电力井信息化管理系统及应用

杨启明,陆辰缘,沈伶康

（江苏省电力公司苏州供电公司配电运检室,江苏苏州,215000）

电力井信息化管理系统及应用

杨启明,陆辰缘,沈伶康

（江苏省电力公司苏州供电公司配电运检室,江苏苏州,215000）

提出城市日益错综复杂的电力井运行管理中的难题，利用RFID射频识别、GPS、GIS、移动互联网等技术对地下电缆电力井进行数字化改造。采取电子标签ID编号规则进行准确唯一辨识，运用地理接线图、剖面图、照片多种方式展现，使之与配电信息化管理系统相匹配，从而能极大地提高地下电缆电力井信息化管理水平及运营检修效率，也为城市地下配网建设改造提供有力的支撑。实践应用结果为今后电力井管理提供有效的模式。

电力井;地下配网;信息化管理;电子标签;RFID射频识别

0 前言

随着经济建设不断发展，城市建设的步伐日益加大。为了适应城市规划发展和市政交通设施等建设需要，电力井内电缆的埋设日益交错复杂，如何加强和提高电力井的科学管理水平，全面、准确地掌握电力井及井内电缆、设施的分布状况等问题，电力行业管理人员都将会面临。这不仅是适应城市发展和城市现代化管理的需要，也是加强和提高电力电缆运行管理水平，对电力井及井内电缆、设施快速精确定位，及时排查故障，提高电网安全、保证各类用户正常用电的重要前提。

地下电缆在敷设时主要采取的是直埋方式。与通信、燃气、给水、排水等各类管线交错、相邻情况大量存在。虽然，每条电力线路、每个电力井都曾建立了相应的技术档案和图纸资料。但是由于各种因素的影响，管理机构或人员的更替，管线、井盖及各种管线建设等对地理环境引起的变化，常常造成原有技术档案和图纸资料标示的地面参照物缺失。因而曾经造成在查找电力井或维修中大量开挖土方、或因盲目施工造成电力管线损坏，发生断电甚至引发安全事故的现象。也影响了配合城市规划、勘探、设计、工程施工中真正发挥支持、指导和监控作用。

1 电力井信息化管理系统

电力井信息化管理系统可以解决电力井及井内电缆、设施管理和维护上所遇到的问题。该系统的核心是电子标识系统，由电子标识器、电缆专用标签、手持式探测仪及信息化管理软件组成，通过电子标识器、电缆专用标签、手持式探测仪，配合终端电脑、平板电脑（PDA），将电力井及井内电缆的路径、起点、终点、位置及属性信息化、可视化，从而实现电力公司科学的、信息化的管理目的。

由于电力井及井内电缆的属性内容是通过存储在电子标识器及电子标签中的ID编码与后台数据库一一对应并在平板电脑上显示，因此无需打开井盖即可了解井内电缆的信息，管线探测也不需要地面参照物，系统应用示意图如图1。

1.1 电子标识系统

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别标识器并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID（射频识别）系统由两部分组成：读/写单元和电子收发器。阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应。实际上，这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。

电子标识系统就是利用低频RFID（无线射频识别）技术和数据库技术结合，最终采用地理信息系统（GIS）平台作为表现手段。

1.2 电子标识器

电子标识器采用低频RFID射频识别技术，低频RFID的特点就是能够穿透障碍物，实现在地面上非开挖探测。标识直埋电缆与电力井的标识器就是低频RFID产品，该产品内部是一个无源RFID芯片，每一个标识器对应着一个全球唯一的ID，其采用pp加纤聚丙烯一次注塑而成防潮防腐蚀，其使用寿命在40年以上。

电力公司可以根据自身的需求，将电力井及井内电缆、设施的信息事先写入后台数据库；也可在安装施工时，现场通过移动互联网写入后台数据库。如：线路名称、电力井名称、电缆起点、电缆终点、孔位信息、位置信息、中间接头信息等。

1.3 电缆专用标签

电缆电子标签采用注塑工艺生产，完全防水，主要用于管理电力井内每个孔位的电力电缆以及中间接头的属性信息。安装时捆扎在电缆上面，用于区别不同规格的电力电缆。电缆标签其内部ID码作为电力电缆的身份识别码,安装时可将孔位信息、中间头信息现场通过移动互联网写入数据库并与标签ID码一一对应，如进井编号、出井编号、电缆型号、规格、电缆上接头数量等,用来可以现场识别电力电缆规格，方便电缆的检修维护和动态管理。

1.4 手持式探测仪

手持式探测仪由天线、标识器与标签识读模块、蓝牙传输模块组成。

1.4.1 标识器与标签识读模块

当使用手持式探测仪查找电子标识器或电缆专用标签时，探测仪通过线圈振荡电路发出低频电磁波,当靠近标识器或标签时，会在电子标识器或标签周围形成电磁场,电子标识器或标签内的储能电路通过电感耦合方式从电磁场中获取能量,当能量储存足够时激活标识器或标签内的射频芯片进行工作,射频芯片工作时把芯片中储存的数据资料通过其内部的振荡电路以相同频率电磁波的形式反传给探测仪,当探测仪接收到信号时会发出声音告知操作者，并会在探测仪屏幕上显示该标识器或标签所存储的信息。

图1

1.4.2 蓝牙传输模块

该模块主要用于将探测仪识读的ID编码传输至平板电脑上，现场安装时探测仪通过蓝牙将标识器或标签ID编码传输至平板电脑，再在平板电脑的前端软件上将电缆属性、井沟内电缆照片等采集到的信息与标签ID编码相关联，通过移动互联网实时上传至后台服务管理系统；巡检维护时探测仪通过蓝牙将标识器或标签ID编码传输至平板电脑，通过移动互联网将与ID编码对应的电缆属性、井沟内电缆照片、剖面图等信息从后台数据库中调取并显示，如图2所示。

图2

图3

2 电力井信息化管理系统的应用效果

(1)提升电力井查找效率和检修时确保准确识辨电力井内电缆及设施，提高故障应急处理能力。

(2)实现电力井信息化管理，电力井及井内电缆、设施资料信息完整建档,便于掌握管线资源分布情况，为建设新电力管线提供可靠的依据。

(3)不用打开井盖查找井内电缆及设施，减少维护人员的投入，降低企业人力成本，提升企业业绩。

(4)智能化管理,维护信息归档有利于实现科学管理电力井，提高服务质量。

(5)通过对电力井数据资料和维护检修信息的挖掘分析,可以了解管线的运行情况,有助于管线智能化的实现。

3 系统实施过程

系统实施过程主要分标识器与标签安装、信息采集、信息审核、信息应用，系统实施过程如图3。

3.1 标识器与标签的安装

（1）安装电子标识器时，用卡箍将标识器垂直固定在井壁上，距离井盖50cm以内，盖上井盖后，用手持式探测仪能够识读电子标识器的ID编码。

（2）安装电缆专用标签时，将电子标签上的束带直接捆扎在电力井内电缆上或中间接头上，用手持式探测仪能够点对点的识读电子标签的ID编码。

3.2 信息采集

通过施工人员在井沟内安装电子标识器，标识器探测仪读取标识器ID后通过蓝牙传递至移动终端，同时采集井内信息，包括：电缆井号、位置描述、侧面类型、不规则照片、不规则剖面图等，通过移动互联网上传给服务器。若井内存在电缆或者中间头则安装电子标签，标识器探测仪读取电子标签ID后通过蓝牙传递至平板电脑，同时采集电缆信息及孔位信息。

4 结语

通过对城市电力井及井内电缆、设施属性信息的完整采集，使得现掌握的电力井及井内电缆、设施资源不存在管理盲区，可利用GIS系统对整个区域的配电网络的电力井及井内电缆进行信息可视化管理。系统成功部署后，给配电班一线员工的日常工作带来了极大的便利，极大的节约人工成本，节省时间，提高了供电可靠性、供电质量以及服务质量。随着数字化城市管理技术的进一步发展，电力井信息化管理系统将会发挥更重要的作用。

[1] 杨玲秋.基于GIS的城市地下电缆信息系统模型研究[J].JO URNALOFHANGZHOUDIANZIUNIVERSITY,2010.

[2] 黄沿波,李列平.电缆安全的地理信息系统监管模式[J].办公自动化,2004.

[3] 丘广新,曹震峰.加快地下管线信息化建设,促进城市和谐发展[D]北京:数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集,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