物联网与通信技术在电力检修中的应用与展望

物联网与通信技术在电力检修中的应用与展望

张蓓蓓 王亚欣

国网河北省电力有限公司邢台供电分公司 河北 邢台 054001

摘要：物联网通信技术的开发与应用，对传统的电力检修产生了深远的影响，起到了积极的促进作用。可以设想，5G技术真正到来，物联网技术将会更加完善和强大，电力检修作业将会更加安全、智能、高效、便捷。物联网和5G技术的深度融合将会给电力设备检修维护带来全新的优化和变革，为电力企业设备可靠性提升和降本增效作出巨大的贡献。

关键词：物联网；通信技术；电力检修；应用；展望

1物联网的概述及安全性、重点通信传输

物联网概念最初由美国麻省理工学院于1999年提出。物联网根据其实施方式可称之为“传感网”，是指将各种信息传感设备和互联网结合起来，形成庞大的信息传输反馈网络，对所有终端设备进行远程识别和控制，形成一个智慧的网络体系。2004年，日本总务省提出了u-Japan计划，致力于实现人与人、物与物、人与物之间的联系。2006年韩国确立了u-Korea计划，旨在通过智能型网络和设备，实现科技智慧服务。2009年欧盟发表了物联网行动计划，同时IBM和美国智库向政府提交了复苏计划。同年，温家宝总理通过“感知中国”的讲话，要求推进我国物联网建设，并在无锡成立了“感知中国”研究中心。2019年3月，国家电网有限公司发布了《泛在电力物联网建设大纲》，泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体体现，将电力用户及设备、电网企业及设备、发电企业及设备、供应商及设备，以及人和物连接起来，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为行业和市场提供价值服务。

2物联网技术的关键核心

据调研，国际电联报告中明确标注了关于现阶段物联网4项关键核心技术，分别为对事物进行标识的RFID射频识别技术、对事物进行感知的传感网络技术、对事物进行思考的智能技术以及对事物进行微缩的纳米技术。具体地，REID射频识别技术可以借助射频信号进行自动识别以及搜集信息等各项工作，其优点是在任何恶劣环境下都能够进行非接触式的各项自动识别工作。无线传感器网络从技术层面来讲，是一项涵盖搜集信息、处理信息以及传送信息一体化的先进网络信息系统，其最大优势为功耗较低且便于移动和铺设。传感器网络技术主要内容核心为对各类测试技术（网络化测试技术）进行系统研究，这一技术正在进行自我检测以及自我控制等方面的不断升级，变得更加可靠安全。智能技术有效的赋予物体相应智能性，并且能够充分对物体各种现状进行综合分析，第一时间做出反应，落实相关处理工作。纳米技术的主要涵盖纳米体系物理学、纳米材料学、纳米化学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加r学、纳米力学七大学科，这七大学科在现阶段可以总体归纳为纳米材料、纳米尺度的表征和检测以及纳米器件这三大科研领域。

3物联网通信技术在电力检修中的应用

3.1在电力设备巡检、故障查找中的应用

电力架空线路传统人工巡视中存在效率低、劳动强度大、质量不均衡等问题。但自从无人机巡检技术问世以来，从手动操作到自动巡航得到不断的完善和发展。如目前电网公司的“智巡通”无人机自动巡检系统，通过物联网技术建立6万多公里输电线路的三维模型，将三维模型与杆塔传感器、无人机传感器进行联网对应，使用GPS定位。并以此为基础，开发了一套航线规划系统，实现了对架空线路进行正射影像、带状正射、倾斜摄影、线状摄影、全景采集、通道巡视、树障巡视、精细巡视、点云采集、环绕飞行、雷达扫描等12种作业巡视模式，满足不同作业的巡视需求，高精度的定位传感器可以实现厘米级的准确定位，大大的提高了巡检质量，帮助检修人员精准定位缺陷或故障点。

电气设备的内部故障检查方面。如变压器的内部检查，传统方法需要持续断电3天甚至更长时间，并将变压器油排空，以便让技术人员进入变压器内部进行检查。检测完成后，需要再次将变压器油回注后才可以重新投入运行。基于物联网控制技术的ABB公司全新TXploreTM服务，是使用可自由移动的液浸式变压器检测机器人潜入变压器内部，通过通信网络技术的无线连接将拍摄的图片和视频传输回来，便于检修人员进行设备内部故障的在线诊断。该方法检查变压器无需将油排空，技术人员也无需进入油质、易损和危险的变压器内部，不仅大幅提升了安全性，并且能及时发现变压器故障更，停电更短，大幅降低检修成本，提高设备可靠性。

3.2在电力设备检修监控方面的应用

安全作业是电力检修的重要基础，目前的大型基建项目和部分电力企业都应用了基于物联网技术打造的作业安全监控和管理系统。如采用指纹或脸部智能识别的生产准入控制，精确到每个检修人员的作业定位管理，重点作业现场的360°高清视频监控系统等新技术，能有效实施安全监督管理，及早发现安全隐患，代替了传统的人员人盯人，严防死守的安全监管模式。另外，利用物联网技术在检修质量把控上，实现在线远程视频监控，可以远程对设备返修作业的安全、质量、进度进行掌控，局部修理重要环节的高清视频摄传输和智能传感器在线监测相关数据，可以进行远程质量见证点的见证，设备检修的质量有保障，有效减少了人员到厂监造、监装的频次，降低人力、财力投入，节省检修成本。

3.3在电力技能教育培训方面的应用

在传统的技能教育培训体系中，常见的方式是技术培训讲课结合现场师带徒示范操作的方式。对于电力技术日新月异的今天，高自动化性能设备不断投运，设备新故障、新问题的不断涌现，检修工艺质量标准越来越高，传统的方式已不能满足实际工作需求。对此，应用物联网技术，结合大数据分析和VR/AR虚拟体验式培训模式将是传统培训模式的补充。通过对设备的3D建模，运用VR技术可以将传统的设备技术培训转变为针对三维的设备检修场景，将作业指导书转化为真实场景的实操演练，使用各种传感技术实现智能化的检修流程。使用物联网技术实现技能等级远程考试和实操鉴定，促进人才培训形式的多样化、互动性，提高培训质量。

4物联网融合5G通信技术的应用展望

5G技术的突破，影响最大的便是物联网，可以说，5G网络就是为物联网时代服务的，未来5G网络的传输速率可达10Gbps，1s内可以完成4G网络2min完成的工作量，如此高速的网络势必给电力检修行业带来巨大的变革和影响。就之前物联网技术在电力检修应用的3个方面来看，将带来以下趋势。首先，随着5G通信传输速率的提高，数据的交换量可以百倍增加，在进行远程监控、远程培训等方面可以同时使用更多的传感器，实现更高的精度，传输更加清晰的视频和数据。如无人机自动巡线中，搭载超声波传感器可以测距，远红外成像传感器可以便于发现过热故障，搭载高清摄像头可以发现细节问题，使巡检和故障诊断质量得到飞跃式提升。其次，5G通信的低延迟，可将作业地点和电脑实时连接，人们可实时操作、实时分析，精准控制智能机器人和机械设备，不用工人冒着危险去现场作业，就可以安全高效地完成检修任务。

结束语

物联网和5G信息时代的到来，标志着信息化推动工业化发展到达了一个新的阶段。目前物联网融合4G通信技术的应用已在电力行业各个领域悄然兴起。在电力设备检修维护中，智能巡检、远程状态检修、VR视频培训等技术已日趋成熟完善。结合目前已发展出的新技术及产品，从电力智能巡检、状态检修以及远程监控、培训等方面的应用，对即将到来的物联网融合5G技术在电力检修中的应用进行探讨和展望。

参考文献

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