泛在物聯網在設備運維檢修階段的應用分析

王川川 王奧運 徐超 袁龍華 楊清 張儒軒 張彥謀 王盧軍

摘要：如今，各種新型電力設備得到廣泛應用，因此，完善電力設備的檢修與運行維護，不僅能夠確保電力設備運行的性能，而且還能提高電力系統運行的穩定性與安全性。采用物聯網技術，將變電設備與它的各類數據相關聯，通過臺賬數字化管理來提高設備運維檢修的效率。本文就對泛在物聯網在設備運維檢修階段的應用有關內容進行探討，可供參考。

關鍵詞：泛在物聯網;設備;運維檢修

1智能終端與泛在物聯網感知層的關系分析

1.1智能終端

本文用到的智能終端包括移動式平板電腦、無線頭盔通信裝置、混合現實MR穿戴式電腦。移動式平板電腦：完成設備識別和數字臺賬的輸入和查詢。無線頭盔通信裝置：遠程連接工作現場和指揮中心，提供實時高清視頻通信服務。MR穿戴式電腦：克服設備拆解過程的時空障礙。其中，無線頭盔通信裝置是物聯網中具備視頻信息聯網傳輸的一套設備，具備物聯網典型特征。高清視頻的傳輸是與5G通信發展緊密相連的，直接關系到視頻是否流暢。移動式平板電腦和MR穿戴式電腦是綜合功能強大并具有獨立操作系統的智能設備，較單一功能的物聯裝置，它們具有綜合信息分析和提供多種服務功能的特點。

1.2二維碼和RFID的使用

結合國網公司推行的設備唯一ID，使用二維碼或射頻識別技術RFID來實現設備與智能終端的連接。它記錄了變電設備的身份信息，讀取它就可以快速完成物與數字臺賬之間的關聯，進而實現準確登記和查詢。在物聯網中，傳感器提供的是物體或環境的狀態信息，二維碼提供的是物體的身份信息。它們雖然構成形式和裝置復雜程度不同，但在物聯網中功能卻是相似的，都是提供物體（環境）的信息以便與相關物體產生連接。

1.3用增強現實完成設備拆解

借助增強技術，可以在很狹窄的空間完成大型設備的拆解，幫助工作人員直觀、快捷地進行設備結構分析，輔助完成故障位置的定位和檢修方案的制定。物聯網具有極大的拓展性，可以將各類不同功能的設備連接在一起。使用者可以選擇自己需要的設備，設備也可以通過智能終端的邊緣計算，得到其他輔助設備的服務。比如，變電設備的測溫裝置獲取了設備的高溫數值，內置的程序判斷該溫度需要啟動風機進行冷卻，于是發出指令啟動了風機，實現了變電設備和風機之間的連接。

2泛在物聯網在電力設備運維檢修階段的應用

2.1數字管理信息框架分析

臺賬數據以設備為主體，圍繞設備建立巡視記錄、缺陷記錄、檢修記錄、基礎參數以及備品備件等數字臺賬。這些臺賬在運維檢修工作中會經常用到。此外還有設備結構圖紙、變電站建設圖紙等，由于它們屬于圖紙類信息，所以在本文中未做數據分析，僅對可以進行數據檢索的臺賬進行管理。臺賬信息的輸入通過固定的操作界面進行登記，其記錄對象通過上文提到的智能終端獲得身份信息，所填寫的其他臺賬內容來自于實踐需求，將設備運維關鍵信息進行記錄，并在應用過程中不斷完善并固化。

2.2各類信息聯結方式分析

各臺賬之間通過設備的唯一ID作為辨識標簽，實現各臺賬的信息關聯，使得應用過程中可以自由地在各類表單中獲取需要的信息。擁有變電設備的綜合信息后，借助軟件可以快速查看設備的缺陷記錄、檢修記錄，確定設備的故障原因。有很多設備故障是上次故障分析不到位遺留下來的，根據數據的查詢就可以有效避免錯誤分析定位，提高檢修的準確性。數字臺賬能橫向比對，可以方便地在數據庫中得到檢索結果，通過比對可以找到同類故障，得到有效準確的處理方案。

2.3數字臺賬的價值發掘

數字化后的設備臺賬，可以借助數據庫管理技術，高速地進行統計分析。通過編寫程序將數據篩選分析策略轉化為計算機語言，能在計算機后臺完成數據處理并在操作界面顯示最終分析結果。在積累記錄的同時，完善檢修策略庫，讓運維檢修從人工編制走向人工智能，準確定位，快速決策。

3應用實例分析

3.1二維碼識別變電設備

用移動PC掃描設備二維碼，在彈出的界面上登記檢修記錄。在登記時，將檢修關鍵環節的影像資料上傳于服務器。查詢設備檢修記錄時，只需要在查詢界面掃描設備二維碼就可以獲得設備的歷史檢修記錄，還可獲取同類設備的檢修記錄進行參照。

3.2數字化檢修記錄的信息類型

設備信息有檢修人員登記的檢修記錄，也有運維人員登記的缺陷記錄。為了直觀便捷地開展一次設備的故障排除，在服務器中還存儲了設備的三維模型信息（如圖1）與設備設計階段的數字化移交對接，將設備信息的復用價值提高。也可以借助MR設備獲得變電設備結構模型并實時進行拆解，獲得故障位置三維空間信息。

3.3檢修記錄數據價值挖掘

在移動PC上可以通過掃碼查看本設備的歷史檢修記錄，在總的設備管理界面，還可以顯示出各類設備檢修的統計數據（例如圖2）。查看統計結果可以發現設備故障的分布情況。由于數字記錄詳盡，通過查看歷史檢修記錄中的影像資料，通過總結分析，就可以將該類設備的高頻故障進行總結并添加到設備故障典庫中，為后期智能分析提供數據。隨著數據的積累，可以使用數據挖掘技術逐步實現智能分析，減少人為操作。

4結語

總之，在我國電力企業的發展過程中對電力設備的運維檢修工作是其中最為關鍵的工作內容之一。設備運維檢修階段進行泛在物聯網的應用，通過增加設備的物聯設備，既可多方位提供設備的狀態數據實現綜合評價，也可以在物聯裝備之間通過物與物之間自主完成功能動作，提高設備自動化水平，可以進一步提高工作質效。

參考文獻

[1]周偉珍.電氣設備狀態檢修工作中物聯網技術的應用方法[J].科技經濟導刊，2019.

[2]江秀臣，劉亞東，傅曉飛.輸配電設備泛在電力物聯網建設思路與發展趨勢[J].高電壓技術，2019.

[3]謝黎，朱江.物聯網技術在電力設備狀態檢修中的應用[J].中國新通信，2016.

[4]張文煜.基于物聯網技術的電力設備狀態檢修分析[J].通訊世界.2017.

[5]尹明明.基于物聯網的變電設備故障診斷研究[J].電子測試，2019.