物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用探討

甘肅電投大容有限責(zé)任公司 曾 丹

開展檢修工作能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備中出現(xiàn)的問題和潛在的隱患進(jìn)行精準(zhǔn)的記錄，這樣能夠使相關(guān)工作人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，在一定程度上避免由于電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題導(dǎo)致停電現(xiàn)象的發(fā)生。為了使電氣設(shè)備的檢修達(dá)到一個(gè)更加高效的狀態(tài)，在電氣設(shè)備檢修的過程中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息數(shù)據(jù)來降低維修成本[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

作為一種新型的運(yùn)營模式，物聯(lián)網(wǎng)是在信息化技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之下，實(shí)現(xiàn)信息之間的互聯(lián)與共享。在某種特殊的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠提升信息的安全保障技術(shù)以及在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，能夠?qū)λ\(yùn)行的數(shù)據(jù)提供安全上的保障，是一種較為有效，并且便捷的網(wǎng)絡(luò)模式，具有易操作、便于定位等多種功能，實(shí)現(xiàn)了管理與控制的一體化。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)加快了信息時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，革新了人們現(xiàn)有的生活方式，加快了社會前進(jìn)的步伐。

從目前互聯(lián)網(wǎng)的使用情況來看，多數(shù)是通過信息傳感設(shè)備來進(jìn)行物品與互聯(lián)網(wǎng)之間的連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與信息之間的交換，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如圖1）在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的過程中，主要被應(yīng)用在了紅外線感應(yīng)以及全球定位系統(tǒng)等。這種技術(shù)在運(yùn)用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤、監(jiān)控、定位等多種功能，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在社會的各行各業(yè)，隨著技術(shù)的大量應(yīng)用以及發(fā)展，在未來也有更廣闊的發(fā)展空間以及應(yīng)用場景。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架

從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程來看，首先經(jīng)歷了三個(gè)部分：一是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展上，首先為了加強(qiáng)事物之間的關(guān)聯(lián)，要對相關(guān)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化或者改進(jìn)；二是在技術(shù)層面，要對在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展終端應(yīng)用發(fā)展過程中所遇到的各種問題進(jìn)行深入的探究，并給出針對性的解決方案；三是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合過程中，主要的任務(wù)就是要對物聯(lián)網(wǎng)的信息應(yīng)用進(jìn)行深入的剖析，將互聯(lián)網(wǎng)中的大量應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)性的整合實(shí)現(xiàn)加快物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。

2 電氣設(shè)備

電氣設(shè)備通常是指發(fā)電機(jī)、變壓器等相關(guān)設(shè)備的統(tǒng)稱。電氣設(shè)備主要由兩部分組成：電源、用電設(shè)備。在電源上主要是包含了電池、電機(jī)以及相關(guān)的調(diào)節(jié)器。在用電設(shè)備方面主要包括發(fā)動機(jī)的啟動系統(tǒng)以及照明、信號儀表等。因此，在電氣設(shè)備的組成方面相對復(fù)雜，多以機(jī)械設(shè)備為主。在進(jìn)行電氣設(shè)備的檢修過程中，要秉持科學(xué)、精準(zhǔn)、認(rèn)真的工作態(tài)度。為了將工作中可能會出現(xiàn)的隱患減少到最低，在進(jìn)行電氣設(shè)備的檢修時(shí)，要求相關(guān)的檢修人員要端正其工作態(tài)度，從電氣設(shè)備運(yùn)行的每一環(huán)節(jié)、每一個(gè)器件展開詳細(xì)的檢查，分析與檢查電氣設(shè)備在運(yùn)行中可能會出現(xiàn)的安全隱患。對于相關(guān)的檢修人員也要進(jìn)行在電氣設(shè)備操作安全上的培訓(xùn)，提升在工作中的安全意識，確保在開展電氣設(shè)備檢修工作中的安全性、高效性。

3 使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 提升信息傳輸與存儲的便捷性

在以往的信息傳輸和存儲工作都是由電纜和電信號來開展的，由于電纜憑借自身的結(jié)構(gòu)特性，使得經(jīng)常會容易受到電磁的影響，進(jìn)而讓電纜的安全度較低，在溫度和濕度方面也會對其受到影響，由于電纜之間的距離較長，長時(shí)間、長距離的傳輸也會造成差錯(cuò)，進(jìn)而影響電信號[2]。而電氣設(shè)備使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠憑借著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自身的傳輸和儲存特性，提高傳輸過程中的安全性與便捷性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過光纖進(jìn)行信號的傳輸，因此對于電磁來說影響較小，甚至微乎其微，使得信息具有一定的保真度，傳輸信息量較大時(shí)可以通過無線傳輸保證信息之間的時(shí)效性。在電氣設(shè)備主要電站將信息以數(shù)字信號的形式進(jìn)行傳輸，可以在接收時(shí)進(jìn)行直接儲存，不需要在格式上進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，這樣為后續(xù)的信息處理、加工和整理奠定了基礎(chǔ)。

3.2 安全可靠的檢修過程

在進(jìn)行電氣設(shè)備檢修的過程中，通常會需要相關(guān)的工作人員在現(xiàn)場進(jìn)行先進(jìn)行檢測，然后查找出現(xiàn)問題的故障點(diǎn)之后再進(jìn)行維修。在檢修時(shí)很容易由于相關(guān)檢修人員的操作不當(dāng)出現(xiàn)一些危險(xiǎn)的事故，如電氣設(shè)備中的變壓器出現(xiàn)漏油的情況等。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，很容易給相關(guān)的檢修人員帶來生命危險(xiǎn)。除此之外，由于傳統(tǒng)的檢修工作具有一定的隨意性，這樣對于電氣設(shè)備中出現(xiàn)的問題也不能夠進(jìn)行詳細(xì)的反饋。對此，針對上述問題，可以利用現(xiàn)在先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過傳感器設(shè)備進(jìn)行故障的檢測，擺脫了以往靠相關(guān)的工作人員進(jìn)行檢測的弊端,能夠?qū)Πl(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋，在一定程度上保護(hù)相關(guān)操作人員的生命安全。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不但能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備中出現(xiàn)的故障進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測以及有效的預(yù)防。與此同時(shí)，還能為相關(guān)工作人員的人身安全帶來一定的保障，避免電氣設(shè)備事故的惡化。

3.3 檢修系統(tǒng)高效智能

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在進(jìn)行電氣設(shè)備的檢修過程中，主要是采用了通信的方式，如無線通信、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這使得在整個(gè)電力設(shè)備在進(jìn)行檢修與維護(hù)的過程中，充分運(yùn)用了信息化的概念，摒棄了以往檢修過程中的相關(guān)方式，通過對變電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，可以對那些還沒有進(jìn)行運(yùn)行的變電設(shè)備進(jìn)行檢修，從而制定相關(guān)的檢修規(guī)定，這樣在日后開展檢修的過程中就能夠有所依據(jù)，讓工作開展起來更為高效，對于突發(fā)故障也能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測與預(yù)防，在一定程度上降低了事故的發(fā)生率。

3.4 降低人力資源層面的消耗

現(xiàn)如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷革新，在電氣設(shè)備檢修過程中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)能夠大大提升工作效率，以往的檢測工作都是由工作人員來開展的，尤其是國內(nèi)偏遠(yuǎn)或者是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)，在開展電力設(shè)備的檢修工作時(shí)，給工作人員帶來了較大的難度，為了確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通常在檢修過程中會消耗較大的人力、時(shí)間和精力，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的革新在電氣設(shè)備檢修中的廣泛應(yīng)用，不僅降低了在檢修過程中人工的損耗，還在一定程度上節(jié)省了檢修時(shí)間。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器技術(shù)，可以將電氣設(shè)備檢修過程中發(fā)現(xiàn)的情況實(shí)時(shí)地傳輸給數(shù)據(jù)中心的工作人員，通過這些傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行電氣設(shè)備的維護(hù)，這樣在一定程度上降低了人力資源層面的消耗。與此同時(shí)，信息的傳遞還可以進(jìn)行及時(shí)的翻閱與查找，這樣避免了問題的疏漏，在某種程度上提升了在電氣設(shè)備檢修的整體質(zhì)量。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

4.1 在狀態(tài)采集中的應(yīng)用

在電氣設(shè)備檢修的過程中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)備采集中主要的作用是，通過收集得到的數(shù)據(jù)參數(shù)，經(jīng)過傳感器進(jìn)行信號的轉(zhuǎn)換，將收集的信號轉(zhuǎn)化為光信號，這樣所轉(zhuǎn)變的信號更容易進(jìn)行后期的處理和分析。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，傳感器負(fù)責(zé)信號的采集是進(jìn)行檢修程序的開始。檢修系統(tǒng)是否精準(zhǔn)，在一定程度上由傳感器的精確程度來確定。由此可以看出，檢測狀態(tài)主要是通過運(yùn)用傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這也在電氣設(shè)備檢修的過程中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)。

圖2 電氣設(shè)備中的傳感器

4.2 在狀態(tài)監(jiān)測上的應(yīng)用

在進(jìn)行電氣設(shè)備的檢測過程中，相關(guān)的參數(shù)會根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行過程中的實(shí)際情況而進(jìn)行實(shí)時(shí)的變化，如設(shè)備中的溫度、濕度、電壓、電流等參數(shù)。當(dāng)電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所有的參數(shù)都會發(fā)生變化，那么此時(shí)就可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息采集功能來獲取相關(guān)的信息，然后將這些采集得到的數(shù)據(jù)上傳到后臺，相關(guān)的工作人員通過觀察和分析，總結(jié)這些數(shù)據(jù)的變化，以及變化的趨勢進(jìn)而來對設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測和評估。從實(shí)際的檢修狀態(tài)來看，檢修工作并不是將電氣設(shè)備中所有設(shè)備都要進(jìn)行參數(shù)的監(jiān)測以及數(shù)據(jù)的采集，而是要根據(jù)不同設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況以及需求進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測。通過一段時(shí)間，數(shù)據(jù)的變化來生成相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而對設(shè)備進(jìn)行綜合性的評估。在收集的過程中，由于每一個(gè)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型和輸出的方式不同，因此在一定程度上會造成信號出現(xiàn)過載的狀況，不利于后期的搜集與處理，這就是為何當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集之后，要將相關(guān)的信號進(jìn)行光信號轉(zhuǎn)換的根本原因。

4.3 在輸電線路中的狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在使用的過程中，首先需要在感知層面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。而此時(shí)，設(shè)備就是一種專門負(fù)責(zé)傳感的裝置，包括所有智能感應(yīng)器，同時(shí)感應(yīng)器自身具備一定的定位功能。在數(shù)據(jù)傳遞的過程中，往往是利用傳感層的能量來完成一些數(shù)據(jù)的傳遞工作，要對傳感層的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，這樣就可以確保在傳遞過程中數(shù)據(jù)不容易丟失。同時(shí)，由于感知層中還包含著很多關(guān)于自然災(zāi)害和故障的預(yù)警，因此加強(qiáng)對感知層面的信息搜集對后期整體線路的狀況以及設(shè)備的運(yùn)行狀況情況尤為關(guān)鍵，其次是智能網(wǎng)絡(luò)層，主要是負(fù)責(zé)進(jìn)行無線信息的傳遞，信息可以通過芯片中用于測量溫度的節(jié)點(diǎn)以此來發(fā)出信號，而在測量溫度的節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)測溫端口也能夠發(fā)出信息，同時(shí)還可以和其他的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的聯(lián)系。

4.4 在電路線路監(jiān)測中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最早被應(yīng)用在傳媒行業(yè)，這是在信息革命下所產(chǎn)生的新型技術(shù)。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)通過信息設(shè)備根據(jù)一定的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)識別、定位、跟蹤、監(jiān)測的功能。對此，在電力設(shè)備檢修的過程中，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠提高電路檢測中的工作效率，降低線路故障。首先，相關(guān)工作人員可以通過感知層來對相關(guān)的傳感器，在檢修過程中的使用情況進(jìn)行深入的了解。除此之外，還能夠通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓工作人員在檢修的過程中，能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域的環(huán)境情況進(jìn)行了解，降低了由于自然環(huán)境中，如土壤、水源、水質(zhì)等所對電路造成的各種各樣的影響。

4.5 電纜狀態(tài)檢修系統(tǒng)的應(yīng)用層

在電氣設(shè)備中，進(jìn)行電纜狀態(tài)檢修的應(yīng)用層主要是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和分析，然后將分析的結(jié)果進(jìn)行上傳，根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)由相關(guān)的工作人員進(jìn)行檢修。由于電纜在電力設(shè)備中所處的環(huán)境較為復(fù)雜，有些電纜主要是鋪設(shè)在地下，而有些電纜則設(shè)置在鐵塔上，無論是施工還是進(jìn)行檢修，都給后期的工作帶來了一定的復(fù)雜性。由于在電力設(shè)備中，電纜屬于至關(guān)重要的設(shè)備，因此電纜在檢修的過程中要格外小心，不但要保證電纜能夠安全地運(yùn)行，還要保證在檢修的過程中電纜不被損壞，提高電纜的利用率，盡量避免由于操作失誤而造成的停電，使得當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)經(jīng)濟(jì)層面的損失和相關(guān)檢修工作人員人身安全上的隱患。電纜在狀態(tài)檢修之前，要對電纜的綜合情況進(jìn)行評估，觀察電纜的溫度是判斷電纜是否處于異常的一個(gè)重要因素。除此之外，還可以通過一些其他的狀態(tài)來對電纜進(jìn)行綜合的評判。

綜上所述。與以往的電氣設(shè)備的檢修相比，通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、科學(xué)、智能、安全的工作模式，降低了以往傳統(tǒng)檢修過程中，人力資源的損耗，在工作效率以及故障的精準(zhǔn)度方面有很大的提高，對此在電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的過程中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對于電力行業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。