10 kV配網運維中移動終端數據采集系統的開發與實踐

【關鍵詞】10 kV配網；移動終端；數據采集；運維實踐；優化

引言

隨著城市化進程的提速和電力系統規模的不斷擴充，10 kV配網運維檢修工作面臨全新挑戰。數據采集是運維檢修中的關鍵要點，其效率和精確性直接影響電網的安全運轉以及供電可靠性，10 kV配網運維檢修現場的數據采集仍然依賴傳統工具及方法，眾多問題急需解決。本文著重關注10 kV配網運維檢修現場數據采集的難點，呈現基于移動終端的數據采集系統開發規劃，且經實踐對其應用成效予以驗證，期望為配網運維提供一種既可靠又高效的技術途徑。

一、10 kV配網運維檢修現場數據采集的痛點分析

在10 kV配網現場運維檢修工作的實際開展中，數據采集環節面臨大量挑戰，這些問題不僅降低工作效率，還可能對電網安全穩定運行及可靠性構成潛在危害。對現場工作流程、數據采集工具與人員操作習慣進行深入分析后，發現以下關鍵問題亟待攻克，這些問題與數據采集的準確性、及時性、操作便捷性及現場環境適應性相關。

（一）數據采集工具的局限性

現今10 kV配網運維檢修現場所采用的傳統數據采集工具，多為手持測量設備及紙質的記錄表單。實際操作中，這些工具的存在明顯缺陷，手持測量設備功能單一，僅可采集少量的電氣參數，如電壓、電流等方面，對于設備運行狀態的深層數據，如局部放電、溫度分布等信息難以進行有效采集。戶外環境中，紙質記錄表單極易受潮和遭到損壞，且數據記錄的整個過程繁瑣，容易出現書寫錯漏，導致數據準確性及完整性無法得到有效保證。

（二）現場數據采集的時效性問題

10 kV配網運維檢修現場的環境復雜多變，設備運行狀態可能隨時變動。傳統的數據采集手段多依靠人工逐個設備測量記錄，整個過程耗時較長，難以快速獲取設備的實時數據。面對突發故障或者緊急檢修任務時，這種低效的數據收集方法容易導致維修人員無法及時掌握設備狀態，引發故障處理時間的拖延，最終影響電網供電的可靠水平。

（三）數據采集的便捷性不足

現場的運維檢修人員執行數據采集任務的環境復雜，當前所用的數據采集工具及其流程在便捷性方面存在不足[1]。測量設備連接的線纜較長，在狹窄的設備間隔或桿塔上操作期間易纏繞，給工作人員帶來不便；紙質記錄須在數據采集完畢后立即填寫，增加了現場操作的復雜度；數據采集結束以后，還需要把紙質記錄手動錄入系統，該過程耗時較長，且容易出現錄入差錯，導致工作效率進一步降低。

（四）數據采集與現場環境的適配性差

10 kV配網運維檢修現場往往在戶外，環境條件欠佳，如炎熱高溫、嚴寒低溫、狂風、暴雨等現象。于這些環境而言，傳統數據采集工具易出現故障，測量精度也會降低。在低溫環境里，電子測量設備電池續航能力下降；處于強光下，顯示屏清晰顯示數據存在困難；紙質記錄遇潮濕環境易被毀壞，不利于數據的保存和后續分析開展。這些環境因素極大地阻礙了數據采集工作的順利開展。

（五）數據采集與后續分析的脫節

在10 kV配網運維檢修的現場，數據采集的目的不只是記錄設備當前狀態，更重要的是為后續設備狀態的評估、故障的診斷與維護策略的制定給予支撐。數據采集流程和后續分析環節存在著脫節現象，采集的大部分數據以紙質形式留存，不易直接導入分析體系，因此無法迅速地對數據開展深度分析與挖掘。此脫節現象導致數據價值降低，還可能導致設備潛在隱患不能被及時發現，設備出現故障的風險性增加。

二、移動終端數據采集系統在10 kV配網運維現場的應用實踐

為攻克10 kV配網運維檢修現場數據采集痛點，移動終端數據采集系統的應用實踐乃關鍵所在，該系統把先進的數據采集技術、無線通信技術和數據分析功能加以集成，大幅提升了數據采集的精準程度、及時性及便捷度，同時增進了系統對復雜現場環境的適應水平，達成了數據采集和后續分析的緊密結合。

（一）系統功能設計與優化

移動終端數據采集系統結合10 kV配網運維現場的實際需求，開發了多樣功能模塊。系統支持采用多種數據采集形式，涵蓋電壓、電流、溫度、局部放電等關鍵參數的即時采集，糾正了傳統工具功能單一的缺陷。系統采用無線通信模塊，如4G或5G的網絡，把采集的數據實時傳至后臺服務器，消除了紙質記錄的繁瑣工序。系統也有數據存儲與備份的能力，保障復雜環境下數據的安全與完整。

（二）提升數據采集的時效性

10 kV配網的運維現場，數據采集時效性是及時把控設備狀態與快速處理故障的關鍵所在。借助一系列技術的優化，移動終端數據采集系統，可有效提升數據采集及傳輸的效能。系統依托先進的數據傳輸協議及優化算法構建，能夠在短時間完成對大規模數據的采集與處理[2]。10分鐘內，系統可完成1.9 km范圍內10 kV配網的點云數據采集，該速度大大超越傳統采集手段，采集到的6.43 GB數據，系統能在13分鐘內處理完成，快速催生可進行分析的數據報告。這種高效的采集與處理能力，促使運維人員實時拿到設備運行狀態信息，及時找出潛在麻煩并采取對策，從而有力提高電網供電的可靠水平，減少停電時長，增強電力系統運行的整體效率。

（三）增強現場操作的便捷性

移動終端數據采集系統設計過程中，將現場運維人員操作的便利性作為重要考量因素。系統采用輕量化的設計模式，設備體重輕、塊頭小，便于運維人員攜帶至不同作業現場，尤其在空間逼仄的設備間隔或是高處桿塔等復雜場景中適用。系統可接納多種工業協議，與現有的10 kV配網設備能做到無卡頓對接，無需額外的適配部件及復雜的配置環節，大幅簡化了現場設備連接以及數據采集的前期準備事宜。系統還具備數據自動校驗功能，可在數據采集完畢后立刻對數據開展校驗，自動鑒別并訂正常見的數據差錯，有效降低了人工錄入所致的錯誤率，讓數據采集的準確性與可靠性得到進一步提高。

（四）適應復雜現場環境

10 kV配網運維現場經常面臨高溫、低溫、強風、暴雨等復雜多變的環境條件，這對數據采集系統的可靠性構成嚴峻考驗。移動終端數據采集系統采用高性能硬件設備并結合先進防護設計，顯著增強了其在惡劣環境狀況下的適應力。處在低溫的環境里，系統設備的電池采用特殊材料，輔以保溫措施，能在-20℃低溫環境中維持超過8小時的續航能力，且數據傳輸的精度在此期間不受干擾，寒冷天氣下的數據采集連貫且精準。在高溫環境中，系統設備采用優化后的散熱設計，可于40℃高溫環境中平穩運轉，不會出現因過熱引起的設備故障以及數據丟失現象，系統設備也具備防水、防塵的特性，其外殼防護等級達到了IP67標準，在如暴雨、沙塵暴般的惡劣天氣里，也可以高效阻擋水與灰塵侵入設備內部，保障數據采集穩定開展。

（五）實現數據采集與分析的銜接

移動終端數據采集系統可高效地進行數據采集，還憑借內置的數據分析模塊，達成了數據采集和后續分析的緊密協作[3]。系統實時生成10 kV線路的運行數據圖，輔以大數據挖掘技術，針對采集到的數據做深度分析。在某工業園區的10 kV配電房遠程監控體系里，移動終端采集的設備運行數據實時流轉到后臺分析系統，系統監測到一臺主變壓器溫度異常升高的瞬間，快速發出警報且自動切斷電源連接，防止安全事故的出現。這種數據采集與分析的無縫對接，為配網運維呈上了有效的技術支撐。

三、10 kV配網運維現場移動終端數據采集系統的優化

在10 kV配網運維檢修現場，移動終端數據采集系統應用已達成一定成效，然而在實際運行操作期間，仍有若干問題需要做進一步優化。這些問題涉及系統功能的改進、數據采集精度的增進、系統穩定性的鞏固以及對現場復雜環境的更好適應等，對這些問題進行深入分析而后針對性優化，能夠進一步增強移動終端數據采集系統于10 kV配網運維現場的實用性與可靠性，為電網安全穩定運行給予更有力的技術依托。

（一）功能模塊的完善與拓展

為貼合10 kV配網運維現場的不同需求，需要進一步完善移動終端數據采集系統的功能設計。當下系統雖可采集基礎的電氣參數，在部分復雜的設備狀態監測范疇內，如局部放電故障檢測、設備老化狀態評估等，仍存在功能方面的欠缺。借助對系統功能模塊的擴充，添加如紅外熱成像分析、超聲波局部放電檢測等功能模塊，可更全面透徹地把握設備運行狀態。在某地區針對10 kV配網的運維實踐里，系統借助新添加的紅外熱成像功能，順利檢測出一處電纜接頭溫度出現異常升高，有效防止了故障的出現。系統還應添設數據可視化模塊，將所采集的數據以直觀圖表方式展示，利于運維人員迅速開展數據分析與決策。

（二）數據采集精度的提升

數據采集精度直接關乎10 kV配網運維決策的準確性，在實際應用進程里，因現場環境復雜程度高，如電磁干擾、信號損耗等情形，有概率導致所采集的數據出現差錯，為達成數據采集精度的提升，系統應從優化傳感器選型和布局這兩方面考量[4]。采用高精度規格的電壓、電流互感器，可把電壓與電流測量精度從±0.5%提高到±0.2%，切實增強數據的可靠屬性，依靠改進數據采集算法達成，以采用卡爾曼濾波算法處理采集的數據為例，能高效降低噪聲造成的干擾，提升數據的準確水平，某城市實施10 kV配網運維時，采用優化數據采集算法舉措，系統于強電磁干擾環境中仍可精準采集設備運行數據，實現了運維工作的順利實施。

（三）系統穩定性的增強

10 kV配網運維現場環境復雜，對移動終端數據采集系統的穩定性要求頗高，系統運行期間可能會遭受高溫、低溫、強風、暴雨等惡劣氣象狀況的干擾，引起設備故障現象及數據傳輸中止，為優化系統的穩定水平，應對硬件設備做加固設計處理，如選用可防水、防塵、防震的特制外殼，保障設備于惡劣環境中仍可正常運轉。系統軟件優化了容錯機制，若出現數據傳輸中斷的情形，系統可自動轉往備用通信鏈路，待連接恢復后自動補傳所丟失的數據。在某沿海地帶進行10 kV配網運維時，系統借助采用加固型硬件設備以及優化后的容錯機制，即使遭遇臺風天氣，依舊能穩定運轉，收集到完整成套的設備運行數據，為電網應急響應搭建了有力支持架構。

（四）與現場復雜環境的適配

10 kV配網運維現場的環境復雜、變化多端，移動終端數據采集系統要擁有更高的環境適應水平。面對高溫環境時，系統設備應具備出色的散熱能力，保障在40℃以上的高溫情形下依舊正常工作；面對低溫環境時，設備應具備迅速啟動且穩定運轉的能力，縱使處于-20℃的低溫環境，數據采集仍可正常開展。面對強風、暴雨這樣的惡劣天氣，系統需具備防風及防水的效用，保障極端天氣下數據采集的持續進行。某北方城市實施10 kV配網運維時，系統借助優化硬件的設計，使其在冬季低溫的環境中仍能迅速啟動并平穩運行，所采集的設備運行數據精準且全面，為冬季電網運維提供了可信賴的數據后盾。

（五）數據采集與運維流程的深度融合

移動終端數據采集系統需達成數據的高效采集與傳輸，還應與10 kV配網運維的整個流程深度融匯，形成一套全面的智能化運維機制。采集的數據實時傳遞到運維管理平臺，且與大數據分析和人工智能技術相結合，系統可達成設備故障的自動預警及診斷，為運維人員在決策上提供精準支持[5]。在某大型工業園區的10 kV配網運維操作里，系統憑借與運維管理平臺的深度融合，實現了針對設備故障的實時預警及快速反應。若系統檢測到某臺變壓器油溫異常升高，可迅速發出告警提示，然后自動激活故障診斷模型，剖析故障緣由并給出維修提議。

結語

10 kV配網運維下移動終端數據采集系統的開發與實踐，有效消除了傳統數據采集途徑的諸多痛點，顯著提升了數據采集的效率、精準度和穩定性。通過完善功能模塊、提升數據采集精度、增強系統穩定性、優化環境適配性以及與運維流程的深度融合，該系統憑借強大的技術實力為10 kV配網運維提供了有力支持。隨著技術的不斷進步，該系統有望在更廣泛的場景中得到應用，為配網智能化運維提供更加高效、可靠的解決方案。

參考文獻：

[1] 朱俊，朱江濤.基于人工智能的10 kV配網異常檢測與故障診斷系統設計[J].電氣技術與經濟，2024（11）：320322.

[2] 莫巖.配電網調度自動化系統建設策略及發展方向分析[J].科技資訊，2024，22（19）：9395.

[3] 李軍軍，杜永高，王永龍.用電檢查中的數據采集與實時監控技術研究[J].家電維修，2025（03）：1214.

[4] 胡習部.電力系統中的智能配網設計[J].集成電路應用，2020，37（07）：100101.

[5] 林元.基于負荷曲線的配網支線負荷電流計算研究與應用[J].電力大數據，2020，23（01）：8492.