少了運行人員的日常巡視維護工作負擔;同時提高了GIS設備取氣補氣等工作效率。但目前防誤變位主要靠運行人員確認裝置是否被打開，文章將結合在線識別技術、無線通訊技術等技術進行SF6壓力表閥門防誤變位新技術的探討。

關鍵詞：SF6壓力表;常閉常開閥門;防誤變位;應有;新技術

在SF6壓力表閥門防誤變位鎖具得到了應用，由于新技術的不斷出現。以下將幾種能應用在防誤變位鎖具的新技術進行介紹探討。

一、圖像識別在防誤變位鎖具狀態識別的應用

目前運行人員還是通過巡視觀察閥門位置的同時對閥門進行密封閉鎖保護檢查。隨著近年來網絡信息化的不斷發展，計算機技術逐漸應用于各個行業。計算機包含的內容非常廣闊，其中應用最多的是圖像識別技術。這種新型智能化技術對變電運行人員的日常巡視維護產生了至關重要的作用。圖像識別技術必須按照客戶具體需求進行處理。由此可見，圖像識別處理是一種靈活的技術，可以按照客戶具體要求處置和分析。

（一）圖像識別技術的發展

圖像識別處理技術是20 世紀60 年代隨著計算機行業興起而產生的新型技術，在實際應用和發展中獲得了重要應用成果。俗話說，感官最重要的是視覺，而圖像又是視覺的基礎。早期圖像處理的目標是單純優化質量，以人為物，達到優化視覺效果的目的。

（二）圖像識別技術的實際應用

20 世紀70 年代開始，計算機行業技術不斷優化改革，圖像識別技術處理向更先進的方向發展。人們已開始著研究如何使用計算機表達圖像的意義，在實際應用中獲得了重要成果。其中，最值得一提的是外國學者的視覺理念，成為了計算機之后十幾年的中心思想。20 世紀80 年代，人們開始將圖像識別技術應用于地理系統，用于研究海量圖片的自動生成。圖像識別處理技術真正開始發展是在20 世紀90 年代，真正飛躍發展是在21 世紀。此時，圖像識別技術已在許多行業和領域得到廣泛使用和重視，包括醫療行業、軍事行業、電力等領域[1]。

智能變電站中，對設備狀態進行自動檢測和發現。使用方法包括應用電子刪和圖像識別等方法。應用圖像識別的方法，具有更實用的前景。因為圖像具有豐富的內容，針對圖像的識別和判斷，能夠實現更智能化的檢測。圖像識別應用于設備防誤變位，主要有兩種研究方法。第一種，使用常規高清攝像頭，通過將圖像與原始圖像進行對比，應用算法得出進入物體輪廓，并進行識別。第二種，首先根據模式識別的過程框圖， 對所獲得的紅外圖像進行了預處理，并在此基礎上提出了基于形態學邊緣檢測和Ostu法相結合的分割方法和基于數學形態學的分水嶺分割方法，對相關物體的輪廓進行識別[2]。

若按運動目標檢測和目標分類。運動目標檢測的方法主要由背景幀差法、鄰幀差法和光流法，以及以上三種算法的衍生改進方法。統計模式識別和目標模式識別是兩種主要的目標分類方法，分別依賴目標的特征和結構來分類。現有算法中，主要以目標特征提取和機構的描述不同來分類，并產生不同的分類器。提取目標的形狀、紋理和顏色等特征，進行圖像的分類識別，主要的方法有近鄰法、貝葉斯法、聚類法、SVM以及神經網絡等方法。

二、物聯網在防誤變位鎖具狀態信息傳輸的應用

電網的未來發展方向是智能電網。智能電網的主要特征在于實現電力流、信息流、業務流高度一體化，其核心之一是信息的無損采集、流暢傳輸、有序應用，而這正是物聯網的技術特點和優勢。將物聯網與智能電網相融合，具有重要的科學意義和工程價值。一方面，物聯網技術有助于進一步有效整合電力系統和信息通信基礎設施資源， 使通信資源更好地服務于電力系統運行，讓未來電網會“思考”，提高輸變電設備運行可靠性，改善輸變電資產的利用效率。另一方面，智能電網建設將成為拉動物聯網產業、推進信息通信產業發展的強大驅動力， 并有力地影響和推動其他行業的物聯網應用， 提高我國工業生產和公眾生活等各個方面的信息化水平。物聯網一般是指“物物相連的互聯網”，通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。作為新一代信息通信技術，物聯網技術的發展引起了廣泛關注[3]。

現有的防誤變位鎖具狀態信息在線監測系統，大多采用3層分布式應用方案，就地監測層、站端控制層、遠方監控與數據采集管理層，一般采用RS485/CAN總線方式通訊，將監測數據經電力通信網實時上傳至監控中心。由于采用有線通信模式，須鋪設通信介質（如光纖）作為通信信道，不僅布線復雜、施工時間長、安裝成本高，且通信信道一旦遭人為或自然災害破壞后，故障定位困難。故基于傳感網及無線通信的設備監測系統可有效解決有線通信方式的弊端，其可劃分為感知層、網絡傳輸層和應用層。感知層是將無線傳感網應用于變電設備狀態監測，針對單個設備狀態監測建立傳感器無線通信鏈路，收集各監測量數據信息。網絡傳輸層則將收集到的設備狀態量監測數據信息經Zigbee組網（GPRS/CMDA公網成本較高，不建議采用），或者站內采用IEEE802.11系列WLAN通信協議，以無線方式傳輸到站控終端或遠端數據中心.應用層則是基于收集到的設備監測數據，進行狀態評價、故障診斷等高級應用分析[4]。

三、可穿戴設備在防誤變位鎖具狀態監測的應用

針對防誤變位鎖具狀態監測的研究中，將圖像識別技術應用到穿戴式設備上，是一個很有益的嘗試。通過頭戴設備進行圖像采集，通過無線網絡回傳服務器進行識別，進而結合工作人員是否有誤操作的情況發生。

智能電網中智能監控、智能識別是很重要的輔助設備，將其功能進行整理和整合，將在提升電網可靠性發揮重大作用。圖像識別系統的是視頻監控系統的軟件重要延伸，這里指的視頻監控系統，是電力生產中廣義上包含的視頻監控系統，即以攝像頭為感知單元，以各種通信協議、通信信道為傳輸手段，以微處理器或者服務器為硬件處理載體，提供圖像作為監控內容系統。圖像識別功能，作為視頻監控系統的高級功能，搭載在各種軟硬件本身之上。雖然國內外做了大量的研究，并且得出了很多成果。但存在很大的局限性，如軟件管理權限分割，導致系統由設備歸屬的部門管理，造成結果不能共享，維護不能到位，信息浪費等結果。圖像識別功能，作為各種子系統、不同平臺管理軟件的輔助功能，無法發揮其應有的智慧整合功能。

結束語：

本文將SF6壓力表閥門防誤變位與新技術結合應用做了一個簡單歸納，主要為與圖像識別、物聯網和可穿戴設備三個方向進行探討。

參考文獻：

[1] 李亞奇.計算機圖像識別技術的發展現狀與應用實踐[J].信息與電腦（理論版），2019（14）：30-31+34.

[2] 林慶達，禤亮，覃威威，秦昊.電力系統圖像識別研究綜述[J].云南電力技術，2017，45（04）：30-33.

[3] 王春新，楊洪，王煥娟，張君艷.物聯網技術在輸變電設備管理中的應用[J].電力系統通信，2011，32（05）：116-122.

[4] 郭創新，高振興，張金江，畢建權.基于物聯網技術的輸變電設備狀態監測與檢修資產管理[J].電力科學與技術學報，2010，25（04）：36-41.

[5] 林慶達，禤亮，覃威威，秦昊.電力系統圖像識別研究綜述[J].云南電力技術，2017，45（04）：30-33.

作者簡介：

江智聰（1995-），男，廣東廣州人，大學本科，研究方向：變電運行與維護的實踐方面