RFID帶電檢測智能信息標(biāo)簽創(chuàng)新應(yīng)用

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(shè)備逐一對應(yīng),耗費(fèi)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(jìn)行歷史跟蹤,也不能對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)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(xiàng)目通過物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)簽設(shè)計,基于傳統(tǒng)信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)物體與物體之間的環(huán)境以及狀態(tài)信息實(shí)時的共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行,使變電站內(nèi)高壓開關(guān)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(zhì)、精細(xì)化管理水平和全壽命周期化管理。

1RFID芯片技術(shù)及應(yīng)用

1.1基于RFID的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

RFID標(biāo)簽使用芯片并使用膠質(zhì)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(shù),可防止非法讀取標(biāo)簽內(nèi)信息。結(jié)合RFID電子標(biāo)簽及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)測試任務(wù)安排及設(shè)備臺賬管理等相關(guān)結(jié)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(biāo)簽的設(shè)計與制作

一般的RFID電子標(biāo)簽由耦合線圈及芯片組成,使用該種RFID標(biāo)簽粘貼在開關(guān)柜的時候,由于高壓設(shè)備的表面均為金屬,對RFID的信息讀取會產(chǎn)生干擾,設(shè)備的信息不能正常讀取。在本應(yīng)用中,需要采用專門用于金屬外殼上的抗金屬RFID電子標(biāo)簽,該種電子標(biāo)簽內(nèi)嵌鐵氧體屏蔽材料,可以防止開關(guān)柜鐵質(zhì)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(shù)實(shí)現(xiàn)

基于RFID掃描和多局放測試技術(shù)的手持式測試設(shè)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(shù)手段于一身,具有集成化、小型化特點(diǎn),可使運(yùn)維人員快速獲取設(shè)備多維運(yùn)行狀態(tài)信息。

儀器應(yīng)包括傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、嵌入式處理、人機(jī)交互、存儲模塊及設(shè)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(yīng)包括FID讀寫模塊,其內(nèi)置于檢測儀而通過非接觸方式感應(yīng)并讀取RFID電子標(biāo)簽的信息,待檢測高壓設(shè)備安裝有與RFID讀寫模塊相互配合的RFID電子標(biāo)簽(該RFID電子標(biāo)簽寫入設(shè)備的相關(guān)信息),通過上述結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)檢測儀讀取獲得高壓電力設(shè)備的相關(guān)信息。

1.4基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

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

(1)電子身份證功能。記錄設(shè)備的相關(guān)信息,包括設(shè)備名稱、設(shè)備編號、安裝日期等,構(gòu)建設(shè)備臉譜庫,在檢測設(shè)備識別設(shè)備后,自動提供測點(diǎn)提示、檢測技術(shù)要點(diǎn)等作業(yè)指導(dǎo)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)檢測設(shè)備的現(xiàn)場技術(shù)支持功能,降低現(xiàn)場檢測人員技術(shù)門檻。

(2)RFID檢測功能。手持檢測設(shè)備掃描到卡后,自動獲取設(shè)備信息,并與檢測結(jié)果綁定成帶有設(shè)備信息的檢測數(shù)據(jù),手持檢測設(shè)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(wù)器,以實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)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(shè)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(guān)參數(shù)設(shè)置值、測點(diǎn)等內(nèi)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)縱向比較分析和結(jié)果初判。

(4)高壓開關(guān)柜和GIS身份信息、物理信息、狀態(tài)信息、測點(diǎn)信息等的精確管理,規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場設(shè)備帶電檢測作業(yè)方法,提高局放測試數(shù)據(jù)的真實(shí)性、一致性和可比性。

2RFlD應(yīng)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(zhǔn)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(shí)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(jìn)行管理及分析。手持局放測試儀器配備有RFID標(biāo)簽掃描功能,能夠通過被測高壓設(shè)備的RFID標(biāo)簽,自動將設(shè)備信息(如管理班組、變電站名稱、設(shè)備名稱等)導(dǎo)入測試主機(jī),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(shè)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(wù)器,實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)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(qiáng)度。

兩降兩升:降低了人員勞動強(qiáng)度和維護(hù)時間,降低了維護(hù)成本和培訓(xùn)費(fèi)用:提高了設(shè)備檢測和診斷的準(zhǔn)確性,提高了電網(wǎng)設(shè)備的全壽命利用效率。

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

該項(xiàng)目完全面向生產(chǎn)一線,可有效解決設(shè)備安全管理和帶電檢測數(shù)據(jù)應(yīng)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(shè)備帶電檢測作業(yè)的方法和標(biāo)準(zhǔn),可從檢測、診斷、檢修、典型案例、培訓(xùn)等方面形成閉環(huán)管理和推廣應(yīng)用。

主要表現(xiàn)如下:

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

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

3)采用無線網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)了無紙化數(shù)據(jù)采集,同時使設(shè)備管理部門能夠有效監(jiān)督巡檢人員的工作情況,實(shí)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(shè)備的低故障率安全運(yùn)行,推動電力設(shè)備企業(yè)的科技創(chuàng)一流工作。

3實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中,測試人員接收任務(wù)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(jìn)行測試,測試完成后將手持設(shè)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(xì)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(guān)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(jìn)行橫向比較、縱向比較、對比分析等。

4結(jié)語

RFID帶電檢測智能信息標(biāo)簽創(chuàng)新應(yīng)用將RFID電子標(biāo)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(luò)傳輸,實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場設(shè)備帶電檢測作業(yè)流程,提高了局放測試數(shù)據(jù)的真實(shí)性、一致性和可比性,提高了測試人員工作效率。