變電設備智能備品柜的研制

摘 要：在電力系統中，變電設備產品眾多，設備配件更是種類繁多。傳統方式的變電設備備品管理，一般采用人工出入庫登記領用、倉庫貨架式存儲、備件數據人工動態更新等方式，存在運用效率低、存儲環境差、備品管理亂等問題。鑒于此，研制了一種新型變電設備智能備品柜，主要用于電網變電設備配件在采購、入庫、存儲、出庫、運用、管理等環節的全過程管控，利用人臉識別技術、RFID技術、“抽屜式”分類管理模式、溫濕度自動控制功能、在線后臺管理數據技術等，可實現對變電備品的實時、有效管控，以貼合電網變電設備檢修模式和流程需要，達到備品備件“物盡其用”的目的。

關鍵詞：變電；檢修；智能；備品柜

中圖分類號：TM76" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2025）04-0047-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.04.011

0" " 引言

在電力系統中，變電設備產品眾多，不同電壓等級、不同產品類型的變電設備其配件更是種類繁多。產品主要涉及變壓器、斷路器、互感器、隔離開關、電容器等，電壓等級包括10、35、110、220、500、1 000 kV，各產品配件涉及機械傳動部件的有各種軸、輪、套、銷、桿、密封件及專用工具、工裝等，涉及控制系統的有繼電器、接觸器、線圈、電機、行程開關、輔助開關等二次元器件及相關圖紙等。

研究如何對各不同產品類型、不同電壓等級、不同配件形式的備品進行有效管理，以貼合電網變電設備檢修模式和流程需要，達到備品備件“物盡其用”的目的，有效提升電網設備運維檢修效率和質量，服務于新型電力系統和用戶用電需求及社會需要[1]，具有重要意義。

1" " 變電備品管理概況

傳統備品的管理，一般采用人工出入庫登記領用方式，即指定專人或兼職人員對備品進行入庫登記、領用記錄。受人力資源成本影響，該方式已不適應現代管理要求。在備品存儲方面，主要采取倉庫貨架式存儲，根據類別擺放，存儲環境一般受空間限制，溫濕度無法控制，存在備品外表氧化、銹蝕、絕緣降低導致性能下降或其他質量問題的現象，影響備品后期使用與可靠性。在備品管理方面，入庫分類擺放，檢查時從倉庫分類取出，利用工具包攜帶，檢修返回再將備品歸位，消耗人力資源和工時長，檢修攜帶過程易受外界不良因素影響，造成備品的損傷。綜上所述，傳統的備品管理存在運用效率低、存儲環境差、備品管理亂等不利因素，給檢修質量的保障帶來了重大安全隱患。

2" " 智能備品柜設計

新型變電設備智能備品柜的研制，主要用于實現電網變電設備配件在采購、入庫、存儲、出庫、運用、管理等環節的全過程管控，利用人臉識別技術、RFID技術、“抽屜式”分類管理模式、溫濕度自動控制功能、在線后臺管理數據技術等，可實現對變電備品的實時、有效管控[2]。

2.1" " 智能備品柜柜體

智能備品柜柜體外部尺寸嚴格遵循標準化要求，以滿足特定的結構和材料要求，確保其耐用性、安全性和功能性。因此，智能備品柜采用優質冷軋鋼板，緊固耐用，能提供足夠的承重能力和抗破壞性；表面采用靜電噴涂工藝，以適應各種環境條件；柜門采用鋼化玻璃內嵌，觀察方便；柜門采用優質電控鎖，智能控制開啟；在柜門正面配置工控主機，系統配置高清攝像頭，集成人臉識別系統，采用具有顯示和控制功能的智能顯示屏，實現人機對話并實時顯示柜內溫度、濕度、設備運行狀態等信息。各模塊人性化設置，優化走線路徑，集成為一體化控制系統。此外，柜體內部空間設計合理，配置兩分區13個抽屜柜并配備可移動式工具箱，以實現物品的有效存儲、分類及領用，通過規范設計確保了儲物柜在長期使用中的穩定性和實用性，滿足了高效存儲和安全管理的需求。變電設備智能備品柜外形如圖1所示。

2.2" " 抽屜式結構

智能備品柜內采用“抽屜”設計理念，根據變電設備產品類型、電壓等級，分別設置多種規格的抽屜。例如：220 kV 3AP1FI西門子斷路器抽屜、110 kV南京立業變壓器抽屜、35 kV如高隔離開關抽屜等，并在各自的抽屜內分別存放各類備品。

在檢修領用時，檢修人員只需將抽屜整個抽出，利用移動式轉運車（圖2），將備品抽屜上的工具箱固定并轉運，攜帶方便快捷，易于運輸和保管，避免了造成備品的損傷和丟失。在檢修結束后，將攜帶的抽屜放置于柜內，歸還方便快捷。

2.3" " 溫濕度控制

智能備品柜安裝溫濕度控制器，該控制器能精確調節并維持柜內環境的溫度和濕度條件，使柜內備品保持存放在適合的溫度和濕度環境中，保證各元器件不受溫濕度影響，防止造成導電部件氧化及絕緣下降損壞等，確保了備件存放環境的長期穩定性，為變電設備備件使用時的可靠性提供了有力保障。智能溫濕度控制系統能同時采集、測量柜內的溫度、濕度，通過實時監測環境參數[3]，根據設定參數自動控制溫濕度，并利用微電腦LED顯示器顯示，如圖3所示。

2.4" " 人臉識別

人臉識別技術是一種先進的生物識別方法，它通過分析個體獨特的面部特征來實現身份驗證和識別。該技術涉及圖像采集、面部檢測、特征提取以及特征比對等關鍵步驟，旨在從二維或三維圖像中提取關鍵信息，并與數據庫中的特征進行匹配，以準確識別個體身份。隨著深度學習等人工智能技術的發展，人臉識別技術在準確性和魯棒性方面取得了顯著進步，現已廣泛應用于安全監控、身份驗證和社交媒體等多個領域[4]。

智能備品柜采用人臉識別技術，內設人臉模塊進行用戶人臉識別（圖4），記錄身份信息并對出入庫信息進行記錄，確保備件管理安全高效。

2.5" " RFID技術

智能備品柜基于射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術，通過智能柜管理系統、無線傳輸技術、信息化管理技術等智能化軟硬件，實現對智能柜備品的感知和管理，完成備品使用、追溯、檢驗的全過程管理，實現備品與人員的有效關聯管理[5]。

RFID電子標簽固定在備品上，系統自動識別、檢測備品，智能化實現快速領用、歸還、盤點、數據統計、維護，大大提高了工具的實用性、安全性、高效性；自動讀取工器具的RFID標簽信息，省去了傳統人工工作的煩瑣和失誤可能；一鍵盤點，4～6 s盤點200件備品，從而實現備品備件高效有序管理。系統能夠實現遠程監控，智能備品柜運用后臺（圖5）自動記錄借用和歸還的歷史信息，方便有權限的人員進行數據查看、庫存盤點核對、報表生成等管理，便于檢修人員及時獲取庫存和使用記錄，及時補充品類和數量，保障需要使用時備品一應俱全。

3" " 測試分析

變電設備智能備品柜研制成功后，在現場進行了應用測試，規范的備品領用、歸還流程如圖6所示。

10處不同環境樣本測試[6]結果表明，變電設備智能備品柜實現了備品與檢修的有效銜接與運用，滿足了電網檢修班組對備品出入庫、存儲、檢修、應急處置、備品管控等進行全過程管理的需求，可有效提升企業的綜合效益，具有廣闊的應用前景。

4" " 結束語

本研究提出的變電設備智能備品柜，旨在實現電網變電設備的備品管理智能化。該裝置系統通過精確控制柜內溫濕度，確保備品的存儲條件符合電網系統規定的標準，從而防止因環境因素導致的備品損毀。此外，系統內置的實時庫存查詢功能，便于管理者隨時掌握備品的存儲狀態和歷史領用記錄，極大提高了備品管理的效率和準確性。這種智能化管理方式不僅提升了電網設備運維和檢修的效率與質量，而且滿足了新型電力系統的發展需求以及社會對穩定電力供應的需求，顯示出其在現代電力系統中的重要價值。

[參考文獻]

[1] 馬嘉樹.智能技術在變電設備檢修與試驗中的應用[J].電子技術，2024，53（9）：302-303.

[2] 張文嘉.變電設備的安裝與檢修研究[J].電氣技術與經濟，2024（8）：336-338.

[3] 李寶國.溫濕度控制在航化品存放柜中的應用研究[J].成都航空職業技術學院學報，2022，38（3）：34-38.

[4] 唐融.人臉識別在電力安防管理中的應用研究[J].大眾用電，2023，38（6）：65-66.

[5] 周楨鈞，胡曉斌.基于RFID數據采集的電力設備識別研究[J].江西電力，2024，48（1）：62-67.

[6] 曹丹怡.基于大數據技術的C供電公司變電物資全生命周期管理優化的研究[D].常州：常州大學，2023.

收稿日期：2024-11-13

作者簡介：歐陽樹林（1983—），男，江西贛州人，高級工程師，主要從事變電檢修工作。

國網江西省電力有限公司贛州供電分公司科技項目資助：變電設備智能備品柜的研制（5218GO24000C）