基于RFID的接地線防漏拆裝置研究

梁健文 梁世昌 龍紫筠

摘要：提出了一種基于RFID的接地線防漏拆裝置，可通過(guò)RFID無(wú)線射頻檢測(cè)實(shí)現(xiàn)接地線桿的唯一性匹配和進(jìn)出庫(kù)數(shù)量核對(duì)，以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在用接地線桿的智能監(jiān)管，提高供電的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：RFID標(biāo)簽;接地線桿;讀寫(xiě)器

1? ? 項(xiàng)目背景

當(dāng)設(shè)備或線路停電檢修或施工時(shí)，針對(duì)可能送電的全停設(shè)備各方面或停電設(shè)備可能產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，都需要裝設(shè)接地線，以避免工作人員遭受觸電傷害。目前，工作結(jié)束后，接地線桿的拆除、清點(diǎn)只能依靠人工。而在大型電力施工現(xiàn)場(chǎng)，需使用的接地線桿數(shù)目很大，又或者夜間施工完畢后，由于光線昏暗等環(huán)境問(wèn)題，人工清點(diǎn)回收接地線桿時(shí)很容易發(fā)生遺漏，而且錯(cuò)漏發(fā)生后無(wú)法自動(dòng)報(bào)警提醒施工人員。若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地線漏拆就開(kāi)始送電，將會(huì)造成帶地線合刀閘電網(wǎng)事故。因此，為維護(hù)電網(wǎng)作業(yè)安全，需要智能分辨接地線桿拆裝情況，對(duì)于未拆裝的情況設(shè)置報(bào)警提示功能，提醒工作人員完成相應(yīng)拆裝工作，在未拆除并收回全部接地線桿前不能進(jìn)行送電。

2? ? 項(xiàng)目技術(shù)方案

基于RFID的接地線防漏拆裝置主要包括RFID電子標(biāo)簽、RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱（采集通信模塊）、軟件管理系統(tǒng)三大部分，該裝置適用于所有的電力施工接地線桿。

（1）RFID電子標(biāo)簽。如圖1所示，選用超高頻率的小型黑色RFID電子標(biāo)簽，具有體積小、防水能力強(qiáng)、群讀性能良好等優(yōu)點(diǎn)。配套的標(biāo)簽安裝帶，可將RFID電子標(biāo)簽牢固粘貼在接地線桿上。該安裝帶耐磨，使用壽命可達(dá)10 000次以上，且可將標(biāo)簽相互隔開(kāi)，防止重疊導(dǎo)致漏讀現(xiàn)象。RFID電子標(biāo)簽用于對(duì)接地線桿的身份綁定和使用追蹤。

（2）RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱。如圖2（a）所示，RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱其內(nèi)置高性能RFID讀寫(xiě)器和三根天線。這三根天線分別垂直安裝，組成一個(gè)強(qiáng)大的RFID檢測(cè)圈，可全方位讀取電子標(biāo)簽，有效防止標(biāo)簽漏讀現(xiàn)象。如圖2（b）所示，RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱的控制面板只有電源開(kāi)關(guān)和充電插頭，操作簡(jiǎn)單方便;控制面板上還有電量顯示界面，可隨時(shí)查看電量。RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱具有體積小、便于攜帶運(yùn)輸、防水減震等功能，在一定程度上能夠保護(hù)內(nèi)部的核心設(shè)備不受損壞。

（3）軟件管理系統(tǒng)。軟件管理系統(tǒng)主要由首頁(yè)、任務(wù)、領(lǐng)取、歸還等模塊組成，可以在上面進(jìn)行任務(wù)查詢、領(lǐng)取標(biāo)簽、歸還標(biāo)簽等操作，智能讀取標(biāo)簽，識(shí)別標(biāo)簽是否漏缺，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在用接地線桿的智能監(jiān)管，保證供電的安全。

3? ? 項(xiàng)目實(shí)施

基于RFID的接地線防漏拆裝置工作流程如圖3所示。

（1）在施工前，首先在軟件管理系統(tǒng)上建立新的工作任務(wù)，輸入對(duì)應(yīng)的任務(wù)信息。

（2）從RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱拿出對(duì)應(yīng)數(shù)量的RFID標(biāo)簽，并在管理系統(tǒng)上確認(rèn)領(lǐng)取。

（3）施工人員將RFID標(biāo)簽在接地線桿上固定好，并開(kāi)始工作。

（4）施工完畢，施工人員拆除并收集接地線桿，將接地線桿上RFID標(biāo)簽拆下并放進(jìn)指定的RFID防護(hù)箱中讀取，管理系統(tǒng)將讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)與出庫(kù)時(shí)對(duì)比，數(shù)量匹配無(wú)遺漏，則通知可復(fù)電工作;否則，管理系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警并提示哪個(gè)編號(hào)哪個(gè)區(qū)域的接地線桿缺漏，通知相關(guān)人員去拆除。

4? ? 項(xiàng)目應(yīng)用及效果分析

基于RFID技術(shù)的接地線防漏拆裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）唯一性：采用通信技術(shù)、RFID射頻識(shí)別等高新技術(shù)自動(dòng)讀取識(shí)別標(biāo)簽，代替現(xiàn)有人工點(diǎn)數(shù)的形式，避免了人為錯(cuò)漏，使接地線桿在施工中具有唯一性。

（2）智能化：本產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了一個(gè)工器具管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息處理，可以清楚地記錄各施工現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，實(shí)現(xiàn)了接地線的智能化施工管理。

（3）標(biāo)簽使用壽命周期長(zhǎng)：本產(chǎn)品中使用的RFID標(biāo)簽可防水，適用于多種環(huán)境下的接地線桿。且標(biāo)簽安裝帶牢固可靠、耐磨，可重復(fù)使用10 000次以上，使用壽命周期長(zhǎng)。

（4）識(shí)讀率高：為了工作時(shí)方便攜帶，RFID讀寫(xiě)防護(hù)箱的體積設(shè)計(jì)得比較小，但是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局合理，對(duì)標(biāo)簽的識(shí)讀率可達(dá)100%，且操作簡(jiǎn)單方便。

目前，本產(chǎn)品已確定佛山、清遠(yuǎn)、河源供電局三個(gè)應(yīng)用示范點(diǎn)，并已交付佛山供電局使用，得到了良好的反饋。

（1）高效可靠：能高速、精確地進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息在線確認(rèn)，大大提高了工具回收工作的效率和可靠性。

（2）智能化：具有施工現(xiàn)場(chǎng)的施工情況記錄查詢功能，為施工作業(yè)管理提供了有效的參考。

（3）供電安全：通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在用接地線桿的智能監(jiān)管，杜絕了因?yàn)楣ぷ骱蟀踩て骶哌z漏而導(dǎo)致的安全事故及經(jīng)濟(jì)損失，保證了供電的安全。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

基于RFID的接地線防漏拆裝置主要用于電網(wǎng)施工作業(yè)過(guò)程的接地線管理，用戶主要為需開(kāi)展配網(wǎng)、線路等施工的供電局與電力施工單位，按每個(gè)行政區(qū)20套左右來(lái)預(yù)測(cè)，廣東省的需求量超過(guò)2 000臺(tái)。同時(shí)，該產(chǎn)品還可以通過(guò)改進(jìn)擴(kuò)展應(yīng)用于其他安全工器具的管理，因而具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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[2] 王重陽(yáng).RFID技術(shù)中的算法研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2008.

收稿日期：2020-07-23

作者簡(jiǎn)介：梁健文（1985—），男，廣東新會(huì)人，機(jī)械工程師，研究方向：機(jī)械自動(dòng)化、機(jī)器人應(yīng)用。