電力井信息化管理系統及應用

楊啟明,陸辰緣,沈伶康

（江蘇省電力公司蘇州供電公司配電運檢室,江蘇蘇州,215000）

電力井信息化管理系統及應用

楊啟明,陸辰緣,沈伶康

（江蘇省電力公司蘇州供電公司配電運檢室,江蘇蘇州,215000）

提出城市日益錯綜復雜的電力井運行管理中的難題，利用RFID射頻識別、GPS、GIS、移動互聯網等技術對地下電纜電力井進行數字化改造。采取電子標簽ID編號規則進行準確唯一辨識，運用地理接線圖、剖面圖、照片多種方式展現，使之與配電信息化管理系統相匹配，從而能極大地提高地下電纜電力井信息化管理水平及運營檢修效率，也為城市地下配網建設改造提供有力的支撐。實踐應用結果為今后電力井管理提供有效的模式。

電力井;地下配網;信息化管理;電子標簽;RFID射頻識別

0 前言

隨著經濟建設不斷發展，城市建設的步伐日益加大。為了適應城市規劃發展和市政交通設施等建設需要，電力井內電纜的埋設日益交錯復雜，如何加強和提高電力井的科學管理水平，全面、準確地掌握電力井及井內電纜、設施的分布狀況等問題，電力行業管理人員都將會面臨。這不僅是適應城市發展和城市現代化管理的需要，也是加強和提高電力電纜運行管理水平，對電力井及井內電纜、設施快速精確定位，及時排查故障，提高電網安全、保證各類用戶正常用電的重要前提。

地下電纜在敷設時主要采取的是直埋方式。與通信、燃氣、給水、排水等各類管線交錯、相鄰情況大量存在。雖然，每條電力線路、每個電力井都曾建立了相應的技術檔案和圖紙資料。但是由于各種因素的影響，管理機構或人員的更替，管線、井蓋及各種管線建設等對地理環境引起的變化，常常造成原有技術檔案和圖紙資料標示的地面參照物缺失。因而曾經造成在查找電力井或維修中大量開挖土方、或因盲目施工造成電力管線損壞，發生斷電甚至引發安全事故的現象。也影響了配合城市規劃、勘探、設計、工程施工中真正發揮支持、指導和監控作用。

1 電力井信息化管理系統

電力井信息化管理系統可以解決電力井及井內電纜、設施管理和維護上所遇到的問題。該系統的核心是電子標識系統，由電子標識器、電纜專用標簽、手持式探測儀及信息化管理軟件組成，通過電子標識器、電纜專用標簽、手持式探測儀，配合終端電腦、平板電腦（PDA），將電力井及井內電纜的路徑、起點、終點、位置及屬性信息化、可視化，從而實現電力公司科學的、信息化的管理目的。

由于電力井及井內電纜的屬性內容是通過存儲在電子標識器及電子標簽中的ID編碼與后臺數據庫一一對應并在平板電腦上顯示，因此無需打開井蓋即可了解井內電纜的信息，管線探測也不需要地面參照物，系統應用示意圖如圖1。

1.1 電子標識系統

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別標識器并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID（射頻識別）系統由兩部分組成：讀/寫單元和電子收發器。閱讀器通過天線發出電磁脈沖，收發器接收這些脈沖并發送已存儲的信息到閱讀器作為響應。實際上，這就是對存儲器的數據進行非接觸讀、寫或刪除處理。

電子標識系統就是利用低頻RFID（無線射頻識別）技術和數據庫技術結合，最終采用地理信息系統（GIS）平臺作為表現手段。

1.2 電子標識器

電子標識器采用低頻RFID射頻識別技術，低頻RFID的特點就是能夠穿透障礙物，實現在地面上非開挖探測。標識直埋電纜與電力井的標識器就是低頻RFID產品，該產品內部是一個無源RFID芯片，每一個標識器對應著一個全球唯一的ID，其采用pp加纖聚丙烯一次注塑而成防潮防腐蝕，其使用壽命在40年以上。

電力公司可以根據自身的需求，將電力井及井內電纜、設施的信息事先寫入后臺數據庫；也可在安裝施工時，現場通過移動互聯網寫入后臺數據庫。如：線路名稱、電力井名稱、電纜起點、電纜終點、孔位信息、位置信息、中間接頭信息等。

1.3 電纜專用標簽

電纜電子標簽采用注塑工藝生產，完全防水，主要用于管理電力井內每個孔位的電力電纜以及中間接頭的屬性信息。安裝時捆扎在電纜上面，用于區別不同規格的電力電纜。電纜標簽其內部ID碼作為電力電纜的身份識別碼,安裝時可將孔位信息、中間頭信息現場通過移動互聯網寫入數據庫并與標簽ID碼一一對應，如進井編號、出井編號、電纜型號、規格、電纜上接頭數量等,用來可以現場識別電力電纜規格，方便電纜的檢修維護和動態管理。

1.4 手持式探測儀

手持式探測儀由天線、標識器與標簽識讀模塊、藍牙傳輸模塊組成。

1.4.1 標識器與標簽識讀模塊

當使用手持式探測儀查找電子標識器或電纜專用標簽時，探測儀通過線圈振蕩電路發出低頻電磁波,當靠近標識器或標簽時，會在電子標識器或標簽周圍形成電磁場,電子標識器或標簽內的儲能電路通過電感耦合方式從電磁場中獲取能量,當能量儲存足夠時激活標識器或標簽內的射頻芯片進行工作,射頻芯片工作時把芯片中儲存的數據資料通過其內部的振蕩電路以相同頻率電磁波的形式反傳給探測儀,當探測儀接收到信號時會發出聲音告知操作者，并會在探測儀屏幕上顯示該標識器或標簽所存儲的信息。

圖1

1.4.2 藍牙傳輸模塊

該模塊主要用于將探測儀識讀的ID編碼傳輸至平板電腦上，現場安裝時探測儀通過藍牙將標識器或標簽ID編碼傳輸至平板電腦，再在平板電腦的前端軟件上將電纜屬性、井溝內電纜照片等采集到的信息與標簽ID編碼相關聯，通過移動互聯網實時上傳至后臺服務管理系統；巡檢維護時探測儀通過藍牙將標識器或標簽ID編碼傳輸至平板電腦，通過移動互聯網將與ID編碼對應的電纜屬性、井溝內電纜照片、剖面圖等信息從后臺數據庫中調取并顯示，如圖2所示。

圖2

圖3

2 電力井信息化管理系統的應用效果

(1)提升電力井查找效率和檢修時確保準確識辨電力井內電纜及設施，提高故障應急處理能力。

(2)實現電力井信息化管理，電力井及井內電纜、設施資料信息完整建檔,便于掌握管線資源分布情況，為建設新電力管線提供可靠的依據。

(3)不用打開井蓋查找井內電纜及設施，減少維護人員的投入，降低企業人力成本，提升企業業績。

(4)智能化管理,維護信息歸檔有利于實現科學管理電力井，提高服務質量。

(5)通過對電力井數據資料和維護檢修信息的挖掘分析,可以了解管線的運行情況,有助于管線智能化的實現。

3 系統實施過程

系統實施過程主要分標識器與標簽安裝、信息采集、信息審核、信息應用，系統實施過程如圖3。

3.1 標識器與標簽的安裝

（1）安裝電子標識器時，用卡箍將標識器垂直固定在井壁上，距離井蓋50cm以內，蓋上井蓋后，用手持式探測儀能夠識讀電子標識器的ID編碼。

（2）安裝電纜專用標簽時，將電子標簽上的束帶直接捆扎在電力井內電纜上或中間接頭上，用手持式探測儀能夠點對點的識讀電子標簽的ID編碼。

3.2 信息采集

通過施工人員在井溝內安裝電子標識器，標識器探測儀讀取標識器ID后通過藍牙傳遞至移動終端，同時采集井內信息，包括：電纜井號、位置描述、側面類型、不規則照片、不規則剖面圖等，通過移動互聯網上傳給服務器。若井內存在電纜或者中間頭則安裝電子標簽，標識器探測儀讀取電子標簽ID后通過藍牙傳遞至平板電腦，同時采集電纜信息及孔位信息。

4 結語

通過對城市電力井及井內電纜、設施屬性信息的完整采集，使得現掌握的電力井及井內電纜、設施資源不存在管理盲區，可利用GIS系統對整個區域的配電網絡的電力井及井內電纜進行信息可視化管理。系統成功部署后，給配電班一線員工的日常工作帶來了極大的便利，極大的節約人工成本，節省時間，提高了供電可靠性、供電質量以及服務質量。隨著數字化城市管理技術的進一步發展，電力井信息化管理系統將會發揮更重要的作用。

[1] 楊玲秋.基于GIS的城市地下電纜信息系統模型研究[J].JO URNALOFHANGZHOUDIANZIUNIVERSITY,2010.

[2] 黃沿波,李列平.電纜安全的地理信息系統監管模式[J].辦公自動化,2004.

[3] 丘廣新,曹震峰.加快地下管線信息化建設,促進城市和諧發展[D]北京:數字測繪與GIS技術應用研討交流會論文集,2008.

Powerwellinformationmanagementsystemsandapplications

Yang Qiming,Lu Chenyuan,Shen Lingkang
(Jiangsu electric power company Suzhou power supply company,Suzhou Jiangsu,215000)

Putforwardurbanincreasinglycomplicatedelectricitywellhardproblemsoftheoperationandmanagement,byus ingRFID,GPS,GIS,mobileInternettechnologyfordigitaltransformationofundergroundcablepowerwell.Toadoptrulesofe lectronictagIDnumberforaccurateidentification,onlyusegeographicalwiringdiagram,profile,photographs,avariety ofways,tomatchthepowerdistributioninformationmanagementsystem,whichcangreatlyimprovethelevelofinformationma nagementsystemofundergroundcablepowerwellandefficiencyofoperationmaintenance,renovationforundergrounddistri butionnetworkconstructionalsoprovidepowerfulsupport.powerwellforthefuturepracticalapplicationresultsprovide effectivemanagementmodes.

ElectricWells;Theundergrounddistributionnetwork;Informationmanagement;Electronictag;TheRFIDradio frequencyidentification