RFID带电检测智能信息标签创新应用

引言

传统的局部放电检测大多采用手动记录方式将数据录入系统,测试完毕将测试数据与被测设备逐一对应,耗费大量时间,工作效率低而且手工记录数据存在误差,累积的检测数据可信度不高,数据既不能进行历史跟踪,也不能对设备数据进行多维度的数据比较,更不便于检测数据的统一管理。

本项目通过物联网RFID标签设计,基于传统信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理设备实现互联互通的网络环境,实现物体与物体之间的环境以及状态信息实时的共享以及智能化的收集、传递、处理、执行,使变电站内高压开关柜和GIS得到长期稳定监测,形成动态局放监测数据,可以在提升变电站智能化水平的同时,有效巩固无人值班变电站的优质、精细化管理水平和全寿命周期化管理。

1RFID芯片技术及应用

1.1基于RFID的应用实现

RFID标签使用芯片并使用胶质外壳整体塑封,适用于现场环境,经久耐用;另外RFID具有一定的数据加密技术,可防止非法读取标签内信息。结合RFID电子标签及物联网技术,实现测试任务安排及设备台账管理等相关结合,有效提高检测效率,保证数据的完整正确性。

1.2RFID电子标签的设计与制作

一般的RFID电子标签由耦合线圈及芯片组成,使用该种RFID标签粘贴在开关柜的时候,由于高压设备的表面均为金属,对RFID的信息读取会产生干扰,设备的信息不能正常读取。在本应用中,需要采用专门用于金属外壳上的抗金属RFID电子标签,该种电子标签内嵌铁氧体屏蔽材料,可以防止开关柜铁质外壳对于射频信号的发射和接收产生干扰。

1.3基于RFID的测试技术实现

基于RFID扫描和多局放测试技术的手持式测试设备,集暂态地电压、超声波、特高频和高频电流等局部放电检测技术手段于一身,具有集成化、小型化特点,可使运维人员快速获取设备多维运行状态信息。

仪器应包括传感器、信号调理、数据采集、嵌入式处理、人机交互、存储模块及设备台账识别与管理等部分组成,检测信号覆盖地电波、非接触式超声波、接触式超声波、超高频及高频电流等检测方法。该检测仪还应包括FID读写模块,其内置于检测仪而通过非接触方式感应并读取RFID电子标签的信息,待检测高压设备安装有与RFID读写模块相互配合的RFID电子标签(该RFID电子标签写入设备的相关信息),通过上述结构可实现检测仪读取获得高压电力设备的相关信息。

1.4基于RFID的物联网技术

基于RFID读写的设备台账自动识别模块,通过与安装于电力设备外壳上的RFID台账存储标签进行配合,实现电力设备台账自动识别,并可将检测数据与设备台账进行自动关联;移动智能巡检APP与电力设备状态监测管理系统及局放检测设备配套使用,实现标准化测试流程、不同检测仪器数据接入、专家服务实时交互等功能。基于RFID的物联网局放检测技术(图1)可实现的功能如下:

(1)电子身份证功能。记录设备的相关信息,包括设备名称、设备编号、安装日期等,构建设备脸谱库,在检测设备识别设备后,自动提供测点提示、检测技术要点等作业指导内容,实现检测设备的现场技术支持功能,降低现场检测人员技术门槛。

(2)RFID检测功能。手持检测设备扫描到卡后,自动获取设备信息,并与检测结果绑定成带有设备信息的检测数据,手持检测设备与智能巡检APP连接,通过APP获取局放检测仪中的测试数据,并上传至数据综合管理云服务器,以实现高压开关柜和GIS的智能化识别、检测数据管理、测试报告自动下载。

(3)集成现场云诊断和分析判断功能,手持检测设备在检测过程中可读取历史检测数据(包括时间、检测相关参数设置值、测点等内容),配合历史数据和现场智能传感器检测数据,实现现场历史数据纵向比较分析和结果初判。

(4)高压开关柜和GIS身份信息、物理信息、状态信息、测点信息等的精确管理,规范化、标准化现场设备带电检测作业方法,提高局放测试数据的真实性、一致性和可比性。

2RFlD应用在未来带电检测工作中的效果

(1)提高了局部放电测试的规范性和准确性。

一方面体现在物联网减少了人为因素干扰,从源头上提高了数据的真实性、完整性和可用性:另一方面体现在数据管理的创新,通过数据管理系统的建立可以横向、纵向多个维度地分析和利用数据,使得到的检测数据信息利用价值明显提高。

现在局放测试数据大多需要人工手动记录,无法保证检测数据的有效性,也无法对数据进行管理及分析。手持局放测试仪器配备有RFID标签扫描功能,能够通过被测高压设备的RFID标签,自动将设备信息(如管理班组、变电站名称、设备名称等)导入测试主机,并自动生成测试文件夹,所有测试数据自动保存到该文件夹下,手持检测设备与智能巡检APP连接,通过APP获取局放检测仪中的测试数据,并上传至数据综合管理云服务器,实现高压开关柜和GIS的智能化识别、检测数据管理、测试报告自动下载。

(2)降低了检测人员检测过程中的劳动强度。

两降两升:降低了人员劳动强度和维护时间,降低了维护成本和培训费用:提高了设备检测和诊断的准确性,提高了电网设备的全寿命利用效率。

(3)提供开关柜设备历史数据记录的存储和综合分析,为开关柜设备的状态检修提供了依据可有效推进高压设备局放带电检测的实用化进程。

该项目完全面向生产一线,可有效解决设备安全管理和带电检测数据应用中存在的问题,在规范统一检测报告范本的同时,也规范了现场设备带电检测作业的方法和标准,可从检测、诊断、检修、典型案例、培训等方面形成闭环管理和推广应用。

主要表现如下:

1)不需要在巡检设备和电力设备上安装任何设备,大大降低了系统的采购和维护成本:

2)有效地保证了巡检人员巡检质量,提高了设备和电力设备的安全可靠性,消除了安全隐患:

3)采用无线网络和RFID技术,实现了无纸化数据采集,同时使设备管理部门能够有效监督巡检人员的工作情况,实现巡检工作电子化、信息化、智能化,从而最大程度提高工作效率,保证电力设备的低故障率安全运行,推动电力设备企业的科技创一流工作。

3实际应用

在实际应用中,测试人员接收任务后通过智能巡检APP将测试信息下发手持式局放检测仪,使用手持式局放仪在现场扫描RFID卡片进行测试,测试完成后将手持设备与移动智能巡检APP相连,通过APP获取局放检测仪中的测试数据,并上传至数据综合管理平台。详细流程如图2所示。

平台以多种图谱形式展示局放信号,包括波形图、频谱图和时频分析等时域频域图谱,PRPS/PRPD等相位分布图谱,暂态地电压幅值记录、超声特征分析、特高频数据分析等其他类型图谱。全方位展示局放信号特征,为局放信号判断提供参考。能显示开关柜不停电检测的暂态地电压、超声、特高频测试数据,并可进行横向比较、纵向比较、对比分析等。

4结语

RFID带电检测智能信息标签创新应用将RFID电子标签、手持式局部放电测试仪、智能巡检APP和数据管理系统软件衔接在一起,利用网络传输,实现了高压开关柜和GIS的智能化识别、检测数据管理、无纸化测试、测试报告自动下载,体现了数据管理的智能化:建立规范化、标准化的现场设备带电检测作业流程,提高了局放测试数据的真实性、一致性和可比性,提高了测试人员工作效率。