浅议物联网技术在电气设备状态检修中的应用

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电气设备状态检修是指对电气设备状态信息进行采集，并根据信息判断电气设备状态特征，为电气设备状态检修提供参考。物联网技术是一种以互联网为基础，实现物物相连的网络。若是能将其应用到电气设备状态检修中就可以及时、详细了解电气设备状态信息，并且可以借助不同形式的感知设备实现信息的稳定、可靠传送，从而构建出实时监控、数据互联互通的检修系统，保证电气设备状态检修质量。

一、物联网技术在电网中的应用现状

通过运用物联网技术可对物体、自然环境进行感知、识别、分析、控制，进而实现生产生活、资源管理的信息化、智能化、网络化。如今，随着我国电力行业的发展，物联网也被广泛应用到了其中。在电网运行设备状态、所处环境监测、电网信息互联互通中都发挥出了显著的应用优势。

物联网体系可分为感知层、网络层、应用层。在电网中应用亦是如此。比如在感知层布置各种射频识别设备、智能传感器等进行设备信息及所处环境信息的检测；在网络层设置电力系统专用网，从而将感知层信息传递到应用层；应用层通过设计就可以实现设备状态监控、智能预警等，从而为运维人员处理电力设备提供参考。而电气设备状态检修主要是指应用状态监测、诊断技术提供的状态信息，判断电气设备健康状态，进而实施设备检修。需要注意的是电气设备状态检修依据的是当前设备运行状态，并非是设备运行时间。并且需要结合当前设备运行状态监测数据、设备出厂试验数据、正常运行数据等，依托人工智能算法挖掘设备运行状态数据，准确判断设备运行状态。数据越准确越能保证设备运行状态判断结果准确性，越有利于电气设备状态检修策略的制定。借助物联网技术正可以提升数据准确性，丰富数据类型，为电气设备检修提供参考。

二、基于物联网技术的电气设备状态检修系统设计

1.系统设计要求。电气设备状态检修系统能满足以下要求：①不会影响到电气设备可靠性，且感知设备电压等级、无线电抗扰能力符合要求；②不会影响到电气设备机械可靠性；③安装方式比较方便，不能过于复杂；④能够长期稳定运行，且能够适应各种不良气候；⑤统一数据传输、存储标准，以便进行数据统一处理；⑥能够保证电网系统长期稳定、可靠的运行。

2.系统架构及设计。电气设备状态检修系统主要分为感知层、网络层、应用层。每一层所用技术、设备都不相同，且构建也存在差异。

首先，感知层所用技术主要包括传感器技术、RFID技术。其中传感器技术所用的传感器类型包括：温度传感器，可用于变压器、隔离开关、电缆接头处的温度监测；无线水浸式传感器，可用于箱式变压器、电缆分支箱等是否被水浸泡监测；无线杆塔倾斜传感器，可用于杆塔倾斜状态监测；无线故障传感器，可用于现场电流监测。其中RFID技术是指借助由阅读器、电子标签、应用软件系统组成的监测装置进行设备数据读取的监测技术。应用这一技术之后运维人员通过手持检测仪就可以完成电气设备状态检修。

其次，网络层主要包括典型无线自组网节点结构、无线自组网层次结构、无线自组网节点类型三种结构类型。具体要结合实际灵活设计。

最后，应用层功能包括设备状态监测、数据查询、预警分析、可视化信息展示、设备识别、运行信息查看、现场信息等。另外，针对不同的电气设备应用层功能设计应当有所区别，以便运维人员能依据信息制定检修策略。

3.电气设备状态评估。在借助电气设备状态检修系统进行电气设备状态监测之后，有必要结合相关数据对电气设备状态进行评估，确认是否存在故障。在实际评估中需综合考虑各方面的影响因素进行评估。尤其是要灵活选择评估方法。以电缆状态评估为例，影响电缆状态的因素比较多。如预防性试验参数、外界温度等。在实际评估中要尽可能地将所有影响因素纳入到评估体系中从而使评估结果更加准确。

三、物联网技术在电气设备状态检修中的具体应用

1.电气设备状态监测。电气设备基本是在高电压、大电流状态下运行，难免会受到电、热、机械等因素的影响出现运行老化、磨损等故障。这些故障属于慢性故障会逐渐导致设备性能下降、故障率升高。所以，需要对这些电气设备状态进行监测，及早发现设备异常，尽快安排检修，保证电气设备正常运行。

电气设备状态监测信息包括电压、电流、声音、温度、湿度、气体含量等。这些监测信息会随着电气设备的运行出现变化，通过有效的监测可以及时了解参数变化情况，并对电气设备状态进行评估。但要注意的是针对不同的电气设备要监测不同的设备信息[1]。比如针对高压设备要对电压、电流、接触点温度等信息进行监测；针对充油设备要对油温、气体含量等信息进行监测。但值得注意的是电气设备监测信息非常多。若是不能采取有效的监测技术就有可能造成信息传输混乱。比如运用温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，并依托互联网创建信息传输渠道，保证信息传输效果。

2.在一次设备状态检修中的应用。一次设备包括变压器、断路器、电动机、熔断器、隔离开关等电器设备。这些设备的最大特点就是会受到高电压、大电流的影响。因此，需要对其运行状态进行监测，以便能制定高效的检修策略。

首先，变压器。变压器具有变换电压，促进电力传输的作用。其自身性能对整个电力传输系统的稳定性、可靠性有着非常大的影响[2]。因此，可对变压器温度、声音、油位等信息进行监测，了解其运行状态。比如在油气分析中可应用油色谱分析技术，先利用半透膜进行油气渗透，再进行气体识别、检测确定其每种气体成分，之后进行数据分析就可判断变压器是否存在过热、放电等故障；在变压器绕组变形检测中可通过在其箱体上安装振动传感器，了解绕组的振动信号，而后对信号数据进行分析就可评估出绕组是否存在变形故障；在变压器局部放电检测中可采用在内部安装探头，通过了解局部放电产生的超声波信息进行其运行状态评估，并制定出针对性的检修策略。其次，高压断路器。高压断路器的主要作用是控制、保护电力系统。一般情况下，多是对高压断路器开关的机械动作次数、开关内灼伤情况等进行监测，确认高压断路器开关运行状态。比如采用安装红外监测设备、可移动探头，并依托互联网的方式进行监测、故障诊断。再次。输电线路监测。输电线路是保证电力正常输送的关键。与其它一次设备不同，输电线路覆盖范围非常广，无法应用传统监测方法进行检修。而应用物联网技术可以在导线、杆塔等部分布置传感器，了解输电线路的运行状态及外部环境，以便运维人员对输电线路运行状态进行评估，并制定有效的检修策略。比如在对导线温度进行监测时可通过安装温度传感器检测、记录导线温度，以免输电线路发生过热事故。最后，隔离开关检修。由于隔离开关的表面积相对较小，并且经常和其他的一次设备接触，很容易出现发热情况，可能会引起触头和接线座熔断问题。部分断路器质量存在着质量隐患，生产参数不合理等，如果频繁的使用隔离开关，很容易出现熔断问题，是检修工作的重点部位，在隔离开关更换中，应当做好断路器质量评估工作，避免使用质量不合格的隔离开关。

3.在二次设备状态检修中的应用。二次设备具有监测、控制、调节、保护作用。目前电力企业采用的二次设备多具有微机式保护装置，而保护装置本身就具有自检功能，为二次设备检修提供参考。

二次设备状态监测与一次设备状态监测存在不同。二次设备监测不需要应用较多的传感器。因为其本身就具有自检功能。所以对二次设备状态监测可采取依托通信设备，实现设备互联来达到监测目的。比如依托于互联网、移动通信实现物物相连。但是需要注意的是二次回路中的继电器数量过多，难以对继电器接触点进行监测，并且二次设备中包含大量的集成电路、微电子元件，对电磁信号非常敏感，以致于监测结果准确性无法保证[3]。最重要的是需在一次设备停电状态下才能进行二次设备状态监测及检修。所以，为了提升二次设备状态监测的经济性、准确性，需充分结合实际情况灵活选择监测方式及监测环境。

综上所述，依托物联网技术开展电气设备状态检修工作不仅能有效保证状态监测结果的准确性，而且能适应各种复杂的工作环境，保证运维人员能清晰地掌握电气设备运行状态，制定科学的检修策略。