随着国内城市化进程的持续推进,电力电缆在电网改造过程中作用愈发重要,但电缆线路的故障抢修和运行维护工作因为其自身的隐蔽性特点,对传统管理方式提出了严峻的考验,电力电缆大数据分析与实时检测采用创新的方式实现电缆网的精益化管理,是建设城市地下电网生产运行指挥的根本,对推进城市地下电网管理具有重要意义。
1 电力电缆大数据分析与实时检测应用
1.1 明确建设目标
开发专业图形数据,将运行状态信息和实时监测数据进行整合,搭建一套集动态、静态数据融合交互的网络数据模型;以城市电缆网生产经营作为驱动,集电缆网规划设计、工程建造、运行维护和状态监测等环节进行全过程闭环管理,实现电缆网所有业务流程与数据信息的交互,为电缆网管理决策、运行操作提供可靠支持。
1.2 搭建系统架构
电力电缆大数据分析与实时状态检测系统是集数据中心、信息服务总线和数据交换于一体,实现与电缆网所有业务流程横向整合的一套功能性系统。将现有的电缆网精益化管理系统和各类业务应用系统,通过信息服务总线集成一体,对电缆网的生产应用提供支撑,以PMS2.5系统为基础进行电缆网数据的共享和交换。电力电缆大数据分析与实时状态检测系统的总体架构是对全部业务板块进行分解,通过系统分析对目标和应用过程进行分析归纳,在PMS2.5系统管理的基础上将形成的对应功能模块的数据、业务和应用三个架构进行业务拓展,将服务器集中部署,实现通过广域网访问的电缆网管理系统。
1.3 创新设计业务功能
(1)图形资源管理。将断面专题图例展示、GIS系统的通用图形维护、电缆网路径规划分析、数据信息迁移、通道资源分析等功能融为一体,将地理图形作为基本元素,实现电缆网空间信息和属性数据方面的精细化管理。(2)生产业务管理。根据PMS2.5生产计划管理流程,结合城市全年安全生产工作重点安排部署及二十四节气表,开展运维管理、有限空间作业、资源逾期预警、断面申请批复、状态评价、风险管控、隐患管理、指标分析等工作。(3)运行监控管理。将值班监控、设备监控和电缆网设备监控结合,基于电缆大数据分析与实时状态检测系统,实现历史数据和实时监控状态的统计分析,为电缆网相关设备数据分析和隐患缺陷处理提供可靠支撑,将所有监控设备运行状态一体化管理。(4)规划设计管理。提供单独图层进行规划管道及电缆网资源的规划设计及管理工作,实现断面审批管理。(5)工程辅助管理。对各类占用(改变)10kV及以上电压等级电力管道断面空间位置(含变电站电缆夹层)的工程,能够进行全过程流程化管理。电力电缆大数据分析与实时状态检测系统包含三个核心板块,一是基础数据,以图形资源为基础,通过“图数一体化”管理方式,建立动态和静态数据交互的电缆网数据模型。二是业务应用,通过优化整合业务流程,实现所有环节的闭环管理。三是辅助分析决策,集成移动作业和业务平台管理,搭建现场作业、业务管理和远程监控的整体架构,以NLP技术的大数据分析为依托,分析归纳监控设备中的海量数据。该系统将电缆网相关设备动态监测数据、地图数据等信息的集成,从图形展示查询向统计分析决策应用发展,强化现场管理提高移动作业应用范围,业务应用、数据管控、智能化应用方面的建设工作,为电缆专业提供了标准、自动、智能、高效化的业务应用。
2 电力电缆局部放电检测技术的应用分析
2.1 超声法
顾名思义,超声法是通过超声波原理,利用超生传感器对电缆进行检测,通过对超声波传输状态的变化情况的检测,识别其中存在异常的部位,进而识别局部放电现象。这种方法通常是使用压电晶体传感器进行检测,检测的重点部位是电缆各接头位置。当电力电缆局部位置发生放电现象时,会产生一种频带较宽的声音信号,而超声传感器可以对这种声音进行识别和捕捉,将其转化为电量。同时,超声传感器外端的分离放大器将这种声音信号放大。此后,这种被放大的信号会经过光电转化模块,再由模块内部的光纤将信号传输至数据信息采集卡之中,最后由与之相连的工控机以波形数据的形式显示出来。采用超声检测法可以有效避免外部环境对检测工作的影响,具有精准度高、效率高等特点。由于超声波波速较小,技术人员可以借此实现精准的故障定位。但是,在实际使用当中,技术人员也发现了超声波检测法存在一定的问题。具体来讲,在特定情况下,超声信号的产生比较有限,并且信号强度不高,在实际检测中可能会面临信号采集、转化清晰度不高的问题。同时,多数电力电缆外部有较厚的绝缘层,而绝缘层本身会吸收部分的超声波,导致高频超声波在传输过程中出现衰减的现象,进而导致最终反映的数据和实际情况有较大差异。针对这些问题,目前我国相关技术人员对超声波仪器的强度和性能进行了优化,在部分情况下可以发挥出不错的作用。
2.2 高频电流法
这是一种非电接触式的检测技术,也是之前十分知名的脉冲电流法的升级版。该方法主要是以高频罗氏线圈取代测量阻抗,可以直接在电缆耦合回路当中采集局部放电现象产生的脉冲信号。这种技术从执行方式到检测结果等方面都有很大的优势,主要表现在于技术人员安装设备和实施检测的便捷性较高,同时可以根据实际情况和相关需求进行灵活调整,具有灵活度较高的优势。在采用高频电流法进行电力电缆局部放电现象检测时,技术人员可以对信号带宽进行灵活调整,并且可以根据实际需要提高数据采集范围。不过,在使用中,高频电流法也存在一些不足。具体来讲,检测人员在采用该技术进行检测时,耦合信号要从接地线上进行,这种方法会导致外界电磁干扰较大,对检测准确性产生一定的影响。同时,该检测方法执行的过程当中还会受到广播信号的干扰,也就是说高频电流法的抗干扰能力较弱。此外,该方法对技术人员相关装置设备的安装和调试水平要求较高,如高通滤波放大器、传感器安装不到位,或是匹配度不足,都会影响检测结果。当然,如今技术研究人员通过对抗干扰措施的研究,一定程度上提高了高频电流法的可靠性。
3 结束语
以实现电缆精益化管控为目标,不断完善电缆专业管理系统建设,依托云计算、大数据分析、物联网、移动互联网“大云物移”技术,实现电缆网包括规划设计、工程建设、运维检修、运行监测、客户服务的全流程闭环管控,提升了城市电缆网精益化管理水平。
参考文献
[1]刘皓,闫春江,赵永强,等.电缆网精益化管理系统研究[J].电气技术,2018,19(4):87-91.
[2]潘睿,王鹏.提升配电网地下电缆精益化管理水平的技术探讨[J].电工技术,2018(17):72-73.
[3]袁凤莲.电气自动化智能建筑设备安装和质量控制要点[J].南方农机,2019,50(3):154.
[4]刘永博.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].南方农机,2019,50 (17):224.