李幸汶、陈关涛、卜祥洲、胡智鹏、秦泽玉
河南宏博测控技术有限公司，河南 450000
摘要：电力设备巡检是电厂运营管理中非常基础的工作，传统的巡检则是通过定时定点对设备进行周期性巡视，防止产生故障。而人工巡检则是目前所有电厂避免设备出现故障所进行的重要方法，作为巡检员，要经常去现场进行巡检，然后将巡检所得数据正确存档，但是这种传统的巡检方式无法全程跟踪过程，工作完成程度完全依赖于巡检人员的责任心。很显然，这样的巡检方式对检测设备有着很大的弊端，而本文作者从不同角度详细阐述了移动终端的电力设备巡检系统如何设计，并针对巡检方式中存在的问题 提出了具体的解决方法。
关键词：移动终端；电力设备；
引言：设备巡检系统，顾名思义是指由巡检人员通过操作手机或者移动终端，然后扫描二维码实现对设备的巡检管理。一个设备对应一个二维码，管理员根据设备的不同检测项目，设定不同的检测周期，若系统发现异常，则可以直接在app上上传照片，然后安排专业人员进行解决。很显然，这种巡检方式大大提高了设备巡检率以及故障的处理效率，同时也最大程度保证了巡检人员的到岗情况。除此之外，每天的巡检记录做起来也比较高效和快捷，巡检的专业人员可以对照片进行详细分析，以此来对设备的健康状态进行准确定位。
一、现阶段电力设备巡检工作的现状分析
（一）传统的巡检方式分析
传统的对电力设备巡检的方式主要依靠人力来进行，通过对设备进行望，闻，听，摸等方式进行感官评估。如果在对设备检修过程中发现了异常，则可以上报给管理部门，然后派维修工进行维修。随着经济的不断发展，各个行业使用电力的范围也越来越多，由于电力设备涉及面比较广，数量也比较庞大，如果单纯依靠人工进行巡检，那么工作效率会大大降低，甚至会出现漏检，错检等问题，并且还会由于一些人为原因产生巡检不到位的弊端。
（二）现代电力设备智能化巡检方式
当代电力设备智能化巡检方式主要是通过射频识别技术来进行的。此项技术主要通过电子标签，手持仪，数据管理系统三部分构成。首先将电子标签安装在需要检查的设备旁边，然后将设备所需要巡检的项目列入系统中，然后手持仪通过视频技术对设备进行巡检，手持仪首先扫描电子标签，然后按照电子标签的提示进行设备信息的检查。数据管理系统则主要通过计算机和通信完成，手持仪会将检测的数据上传到计算机中，然后进行存档。这样的巡检方式大大节省了人力资源。但实践证明，使用射频识别技术对电力进行巡检过程中仍然有一些问题。首先，该项技术并没有明确规定对应线路检查的提示功能，偶尔也会出现漏检的问题。其次，在对设备进行检查时，巡检人员的经验也影响着设备检查的主要过程，偶尔也会出现安全隐患未被查明的现象。再次，该项技术的成本较高。最后，数据传输有时会受到网络等影响，出现传输不及时的问题。因此，要想达到高效的巡检，相应的设备还需要进一步创新。
二、基于移动终端的电力设备巡检系统的详细设计
（一）超声传感器
其中远距离超声传感器利用抛物面聚波效应增加传感器的传输长度。在抛物面中心位置安装超声传感器及激光指示器，通过这样的方式可以让被测超声信号最大点与激光指示点重合，使局部放电点能让检测人员便捷的的发现。
传感器所接收到的信号级别是微伏级，信号微弱，难以被察觉，因此要在接近传感器位置增加前置放大器及时放大超声信号避免损耗。之所以选择80dB增益电路，是因为测量超声传感器所接收到的原始信号大多在1uV到10uV之间。通过对信号幅频特性的探查，我们发现局部放电所产生的超声信号在40kHz附近达到最大化，因此选择中心频率为40kHz的5阶带通滤波电路。
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（二）暂态地电压传感器设计
暂态地电压传感器原理图示意如下：
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暂态地电压传感器是一个前面覆盖有PVC塑料的金属盘，并用同轴屏蔽电缆引出。PVC塑料一方面作为绝缘材料，另一方面作为支撑材料，起到保护和支撑传感器的作用。测量时，暂态地电压传感器抵触开关柜金属柜体表面，裸漏的金属柜体可视作平板电容器的一个极板，而暂态地电压传感器则可看作平板电容器的另一个极板，两极板之间填充材料为PVC塑料。
对于金属柜体、PVC材料和暂态地电压传感器的平板电容来说，金属柜体表面出现的任何电荷变化都会实时对暂态地电压传感器的金属盘上的电荷变化产生影响，并造成一定的高频感应电流。该高频电流经引出线输入到检测设备内部并经检测阻抗转换为与放电强度成正比的高频电压信号。经检验设备处理后，则可得到开关柜局部放电的放电强度、重复率等特征参数。
耦合电容器的电压-电流关系为：
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综合考虑选择红外成像模块为艾睿光电T3，该模块测温区间为：常温段-20℃-120℃，扩展测温范围为-20℃-400℃，测温误差为±2℃或±2%，数据接口为USB。红外成像模块与手持终端之间选择WiFi传输方式。故而需要在成像模块后端加入WiFi传输电路，该电路选取RTL8188。该模块具备超低功耗,高线性输出功率，150M USB 接口无线网卡模块。符合IEEE802.11n标准，兼容IEEE802.11g、IEEE802.11b标准，提供USB2.0接口，兼容USB1.1/2.0。支持最新的64/128位WEP数据加密；支持WPA-PSK/WPA2-PSK,WPA/WPA2 安全机制。采用传输技术为11N，最高无线传输速率可达150Mbps。是普通11B产品的10倍，可以与其它符合该标准的无线设备互相连接通讯。
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（四）应用APP设计
分析主机APP可在PC、手机或平板电脑上运行，它以windows系统、Android系统为根基开发的，具有图谱显示功能，如特征图谱、相位图谱、飞行图谱等。APP可将检测数据一键同步至公司物联网检测系统（云平台）。
分析主机APP、云平台具备数据管理、分析、智能诊断、报表生成、位置跟踪等功能，可辅助用户做出相关决策；具备结合检测信息和数据对被检设备绝缘劣化程度进行自动诊断分级的功能，并能够给出诊断建议。
总结
电网内多数故障的现象都极其复杂，仅凭单一的检测方法无法断定故障程度及方位，本产品将利用超声、暂态地点波、红外成像三种最有效的检测方方式同步检测，对检测结果进行综合比对，在避免遗漏缺陷点的同时，能够更精确地对故障的类型及严重程度进行判断。
参考文献
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[2]李东岳. 基于物联网技术的电力巡检终端的研究与设计[D]. 2019.
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