分析物聯網與局部放電在線監測技術

方 征，吳宏熊，朱泉縉

（國網麗水供電公司，浙江 麗水 323000）

0 引言

在運用電氣設備的過程中，其絕緣處常會出現些許的氣泡與氣隙，給電壓與電流帶去較大風險，為改善設備內部狀態，技術人員將物聯網與電氣設備相結合，通過設置在線監測系統來確認其各環節對應的參數，在降低局部放電概率的同時，提升用電設備的整體安全。

1 物聯網局部放電在線監測技術的整體框架

首先，在研究在線監測技術前，工作人員需了解當前電氣設備的使用現狀，具體來說，當前輸變電設備的數量正急劇增加，人們對電網的使用與檢修要求也隨之提高，有線通信方式與傳統人工巡檢方法已難以適應當前需求，因而技術人員將物聯網技術引入到電氣設備的改造中，傳感器未來的發展趨勢為網絡化、小型化，在電氣設備中安裝傳感器有助于信息的采集與處理，再借助無線通信技術，可將當前信息發送到監測中心中，利用可視化顯示與綜合分析，技術人員可迅速了解設備運行狀態，并進行對應的智能檢修。其次，相較于其他種類的物聯網，該監測系統中的物聯網同樣被分成4層，即應用層、平臺層、網絡層與感知層。具體來說，應用層可分成對內業務與對外業務；平臺層帶有全國統一的一體化平臺，也為物聯管理中心與統一的數據中心；在網絡層中其主要分成接入網、傳輸網、數據網與骨干網；而在感知層內其負責邊緣物聯代理、本地通信接入、智能業務終端與現場收集部件等。最后，技術人員將物聯網技術與在線監測設備高效融合后，利用與局部放電相關的檢測技術來增強電氣設備整體的監測水準。在研究無線傳感器技術后，技術人員可利用無線傳感器對電氣設備進行時間同步、靈活組網與微功耗接入等，通過對該網絡系統的改造，可有效促進數據傳輸的無線化、傳感單元的無源化，使放電檢測技術更好地運用在監控系統中[1]。

2 物聯網局部放電在線監測技術的設計方案

2.1 優化監測系統內部構件

物聯網局部放電在線監測系統的主要構成有數據后臺、接入節點、匯聚節點與傳感器節點等。

具體來說，針對數據后臺而言，其主要運用在大數據的展示、儲存與計算上，利用該裝置可快速將網絡內部的多項信息整合成一套大型網絡，其網絡需具備互聯互通能力，并有效解決數據內部的多種問題，如數據的安全隱私保護、挖掘、使用、檢索與存儲等，因而物聯網也被稱為智慧物聯網。在研究接入節點的過程中，由于其處在物聯網的感知層內，其帶有邊緣側展示、分析與計算功能，技術人員需采用適宜的接入技術，確保其各項功能的正常使用。對于匯聚節點來說，其主要擔負著數據的指令轉發、接收透傳等，其處在感知層內的通信設備中，帶有較強的傳感器終端接入與自組網功能。傳感器節點主要由傳感器、主處理器與通信模組構成，一般來講，傳感器主要負責數據的收集，而主處理器則會對數據實行發送、分析與處理，通信模組主要在匯聚階段開展數據通信，再由主處理器利用串口協議來完成數據的收發工作。當前在線監控系統可使用的智能傳感器較多，其主要種類為空間特高頻、高頻電流、特高頻與三合一等智能傳感器[2]。

2.2 安裝在線監測系統的流程

在設計在線檢測系統的過程中，比如，該系統內的高壓開關柜，傳感器大多安設在其表面的縫隙處，且將磁吸式作為固定方式，運用該方式將高壓開關柜直接固定、吸住。在安裝期間，物聯網監測系統內的集中器屬通信中繼設備，其作用在物聯網的感知層中，帶有終端接入與自組網功能，此類器械大多安裝在傳感器的周遭，例如，變電站中倚靠窗戶處的信號較好，將該裝置放在其附近的墻壁上，對于室外安裝來說，技術人員可將其放置在柜中。在部署數據平臺期間，技術人員應將電氣設備中的數據信息實行集中應用、分析、展示與管理，針對該設備內部的運行態勢，可采用多種高級應用來開展評估工作，待確認其整體的狀態后，再開展維修工作，且統一管理數據分析、數據儲存與智能檢測等，在改善工作效率的前提下，科學維護設備的整體安全。在部署在線監控系統的過程中，系統內部還對其各項配件有一定的數據指標要求，比如，顯卡應為2G 獨顯；硬盤的剩余空間需擁有100MB 以上；內存則占8G 左右；CPU 的數據應為1.0GHz 或更快；該系統需為Linux 或WindowsXP，只有確保了系統內部的數據，其安裝才會變得更為簡單。

2.3 了解設備內部的多項參數

在開展正式安裝前，技術人員需了解到該系統內部的技術優勢，簡單來說，運用局放同步信號可提升補償與修正水平，即保障局放圖譜的可靠性，同時，傳感器的外殼防護等級與技術標準要求的等級相符。在運用物聯網技術期間，其與國家電網通信協議中的標準相同，內部傳感器也能實現即插即用。針對微功耗電路的拓撲研究，其可幫助傳感器實現智能省電，免換電池的日期可達到8年。此外，在研究放電數據的智能壓縮算法時，該方式可有效縮減數據傳輸的時間。

物聯網局部放電在線監測系統內的組件有集中器、監測軟件、高頻電流與三合一智能傳感器、Web、Android 與PC 版客戶端軟件，其數量除集中器與傳感器為按需而定外，其余裝置皆為1套。具體來說，對該系統內部的集中器而言，其最大輸出功率要在24dBm 左右、通信速率在29b/s-50kb/s 間、接收的靈敏度為-140dBm、Wi-Fi 天線為內置，而LoRa 天線則屬外置、其電源型號為12VDC、4G 為其數據傳輸方式[3]。

2.4 提升現場安裝的安全性

為增強現場安裝的安全性，一方面，施工人員要對其內部風險進行科學評估，具體來說，在安裝現場要有專業的監測者，用來檢查該現場的安全情況。為避免人員與物體的高空墜落，安裝區域在1.5m 以上應佩戴安全帽與安全帶，且安裝人員要帶有專業的工具袋，若使用的工具較大還要配備相應的保險繩。在安裝過程雙手不要觸碰到設備中的按鈕與把手，避免因設備的誤動而影響人員安全。施工現場的管理者需時刻監測安裝人員的安裝規范與各類行為。為保證人身安全，安裝人員除了要帶有多種絕緣物體外，還要與帶電物體保有合適的距離，若缺少絕緣防護裝備，要在安裝現場設立安全圍欄。針對安裝項目附近的進出車輛要進行嚴格檢查，提升駕駛人員的精神狀態，保證安裝區域的交通安全。

另一方面，在正式安裝期間，工作人員需嚴格遵守各項安裝時的規章制度，并在作業指導書、儀器運用與產品技術等說明書的指導下開展相應的安裝工作。安裝人員應始終保持安全第一的思想，并在進行技術交底的過程中接收相關的安全檢查。工作人員進入到施工現場后應正確佩戴相應裝置，因而其要在日常工作中學會使用工作鞋、工作服、護目鏡與安全帽的穿戴方法，在工作期間還要保有極佳的工作與精神狀態，做到文明且安全的施工。在進行設備的安裝調試期間，為避免人員受傷或發生意外，工作人員需密切注視安裝現場的地面鐵釘或孔洞。針對高空中的作業人員來說，其除了要合理佩戴安全帶外，在使用梯子時要做到靠穩扶牢，確保安裝工作的整體效率與自身安全。

3 結束語

綜上所述，在架構物聯網局部放電監測系統期間，工作人員需科學監測設備運行時的各項數據，通過合理的技術手段掌握其內部的實際構造，在采用該項監測系統期間，除了要科學記錄其內部參數外，還要運用相關儀器保障運行參數的精準度，從而提升監測水平。