基于高安全低频探测器的电力运维方法研究

刘国华 金学明 张谦 聂琪鹤 南岳松

摘 要：传统电力运维信息化程度较低，主要通过人工定时巡检等方式来展开，较差的时效性和可靠性导致迅速准确定位电力设备故障点，同时也需要投入大量人力物力才能实现电力设备的有效管理。为解决这一困境，本文提出了基于高安全低频探测器的电力运维方法，其中的Web客户端能够帮助电力企业实时监控电力运行数据和预警信息，并通过手持机等对运维人员下单相应任务;而手持机能够帮助运维人员上传检修和值班情况等数据。通过人和高安全低频探测器的有效配合，使得电力运维管理的效率和时效性大大提高，有效消除传统人工运维盲区，实现电力运维的智能化、可视化、专业化并切实降低运维成本。

关键词：电力;运维管理;高安全低频探测器;时效性

现阶段生产生活用电对用电安全和供电质量提出了更高的要求，相应地电力企业必须以“主动运维”来替代传统的“被动运维”，这就意味着必须在“安全”的基础上，构建以“经济”为核心的职能电力运维方法，以便管理者便利的对电力设备、运维数据及运维人员等展开管理，使电力运维管理方法紧跟当前的技术发展潮流[1]。

1高安全低频探测器的介绍

本文所用的高安全探测器是一款可识读电缆标识器（高安全低频电子标识器、扎带式超高频标签、粘贴式超高频标签、发光电子标签、输配电超高频标签）的探测设备，支持对识读到的电缆标识器进行身份认证、秘钥解析、消息上传等巡检的工作（读取发光标签距离大于2米、点亮发光标签距离大于1.5米，读取配电标签距离大于5米），同时还支持全网通话、短消息、北斗/GPS定位、摄像拍照、二维码扫描等功能，便于国家电网人员的使用，其中适配的工业级平板手持机是超高频读写手持设备（可单独使用），支持符合ISO/IEC 18000-6C EPC Class1 Gen2和GB/T 29768-2013《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》双协议（如图1所示）。

整个高安全探测器整体上由如下三个部分构成：

第一，可识读电缆标识器，通过贴在物体上来识别地下电力电缆，内部主要由天线、芯片及耦合元件组成，地下电力电缆的信息存储在芯片上以完成和射频天线间的通信。以发光电子标签为例，其内嵌“国网芯”UHF射频识别标签芯片，利用无线取能技术实现无源发光功能，支持指定标签的可视化查找，并且采用国标通信协议和国密算法，具有自主可控、安全可靠、操作便捷等特点，满足复杂环境下的电缆快速查找和识别需求（如图2所示）。

第二，超高频读写手持设备，通过天线与可识读电缆标识器进行双向无线通信，完成电子标签芯片内数据的识别或读出/写入，其可以作为单独的整体执行显示、读写及数据处理等操作，也可以嵌入到系统中以接受主机的控制。

第三，后台应用软件，主要负责处理采集到的数据以便于用户的使用。作为直接面向用户的人机交互界面，后台应用软件可协助完成对超高频读写手持设备的指令操作和中间件的逻辑设置、集中处理统计采集到的目标信息、控制超高频读写手持设备对电子标签信息的读写等[2]。

2 基于高安全低频探测器的电力运维方法

2.1 基于高安全低頻探测器的电力运维方法需求分析

本文将重点以地下电力电缆的运维管理为例，探究基于高安全低频探测器的地下电力电缆运维方法，基于高安全低频探测器的电力运维方法主要能够方便管理者和运维人员方便快捷的实施运维任务的安排实施，确保运维结果快速反馈和保存等各种业务提供服务，同时提供友好、便捷的操作界面，系统通过接受用户的操作，在后台执行数据和文件操作来完成具体服务流程。具体而言，方法的主要需求包括：能够为运维人员制定和分派运维任务，制定任务时刻选择多种不同的报表、任务制定期限、制定运维人员等;不同用户权限有所差异，因此要能够进行用户权限设置，主体上分为任务管理者和运维作业人员;电缆及其设备数据的录入、导出和导入能够淑芬便捷，通过给电缆及其设备绑定相关的文件和图片（如操作说明书）;工业级平板手持机能够支持电缆的地图定位和自动识别;用户可以自己定义每一个具体任务的数据类型，其中包含计算式型、字符型、数据型及图片型等;使用方便、用户界面友好且功能一目了然;架构设计要有良好的扩展性和模块化，方便后期维护和功能拓展[3]。

2.2 基于高安全低频探测器的电力运维方法总体设计

（1）总体架构。整体上该方法可以划分为如下三个层次（如表1所示）。

（2）功能划分。总体而言，基于高安全低频探测器的地下电力电缆运维功能上可划分为如下两个部分：

首先，基于高安全低频探测器的地下电力电缆运维后台。基于高安全低频探测器的地下电力电缆运维后台可以按不同敷设图显示电缆不同敷设方式，电缆及其设备运行状态可在地理沿布图中展示，并且电缆走向可在地图上直观显示。具体而言：设备台账管理，可增加、修改或删除电缆相关数据（如可识读电缆标识器、敷设段、线路等）;电缆显示，通过台账树来可视化展示电缆精准走向;电缆详细信息查询，通过高安全探测器来查询电缆详细信息（如线路编号、周边环境图片、回沟回数及相序等）;电缆定位查询，通过关键字查询等查询检索功能来快速定位所需的电缆线路及设备;故障辅助定位，在初步测定故障点后，在精确定位前和电缆路径图仔细核对，必要时使用高安全探测器来精准定位其路径;电缆敷设逻辑图，对电缆之间的逻辑关系进行清晰直观的显示;统计图表，实现了电缆数量统计和可识读电缆标识器统计功能;外力破坏隐患分布，在地图上显示巡检过程中发现的外力破坏隐患;运维管理，后台获取到异常数据或巡检人员反馈后，录入报修相关信息，并根据不同权限实施后续报修派工调度[4]。

其次，工业级平板手持机。具体而言：登录权限认证，用户输入用户名、密码，经授权后方可使用工业级平板手持机;电缆基本信息采集，采集电缆的电子标签、安装地理位置、GPS经纬度、可识读电缆标识器ID码、电缆埋深、电缆走向等基本信息;电缆附件采集，可对电缆敷设通道及关联资源（如交接箱）等信息进行采集，并执行删除、修改或查看等操作;电缆路径点高精度GPS采集，电缆路径点经纬度位置信息的高精度采集;电缆数据管理，查看、修改或删改电缆基本数据;电缆快速定位，巡检人员通过空间查询，电缆及其周边设备信息等将在工业级平板手持机进行显示;人车路径导航，巡检人员对隐患点或设备点进行查找定位后，将其设置为目的地，通过GPS结合地图来实现设备点或隐患点的导航;任务执行，巡检人员登录认证后，在工业级平板手持机上查看具体任务，执行后将执行结果进行反馈[5]。

2.3 基于高安全低频探测器的电力运维方法效益分析

地下电力电缆运维智能化管理在我国实施较晚，而基于高安全低频探测器的电力运维方法具有如下显著的效益：实现地下电力电缆快速查询、空间分析、分层管理（包括人文和地理信息）、浏览（通过不同层次、不同视角展示电缆的逼真走线）、任务执行等功能，并且可进一步支持电力企业配电管理、资产管理、规划管理及营销管理等，形成综合高效的运营平台，极大地降低电力运维所需的人力物力，并且安全高效，极具经济和社会价值[6]。

3结语

综上所述，构建基于高安全低频探测器的地下电力电缆运维方法后，巡检人员使用工业级平板手持机通过无线连接高安全探测器来对地下电力电缆进行快速识别，后台会根据读写到的地下电力电缆标签数据自动跳转到其对应的报表并标记对应的任务项目，大大提升地下电力电缆运维效率。同时，应用电子地图和北斗/GPS技术，能够快速定位地下电力电缆位置使运维人员能合理安排工作顺序，也可以开启位置合法性检测来判断运维人员是否实地作业，从而提高运维结果录入的正确性。

参考文献

[1] 黄双得，许保瑜，王胜伟.智能标示器在电力电缆运维管理中的应用分析[J].新型工业化，2019（8）：27-30.

[2] 陈智雨，巩少岩，谢磊，等.电力系统可视化运维技术设想[C].2018电力行业信息化年会，2018.

[3] 陆省明，胡春潮，张延旭.基于数据融合的电力设备运维策略优化研究[J].云南电力技术，2019，47（3）：37-40.

[4] 蔡泽祥，马国龙，孙宇嫣，等.基于数据挖掘的电力设备运维与决策分析方法[J].华南理工大学学报（自然科学版），2019，47（6）：57-64+71.

[5] 郑尚龙.“互联网+”技术在电力智能配网运维系统中应用[J].建材与装饰，2019（17）：242-243.

[6] 沈志广，张海庭，郑运召，等.隧道电力电缆监控系统智能联动的方案研究与设计[J].现代建筑电气，2019（9）：9-12.