引言

傳統(tǒng)的局部放電檢測大多采用手動記錄方式將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng),測試完畢將測試數(shù)據(jù)與被測設備逐一對應,耗費大量時間,工作效率低而且手工記錄數(shù)據(jù)存在誤差,累積的檢測數(shù)據(jù)可信度不高,數(shù)據(jù)既不能進行歷史跟蹤,也不能對設備數(shù)據(jù)進行多維度的數(shù)據(jù)比較,更不便于檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

本項目通過物聯(lián)網(wǎng)RFID標簽設計,基于傳統(tǒng)信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理設備實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡環(huán)境,實現(xiàn)物體與物體之間的環(huán)境以及狀態(tài)信息實時的共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行,使變電站內高壓開關柜和GIS得到長期穩(wěn)定監(jiān)測,形成動態(tài)局放監(jiān)測數(shù)據(jù),可以在提升變電站智能化水平的同時,有效鞏固無人值班變電站的優(yōu)質、精細化管理水平和全壽命周期化管理。

1RFID芯片技術及應用

1.1基于RFID的應用實現(xiàn)

RFID標簽使用芯片并使用膠質外殼整體塑封,適用于現(xiàn)場環(huán)境,經(jīng)久耐用;另外RFID具有一定的數(shù)據(jù)加密技術,可防止非法讀取標簽內信息。結合RFID電子標簽及物聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)測試任務安排及設備臺賬管理等相關結合,有效提高檢測效率,保證數(shù)據(jù)的完整正確性。

1.2RFID電子標簽的設計與制作

一般的RFID電子標簽由耦合線圈及芯片組成,使用該種RFID標簽粘貼在開關柜的時候,由于高壓設備的表面均為金屬,對RFID的信息讀取會產(chǎn)生干擾,設備的信息不能正常讀取。在本應用中,需要采用專門用于金屬外殼上的抗金屬RFID電子標簽,該種電子標簽內嵌鐵氧體屏蔽材料,可以防止開關柜鐵質外殼對于射頻信號的發(fā)射和接收產(chǎn)生干擾。

1.3基于RFID的測試技術實現(xiàn)

基于RFID掃描和多局放測試技術的手持式測試設備,集暫態(tài)地電壓、超聲波、特高頻和高頻電流等局部放電檢測技術手段于一身,具有集成化、小型化特點,可使運維人員快速獲取設備多維運行狀態(tài)信息。

儀器應包括傳感器、信號調理、數(shù)據(jù)采集、嵌入式處理、人機交互、存儲模塊及設備臺賬識別與管理等部分組成,檢測信號覆蓋地電波、非接觸式超聲波、接觸式超聲波、超高頻及高頻電流等檢測方法。該檢測儀還應包括FID讀寫模塊,其內置于檢測儀而通過非接觸方式感應并讀取RFID電子標簽的信息,待檢測高壓設備安裝有與RFID讀寫模塊相互配合的RFID電子標簽(該RFID電子標簽寫入設備的相關信息),通過上述結構可實現(xiàn)檢測儀讀取獲得高壓電力設備的相關信息。

1.4基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術

基于RFID讀寫的設備臺賬自動識別模塊,通過與安裝于電力設備外殼上的RFID臺賬存儲標簽進行配合,實現(xiàn)電力設備臺賬自動識別,并可將檢測數(shù)據(jù)與設備臺賬進行自動關聯(lián);移動智能巡檢APP與電力設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)及局放檢測設備配套使用,實現(xiàn)標準化測試流程、不同檢測儀器數(shù)據(jù)接入、專家服務實時交互等功能。基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)局放檢測技術(圖1)可實現(xiàn)的功能如下:

(1)電子身份證功能。記錄設備的相關信息,包括設備名稱、設備編號、安裝日期等,構建設備臉譜庫,在檢測設備識別設備后,自動提供測點提示、檢測技術要點等作業(yè)指導內容,實現(xiàn)檢測設備的現(xiàn)場技術支持功能,降低現(xiàn)場檢測人員技術門檻。

(2)RFID檢測功能。手持檢測設備掃描到卡后,自動獲取設備信息,并與檢測結果綁定成帶有設備信息的檢測數(shù)據(jù),手持檢測設備與智能巡檢APP連接,通過APP獲取局放檢測儀中的測試數(shù)據(jù),并上傳至數(shù)據(jù)綜合管理云服務器,以實現(xiàn)高壓開關柜和GIS的智能化識別、檢測數(shù)據(jù)管理、測試報告自動下載。

(3)集成現(xiàn)場云診斷和分析判斷功能,手持檢測設備在檢測過程中可讀取歷史檢測數(shù)據(jù)(包括時間、檢測相關參數(shù)設置值、測點等內容),配合歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場智能傳感器檢測數(shù)據(jù),實現(xiàn)現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)縱向比較分析和結果初判。

(4)高壓開關柜和GIS身份信息、物理信息、狀態(tài)信息、測點信息等的精確管理,規(guī)范化、標準化現(xiàn)場設備帶電檢測作業(yè)方法,提高局放測試數(shù)據(jù)的真實性、一致性和可比性。

2RFlD應用在未來帶電檢測工作中的效果

(1)提高了局部放電測試的規(guī)范性和準確性。

一方面體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)減少了人為因素干擾,從源頭上提高了數(shù)據(jù)的真實性、完整性和可用性:另一方面體現(xiàn)在數(shù)據(jù)管理的創(chuàng)新,通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立可以橫向、縱向多個維度地分析和利用數(shù)據(jù),使得到的檢測數(shù)據(jù)信息利用價值明顯提高。

現(xiàn)在局放測試數(shù)據(jù)大多需要人工手動記錄,無法保證檢測數(shù)據(jù)的有效性,也無法對數(shù)據(jù)進行管理及分析。手持局放測試儀器配備有RFID標簽掃描功能,能夠通過被測高壓設備的RFID標簽,自動將設備信息(如管理班組、變電站名稱、設備名稱等)導入測試主機,并自動生成測試文件夾,所有測試數(shù)據(jù)自動保存到該文件夾下,手持檢測設備與智能巡檢APP連接,通過APP獲取局放檢測儀中的測試數(shù)據(jù),并上傳至數(shù)據(jù)綜合管理云服務器,實現(xiàn)高壓開關柜和GIS的智能化識別、檢測數(shù)據(jù)管理、測試報告自動下載。

(2)降低了檢測人員檢測過程中的勞動強度。

兩降兩升:降低了人員勞動強度和維護時間,降低了維護成本和培訓費用:提高了設備檢測和診斷的準確性,提高了電網(wǎng)設備的全壽命利用效率。

(3)提供開關柜設備歷史數(shù)據(jù)記錄的存儲和綜合分析,為開關柜設備的狀態(tài)檢修提供了依據(jù)可有效推進高壓設備局放帶電檢測的實用化進程。

該項目完全面向生產(chǎn)一線,可有效解決設備安全管理和帶電檢測數(shù)據(jù)應用中存在的問題,在規(guī)范統(tǒng)一檢測報告范本的同時,也規(guī)范了現(xiàn)場設備帶電檢測作業(yè)的方法和標準,可從檢測、診斷、檢修、典型案例、培訓等方面形成閉環(huán)管理和推廣應用。

主要表現(xiàn)如下:

1)不需要在巡檢設備和電力設備上安裝任何設備,大大降低了系統(tǒng)的采購和維護成本:

2)有效地保證了巡檢人員巡檢質量,提高了設備和電力設備的安全可靠性,消除了安全隱患:

3)采用無線網(wǎng)絡和RFID技術,實現(xiàn)了無紙化數(shù)據(jù)采集,同時使設備管理部門能夠有效監(jiān)督巡檢人員的工作情況,實現(xiàn)巡檢工作電子化、信息化、智能化,從而最大程度提高工作效率,保證電力設備的低故障率安全運行,推動電力設備企業(yè)的科技創(chuàng)一流工作。

3實際應用

在實際應用中,測試人員接收任務后通過智能巡檢APP將測試信息下發(fā)手持式局放檢測儀,使用手持式局放儀在現(xiàn)場掃描RFID卡片進行測試,測試完成后將手持設備與移動智能巡檢APP相連,通過APP獲取局放檢測儀中的測試數(shù)據(jù),并上傳至數(shù)據(jù)綜合管理平臺。詳細流程如圖2所示。

平臺以多種圖譜形式展示局放信號,包括波形圖、頻譜圖和時頻分析等時域頻域圖譜,PRPS/PRPD等相位分布圖譜,暫態(tài)地電壓幅值記錄、超聲特征分析、特高頻數(shù)據(jù)分析等其他類型圖譜。全方位展示局放信號特征,為局放信號判斷提供參考。能顯示開關柜不停電檢測的暫態(tài)地電壓、超聲、特高頻測試數(shù)據(jù),并可進行橫向比較、縱向比較、對比分析等。

4結語

RFID帶電檢測智能信息標簽創(chuàng)新應用將RFID電子標簽、手持式局部放電測試儀、智能巡檢APP和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件銜接在一起,利用網(wǎng)絡傳輸,實現(xiàn)了高壓開關柜和GIS的智能化識別、檢測數(shù)據(jù)管理、無紙化測試、測試報告自動下載,體現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理的智能化:建立規(guī)范化、標準化的現(xiàn)場設備帶電檢測作業(yè)流程,提高了局放測試數(shù)據(jù)的真實性、一致性和可比性,提高了測試人員工作效率。