摘要：电力设备巡检工作是保证电力设备安全、提高电力设备可靠性、确保设备最小故障率的一项基础工作。目前，国内普遍采用的是人工巡视、手工纸质记录的工作方式，这种工作方式存在人力因素多、管理成本高、监督工作困难、巡检数据信息化程度低等缺陷。电力巡检迫切需要通过可靠的信息化手段解决当前工作中存在的问题，提高运维效率。
关键词：RFID技术，巡检
一、背景
智能标准化巡视系统是基于移动互联网的一次创新性科技
转化实践，智能标准化巡视系统针对巡检工作实际需要及特点，具有路线安排与审阅、内容智能检索、数据记录缺陷和设备状态变化数据汇总报告等功能，能有效地了解、检查巡检工作状态，及时发现电力设备的缺陷及变化情况，提升电力设备运行安全性、降低生产运营成本、提高工作效率，具有低成本、操作简单易学等明显优点，可以有效降低人为因素带来的漏检或错检等问题。
在无纸化数据采集的过程中同时使得管理部门能有效监督巡检人员的工作情况，实现巡检工作标准化、信息化、智能化，从而最大程度地提高工作效率，保证了电力设备的低故障率及安全运行。
（一）RFID技术介绍
1. RFID 技术
RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别，常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。射频识别是一种利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触的双向数据传输，以达到目标识别和数据交换目的的技术，也是目前市场上使用的比较成熟的产品之一。
一套完整 RFID 系统由阅读器与应答器两部份组成，其工作
原理为由阅读器发射特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便接收此数据。应答器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡，且芯片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。
2、RFID定位技术
RFID定位方法可分为基于测距（Range Based）的定位方法和非基于测距（Range Free）的定位方法两大类。基于测距的定位方法利用信号到达时间TOA（Time Of Arrival）、信号到达时间差TDOA（Time Difference Of Arrival）、信号到达角度AOA（Angle OfArrival）和接收信号强度RSSI，来估算距离或来波方向角度，然后使用三边测量法、三角测量法，最小二乘法或最大似然估计法等基础理论方法计算待定位目标的坐标信息。而非基于测距的定位方法则无需测量距离或角度信息，只是根据网络的互联性，拓扑性等实现对目标的定位，如质心法、集中凸优化法、DV-Hop法等。
（1）. TOA
TOA 定位的基本思想：信号发射装置与接收装置之间的距
离与传播时间呈现严格的正比例关系，由于传播速度已知，所以用速度乘以到达时间就可以计算得出两点间的距离。在二维系统中，至少需要三个点来辅助确定定位目标，也就是三边测量法的理论基础。
TOA的定位精度较高，但需要收发设备之间保持精确的时钟同步，对硬件和功耗提出了较高的要求。在室内定位系统中，节点间的距离较小，传播速度又较快，传播时间短，故测距难度大。GPS 就是采用TOA 的测距方法，使用昂贵的高耗能电子设备来与卫星同步，成本较高，不适合于空间狭小环境复杂的室内定位。该方法虽然采用相对时间来确定未知目标的位置，降低了对时间严格意义上的同步要求；但非视距问题对超声波的传播影响较大，对两种信号的到达时间差需要做详细准确的记录，提高了定位设备的复杂性，不适宜应用在室内定位中。
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（2）. AOA
AOA 是一种典型的基于角度的估计方法，它的基本思路是：
通过天线阵列测量接收目标信号到发射点的到达角度，两个或两个以上发射点方位线的交点就是定位目标的位置，再通过三角测量法计算出接收目标的位置。但是此方法受外界环境影响较大，噪声，多径效应都会对测量结果带来较大误差，所需方向性天线，硬件设备复杂。
（3）. RSSI
通过测量接收到的信号强度，可以计算信号在传播过程中的
损耗，利用理论和经验模型将损耗转化为距离，从而计算出电子标签与阅读器的距离。基于RSSI 的定位方法需要阅读器接收到的电子标签返回的信号强度值作为定位依据，同时具有低功率和低成本的优点，已较多用于实际的定位系统中，本研究采用此方法进行定位。
三、RFID 技术应用于巡检中
传统的巡检方法是巡视人员采用纸质表格记录的方式，按照
规定的线路对巡检设备的运行状况进行记录，然后再手工输入计算机，由于人工作业，不可避免的会产生漏检、错检以及输入错误等情况。
采用 RFID 射频技术，将要巡检的设备用 RFID 卡来标识其身份编号，手持巡检设备是一台嵌入式RFID 读卡器，同时该设备具有2.4G 无线数据传输功能，对于要巡检的设备可以预先在巡检信息管理系统中设置合理的巡视线路，然后巡视人员带上手持巡检设备在巡检的过程中对读入的设备身份编号做比对。如果不是正确的巡视设备就给出提示，从而促使巡视人员按照正确的线路巡视；如果巡视设备线路是设置中的巡视线路，则可以记录设备的状况，同时会把该设备的信息通过无线电波传回监控中心。如果现场网络原因无法将数据传回，手持巡检设备也会将相应数据存储到其中，等巡检结束后回到监控中心通过USB 口将数据导入计算机。
四、解决方案模型
1、巡检周期：管理人员在后台服务器端设定巡检周期，将周期发布至手持巡检设备上，手持巡检设备根据巡检周期自动推算每一次巡检作业时间并提醒巡检人员。
2、巡检标准：针对每个设备的每个部件进行编写，由专业人员编写完成，完全符合巡检作业现场的实际需求。
3、缺陷标准：将公司颁布的巡检标准分解到每一条巡检标准中，发现缺陷后只需选择即可，很大程度上解决了以往巡检人员对缺陷性质的判断不准确的问题。手持巡检设备的照相功能将缺陷照片和缺陷自动关联，减轻了以往巡检完毕后需要将缺陷登记并将缺陷和照片逐一关联的工作量。
4、巡视路线：采用向导式操作，巡检时按照设定路线结合室内定位技术进行巡检。
5、缺陷判断、分析：缺陷的智能辅助判断有效的提升工作人员的效率，而且按照缺陷管理规范可实现设备的缺陷一键导出，能够减少以往缺陷汇总的时间。
6、移动终端：发现严重和紧急缺陷后，可立即发送缺陷信息至手持巡检设备，提升工作效率。
五、巡检流程
1、手持巡检设备通过无线网与服务器连接，从服务器下载设备库、巡检标准库和缺陷库，若没有无线网环境，也可通过USB 与计算机相连，下载相关数据。
2、手持巡检设备通过RFID 电子标签识别设备，根据识别的设备有针对性的检索相应的巡检标准，巡检人员按照巡检标准进行巡检。
3、巡检人员发现缺陷后记录设备缺陷，同时向管理人员手机客户端发送缺陷信息。
4、巡检结束后将手持巡检设备上的缺陷数据上传到服务器或通过USB 上传到计算机，再上传到服务器上。
5、在服务器端对缺陷进行汇总管理和统计分析。
6、待缺陷被消除后，将缺陷消除的情况记录在平板电脑中。
7、将手持巡检设备的消缺信息上传至服务器实现缺陷闭环管理。
六、结语
RFID技术是现代科技水平逐步创新发展的重要体现，RFID 技术在电力系统相关设备巡检过程中的应用，能够扩大电力设备巡检范围，提高巡检的精确度和安全度，确保及时发现并处理缺陷，解决巡检不到位、采样数据少、统计不准确等问题，从而保障电力设备的安全、稳定、可靠运行，是巡检管理在标准化、智能化和信息化方面的创新。
论文作者:史玉锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：缺陷论文; 设备论文; 方法论文; 信号论文; 数据论文; 测量论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第14期论文;