浅谈城市地下电缆智能化运维管理手段

摘 要：电力电缆作为城市的地下生命线，其重要性不言而喻。镇海供电局以提高电缆日常运维检修管理水平为准绳，探索并建立一套基于GIS技术，依托PDA技术、物联网技术、移动定位技术、无损测温技术、电缆运行监测技术的地下电缆智能化管理手段。创新的管理手段应用后，实现了现场施工与管线数据更新的无缝对接管理，确保了图实一致；实现了电缆智能化巡检，提高了巡检的针对性与效率；实现了电缆运行工况在线监测，保障了电缆的安全稳定运行。

关键词：地下电缆；智能化；管理手段

中图分类号： TM247 文献标识码： A 文章编号：

0引言

2010年开始镇海供电局已经开始着手电缆数字化工作，先后制定了电缆管线竣工资料提交标准及相关规范、开发了电缆数字化管理平台来管理电缆管线信息[1]。电缆数字化管理推广后，在实际工作中发现虽然有了竣工资料提交标准，但频繁的电缆新增、割接工程交由多个运行单位维护资料数据仍存在一定的真空期，而且涉及到多个运行单位的电缆割接施工牵涉多个单位，运行单位有可能只维护本单位的线路造成脱节，影响到平台数据与现场的一致性。

近年来不断推进的输变电状态检修工作中大量通过监测手段提前发现设备潜在缺陷的例子，使各级部门进一步意识到防患胜于未然的重要性，镇海局通过对2003年-2010年的电缆故障进行统计分析发现，在42起电缆故障中，除去16起外力破坏引起的故障，其余26起中有81%是由于电缆接头故障引起的，如果能有效对电缆接头运行工况进行监测，就可以提前发现接头缺陷，有效预防电缆接头故障的发生。因此非常有必要寻求一种电缆智能化管理手段，是提高电缆运维检修管理水平的迫切要求，也符合经济发展和安全运行的需要。

1 建立地下电缆管线智能化运维管理手段

1.1建立数据动态更新机制，实现无缝化对接

（1）设立一个专门的数据更新管理办公室，目前该办公室由生技科管理。数据更新管理办公室设2名专业维护人员，熟悉整个数据库的操作和维护使用，熟悉竣工模板的使用，对新增和变更的数据进行录入或修改。维护人员对各施工单位递交的新增和变更的资料数据，按照有关规定和模板进行审核，对符合标准的予以接收，不符合标准的予以退还并要求限时整改完成。

（2）采购一定数量的平板电脑，作为电缆信息维护更新移动办公平台，实现在现场第一时间更新变动数据，并通过蓝牙技术同步至服务器，实现数据动态更新管理，保证数据更新的及时性与准确性。

（3）对已经完工的变更、新增的电缆及管沟部分严格要求施工单位按照要求提交数据资料，并进行现场抽检复核，通过平板电脑在现场核对更新资料。如图一所示。

图一作业人员现场复核数据

（4）对正在实施的变更、新增的电缆及管沟部分由外聘专业单位进行同步随护式跟测，第一时间更新变动数据，确保后台数据与现场同步。

（5）管理软件权限设置，根据制定的管理机制，通过数据库软件的设置，进行局级与所级、主管与成员、维护者与使用者等对层级的管理维护权限的合理设置，确保数据的同步唯一性和责任的可溯性。

1.2引入物联网技术，实现电缆及管井智能化巡检

1.2.1 研制新型电子式标签、创新电缆管孔封堵方法

目前，电缆井、电缆的识别仍旧依靠传统的标牌来辨别，随着电缆管线规模的不断增大，就镇海供电局管辖电缆管线就有各类标牌近3万块。虽然经过不断改进，但传统的标牌受使用环境等因素影响，很多情况下给电缆及井的识别带来不少麻烦，例如：电缆井内积水或淤泥沉降覆盖电缆标牌，工业废水、生活污水腐蚀电缆标牌，导致字迹模糊不清，电缆井标牌受过往车辆碾压导致标牌破损、字迹模糊等等。为彻底改变这一情况，通过多方比较，决定引入RFID射频识别技术[2]，研制新型电子式标签，新型标签的特点是通过射频识别，电子芯片耐腐蚀性强不受环境影响，可穿透非金属介质，遇电缆割接施工无需更换电缆标牌，可在平板电脑中通过修改数据库中电子标签的信息即可实现更名，电子标牌可无限次重复使用，减轻了运行人员的工作强度，同时最大限度的发挥了标牌的利用率。如图二所示。

图二新型电子式标签现场挂设图

1.2.2 开发电缆及管井智能化巡检系统

引入平板电脑技术建立智能巡检系统[3]，巡检系统主要由射频识别、参数记录、数据上传等三个模块组成。其中，射频识别模块主要用于识别特定的设备，进入相应的巡检项目填写界面；而参数记录主要用于处理记录的数据，包括对记录数据进行编码和加密等过程。数据上传模块可以不断扫描是否有已记录但未发送的数据，并通过GPRS网络将记录后的数据上传到服务器。

数据采集模块主要用于记录设备参数和检查设备状态，并将巡检后的结果保存至本地。每一个巡检设备都装有一个固定的电子标签，巡检人员到达巡检位置后，可通过识别接收卡源信息进入不同的巡检项目。同时，要求巡视人员使用移动电脑采集现场图像资料（照片、视频均可），再按照设备实际状态记录相应的参数后，可保存巡检结果，在保存的同时，由系统自动激活发送线程并在后台通过GPRS将巡检结果发送至服务器。因此，无形之中加强了运行人员的巡检到位率及巡视质量，智能化管理水平也大大提高。如图三所示。

图三巡视人员开展智能巡检

1.3建立电缆在线监测平台

为进一步深化配网状态检修工作，建立电缆在线监测平台[4]，实时监测电缆运行工况，是一项行之有效的手段。

在线监测平台可以实时监控运行电缆的各项参数，包括：电流、接头温度、接地电阻等。在电缆的起始段每一相上装设电流互感器，测量每一相的电流，在电流大于额定值时自动报警，并记录下负载时间曲线，为进一步分析决策提供数据支撑。在电缆外铠装层上装设接地电阻测量器，测量铠装接地电阻的大小，确保电缆保护铠装层接地良好，保证电缆的安全运行。

因为在往年的电缆故障统计中，除掉外力破坏，电缆接头故障占了百分之八十多，因此将电缆测温作为在线监测的重点。通过在电缆中间接头、终端头内部设置一个特殊的内置测温芯片，实时测量各相接头位置的发热情况，并将温度参数传输到监测平台（如图四所示），对于异常温度发出报警，同时显示接头的实际地理位置、线路名称、相位情况。同时可以通过对历史数据的统计分析，可以评估高危点，提前采取有效措施预防事故发生，实现主动管理的效果。

图四电缆在线监测系统

2 结束语

2.1经济和社会效益明显提升

地下电缆管线的智能化管理手段在镇海试行已有一年多的时间，取得了较好经济与社会效益。现在越来越多的企业对供电可靠性要求很高，尤其是居民用电要求越来越高，投诉呈增长趋势，重要用户甚至和供电企业签定了用电可靠性协议，造成的损失由供电企业赔偿。通过管理手段创新，改变了传统的电缆巡检模式，开创了智能巡检的先河；电子标签的运用消除了传统电缆标牌的各种弊端，保证了电缆的可靠识别，避免了电缆误开断事件的发生；在线监测系统的开发，能实时监测接头温度等关键信息，保障了电缆的安全稳定运行，为可靠供电提供了有力保障。

2.2运维检修水平显著提高

电缆管线的智能化管理大大提升了镇海局的电缆运维检修水平。主要体现在如下几方面：实现了电缆的智能化巡检，运行人员通过平板电脑开展电缆线路巡视，巡视前可设置当天任务，平板电脑通过GPS导航指引巡视人员对所选线路开展巡视，结合新型电子式标签可记录巡视到位情况，巡视过程中发现各类缺陷或图实不符的情况可及时记录在平板电脑中并返回电缆管理平台，有效提高了巡视效率。

深化配网状态检修，通过电缆监测平台实时监测电缆运行数据，能及时发现电缆各类潜在隐患，及时检修消缺，有效降低了电缆自身故障的几率，电缆运维检修水平显著提高。

参考文献

[1]高明,周仁才,贺贤华.地下电缆信息标准化管理模式设计和应用前景[J].浙江电力,2012,5:59-62.

[2]谭民,刘禹,曾隽芳,等.RFID技术系统工程与应用指南[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3]王淑君,吴军,李磊.基于PDA的RFID手持机开发研究[J].光通信研究所,2008,16:55-57.

[4]谢方,赵成斌.电力电缆故障在线监测[J].电源技术应用,2012,12:23-25.

作者简介

贺贤华（1982年10月——）：宁波电业局职工，浙江大学工学硕士（电力系统及其自动化方向）在读，工程师、技师，长期从事变配电工作。

江幼娜（1984年3月——）：宁波电业局职工，长期从事变配电检修工作。

叶楠（1984年12月——）：宁波电业局职工，长期从事配网工作。