基于高安全低頻探測器的電力運維方法研究

劉國華 金學明 張謙 聶琪鶴 南岳松

摘 要：傳統電力運維信息化程度較低，主要通過人工定時巡檢等方式來展開，較差的時效性和可靠性導致迅速準確定位電力設備故障點，同時也需要投入大量人力物力才能實現電力設備的有效管理。為解決這一困境，本文提出了基于高安全低頻探測器的電力運維方法，其中的Web客戶端能夠幫助電力企業實時監控電力運行數據和預警信息，并通過手持機等對運維人員下單相應任務;而手持機能夠幫助運維人員上傳檢修和值班情況等數據。通過人和高安全低頻探測器的有效配合，使得電力運維管理的效率和時效性大大提高，有效消除傳統人工運維盲區，實現電力運維的智能化、可視化、專業化并切實降低運維成本。

關鍵詞：電力;運維管理;高安全低頻探測器;時效性

現階段生產生活用電對用電安全和供電質量提出了更高的要求，相應地電力企業必須以“主動運維”來替代傳統的“被動運維”，這就意味著必須在“安全”的基礎上，構建以“經濟”為核心的職能電力運維方法，以便管理者便利的對電力設備、運維數據及運維人員等展開管理，使電力運維管理方法緊跟當前的技術發展潮流[1]。

1高安全低頻探測器的介紹

本文所用的高安全探測器是一款可識讀電纜標識器（高安全低頻電子標識器、扎帶式超高頻標簽、粘貼式超高頻標簽、發光電子標簽、輸配電超高頻標簽）的探測設備，支持對識讀到的電纜標識器進行身份認證、秘鑰解析、消息上傳等巡檢的工作（讀取發光標簽距離大于2米、點亮發光標簽距離大于1.5米，讀取配電標簽距離大于5米），同時還支持全網通話、短消息、北斗/GPS定位、攝像拍照、二維碼掃描等功能，便于國家電網人員的使用，其中適配的工業級平板手持機是超高頻讀寫手持設備（可單獨使用），支持符合ISO/IEC 18000-6C EPC Class1 Gen2和GB/T 29768-2013《信息技術射頻識別800/900MHz空中接口協議》雙協議（如圖1所示）。

整個高安全探測器整體上由如下三個部分構成：

第一，可識讀電纜標識器，通過貼在物體上來識別地下電力電纜，內部主要由天線、芯片及耦合元件組成，地下電力電纜的信息存儲在芯片上以完成和射頻天線間的通信。以發光電子標簽為例，其內嵌“國網芯”UHF射頻識別標簽芯片，利用無線取能技術實現無源發光功能，支持指定標簽的可視化查找，并且采用國標通信協議和國密算法，具有自主可控、安全可靠、操作便捷等特點，滿足復雜環境下的電纜快速查找和識別需求（如圖2所示）。

第二，超高頻讀寫手持設備，通過天線與可識讀電纜標識器進行雙向無線通信，完成電子標簽芯片內數據的識別或讀出/寫入，其可以作為單獨的整體執行顯示、讀寫及數據處理等操作，也可以嵌入到系統中以接受主機的控制。

第三，后臺應用軟件，主要負責處理采集到的數據以便于用戶的使用。作為直接面向用戶的人機交互界面，后臺應用軟件可協助完成對超高頻讀寫手持設備的指令操作和中間件的邏輯設置、集中處理統計采集到的目標信息、控制超高頻讀寫手持設備對電子標簽信息的讀寫等[2]。

2 基于高安全低頻探測器的電力運維方法

2.1 基于高安全低頻探測器的電力運維方法需求分析

本文將重點以地下電力電纜的運維管理為例，探究基于高安全低頻探測器的地下電力電纜運維方法，基于高安全低頻探測器的電力運維方法主要能夠方便管理者和運維人員方便快捷的實施運維任務的安排實施，確保運維結果快速反饋和保存等各種業務提供服務，同時提供友好、便捷的操作界面，系統通過接受用戶的操作，在后臺執行數據和文件操作來完成具體服務流程。具體而言，方法的主要需求包括：能夠為運維人員制定和分派運維任務，制定任務時刻選擇多種不同的報表、任務制定期限、制定運維人員等;不同用戶權限有所差異，因此要能夠進行用戶權限設置，主體上分為任務管理者和運維作業人員;電纜及其設備數據的錄入、導出和導入能夠淑芬便捷，通過給電纜及其設備綁定相關的文件和圖片（如操作說明書）;工業級平板手持機能夠支持電纜的地圖定位和自動識別;用戶可以自己定義每一個具體任務的數據類型，其中包含計算式型、字符型、數據型及圖片型等;使用方便、用戶界面友好且功能一目了然;架構設計要有良好的擴展性和模塊化，方便后期維護和功能拓展[3]。

2.2 基于高安全低頻探測器的電力運維方法總體設計

（1）總體架構。整體上該方法可以劃分為如下三個層次（如表1所示）。

（2）功能劃分?？傮w而言，基于高安全低頻探測器的地下電力電纜運維功能上可劃分為如下兩個部分：

首先，基于高安全低頻探測器的地下電力電纜運維后臺?；诟甙踩皖l探測器的地下電力電纜運維后臺可以按不同敷設圖顯示電纜不同敷設方式，電纜及其設備運行狀態可在地理沿布圖中展示，并且電纜走向可在地圖上直觀顯示。具體而言：設備臺賬管理，可增加、修改或刪除電纜相關數據（如可識讀電纜標識器、敷設段、線路等）;電纜顯示，通過臺賬樹來可視化展示電纜精準走向;電纜詳細信息查詢，通過高安全探測器來查詢電纜詳細信息（如線路編號、周邊環境圖片、回溝回數及相序等）;電纜定位查詢，通過關鍵字查詢等查詢檢索功能來快速定位所需的電纜線路及設備;故障輔助定位，在初步測定故障點后，在精確定位前和電纜路徑圖仔細核對，必要時使用高安全探測器來精準定位其路徑;電纜敷設邏輯圖，對電纜之間的邏輯關系進行清晰直觀的顯示;統計圖表，實現了電纜數量統計和可識讀電纜標識器統計功能;外力破壞隱患分布，在地圖上顯示巡檢過程中發現的外力破壞隱患;運維管理，后臺獲取到異常數據或巡檢人員反饋后，錄入報修相關信息，并根據不同權限實施后續報修派工調度[4]。

其次，工業級平板手持機。具體而言：登錄權限認證，用戶輸入用戶名、密碼，經授權后方可使用工業級平板手持機;電纜基本信息采集，采集電纜的電子標簽、安裝地理位置、GPS經緯度、可識讀電纜標識器ID碼、電纜埋深、電纜走向等基本信息;電纜附件采集，可對電纜敷設通道及關聯資源（如交接箱）等信息進行采集，并執行刪除、修改或查看等操作;電纜路徑點高精度GPS采集，電纜路徑點經緯度位置信息的高精度采集;電纜數據管理，查看、修改或刪改電纜基本數據;電纜快速定位，巡檢人員通過空間查詢，電纜及其周邊設備信息等將在工業級平板手持機進行顯示;人車路徑導航，巡檢人員對隱患點或設備點進行查找定位后，將其設置為目的地，通過GPS結合地圖來實現設備點或隱患點的導航;任務執行，巡檢人員登錄認證后，在工業級平板手持機上查看具體任務，執行后將執行結果進行反饋[5]。

2.3 基于高安全低頻探測器的電力運維方法效益分析

地下電力電纜運維智能化管理在我國實施較晚，而基于高安全低頻探測器的電力運維方法具有如下顯著的效益：實現地下電力電纜快速查詢、空間分析、分層管理（包括人文和地理信息）、瀏覽（通過不同層次、不同視角展示電纜的逼真走線）、任務執行等功能，并且可進一步支持電力企業配電管理、資產管理、規劃管理及營銷管理等，形成綜合高效的運營平臺，極大地降低電力運維所需的人力物力，并且安全高效，極具經濟和社會價值[6]。

3結語

綜上所述，構建基于高安全低頻探測器的地下電力電纜運維方法后，巡檢人員使用工業級平板手持機通過無線連接高安全探測器來對地下電力電纜進行快速識別，后臺會根據讀寫到的地下電力電纜標簽數據自動跳轉到其對應的報表并標記對應的任務項目，大大提升地下電力電纜運維效率。同時，應用電子地圖和北斗/GPS技術，能夠快速定位地下電力電纜位置使運維人員能合理安排工作順序，也可以開啟位置合法性檢測來判斷運維人員是否實地作業，從而提高運維結果錄入的正確性。

參考文獻

[1] 黃雙得，許保瑜，王勝偉.智能標示器在電力電纜運維管理中的應用分析[J].新型工業化，2019（8）：27-30.

[2] 陳智雨，鞏少巖，謝磊，等.電力系統可視化運維技術設想[C].2018電力行業信息化年會，2018.

[3] 陸省明，胡春潮，張延旭.基于數據融合的電力設備運維策略優化研究[J].云南電力技術，2019，47（3）：37-40.

[4] 蔡澤祥，馬國龍，孫宇嫣，等.基于數據挖掘的電力設備運維與決策分析方法[J].華南理工大學學報（自然科學版），2019，47（6）：57-64+71.

[5] 鄭尚龍.“互聯網+”技術在電力智能配網運維系統中應用[J].建材與裝飾，2019（17）：242-243.

[6] 沈志廣，張海庭，鄭運召，等.隧道電力電纜監控系統智能聯動的方案研究與設計[J].現代建筑電氣，2019（9）：9-12.