国网安徽省电力有限公司 高方景 王军燕 姚兰波 张永奈

随着特高压纳入“新基建”七大领域之一，国家加快推进特高压建设进程，输电工程根据其功能特性，工程一般呈带状分布，横跨区域广，地处偏僻，导致施工现场的工器具管理难度大；为此，本文着重介绍了一种输电线路工器具管理方法，通过智能化先进手段，对现场工器具进行有效管理。

继加速推进特高压核准、开工、建设等措施后，“新基建”再将特高压建设上升至国家战略层面高度，至今我国已建成投运25条特高压线路，其中国家电网22条包括11条直流输电项目和11条交流输电项目，2020年国家电网工作计划明确计划今年将核准剩余的2直5交项目，预计集中在2020-2022年投运，同时2020还将提出3条特高压的可研项目。输电线路建设是特高压工程重要组成部分，其中包括交/直流特高压设备、缆线和铁塔、绝缘器件等内容，属于大型工程建设，因此工器具在输电线路建设与运维过程中扮演着重要角色，然而输电线路施工具有呈带状分布，横跨区域广，地处偏僻等特点，导致工器具管理难度，不易于清点，野外工作容易造成工器具丢失，不易寻回；因此，本文的研究主要集中于输电线路工器具管理，重点介绍工器具进出记录管理以及工器具寻回。

1 设备介绍

在本系统中，我们采用了以下的硬件设备作为系统集成的部件，即：

1.1 工器具管理终端

工器具管理终端作为一个采集装置，用来采集粘贴在工器具上的电子标签发送的信号，设备一般安装在输电工程出入口处，并结合其单向感应特性，可实现输电线路中所使用的工器具进出场监测，同时工器具管理终端内置无线通信模块可将监测到的数据实时上传至项目物资管理系统中，系统会根据上传的数据更改数据库内工器具的状态信息，同时系统还会将这些数据分类汇总以及存储；此外工器具管理终端可以从后台服务器下载工器具维保信息，再检测到有损坏、未做保养的工器具进场则发生报警事件，从而避免因工器具质量问题导致的施工安全事故发生；其相关技术参数如下：

探测方向：单向；探测角度：120°；

供电：DC 9-12V；

读卡距离：0-1m；

识卡速度：>200张/s；

报警：支持声光报警；

通讯：支持蓝牙、4G、lora自组网；

工作温度：-20℃～70℃。

1.2 工器具探测仪

工器具探测仪为便携式手持设备，与工器具管理终端共同作用下完成输电线路施工中的工器具智能化管理，本工器具探测仪采用射频感应技术可实现工器具与探测仪之间的距离定位，当进场使用的工器具因使用者疏忽丢失在施工现场时，由于施工现场位于野外、地广人稀、杂草丛生，仅靠人眼来寻回丢失的工器具是不切实际，此时通过工器具探测仪中距离检测功能可实现对丢失的工器具实时定位，即可轻而易举的找回丢失的工器具；其相关技术参数如下：

探测方向：单向；

探测方式：0-50m扫描式检测；

供电：3.7V 6000mAh锂电池；

响应速度：小于1s；

显示方式：3寸液晶显示屏；

提示方式：振动+语音播报；

通讯：支持蓝牙、4G、lora自组网；

工作温度：-25℃～65℃。

1.3 电子标签

电子标签为一种有源射频感应设备，可被工器具管理终端和工器具探测仪感应，通过低功耗设计，内置电池可连续工作1个月以上，可通过USB进行充电；电子标签自带背胶，可牢固的粘贴到工器具上，此外通过复杂的结构设计，使得电子标签体积较小，不影响工器具原有功能效果；其相关技术参数如下：

支持协议：非公共协议；

输出功率：-13～7dBm；

供电：CR2032 3V钮扣电池；

响应速度：小于1s；

外壳材质：FET；

重量：15g；

工作温度：-25℃～65℃。

2 工作原理

输电线路工器具管理采用的是射频感应技术，射频感应技术其实是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。其具体原理是通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。本系统中工器具管理终端和工器具探测仪分别采用了近场感应和远场感应技术；此外工器具探测仪通过调节射频发射的功率，实现感应距离扫描式切换，从而定位出电子标签的具体位置，工作原理图如图1所示。

图1 工作原理图

3 设备使用方式

输电线路工器具管理其主要工作流程如图2所示。

图2 输电线路工器具管理流程图

系统开始运行，工器具管理终端上电工作，在完成初始化后下载系统内关于本次施工所要用到的工器具相关数据并开始检测，工器具管理终端包含两个探头，分别对准出入口，当粘贴有电子标签的工器具进出场时，工器具管理终端会根据探头检测结果判断工器具是否进场使用或离场仓储，并通过无线通信方式将判断的结果上传至后台服务器，从而实时更新平台上工器具的使用状态信息；当有不符合使用规定的工器具（如超过使用寿命，未按时保养等）入场时，工器具管理终端在检测到此类工器具后会立即进行现场声光报警同时在系统平台发布报警事件；当一阶段施工完成后，系统会清点工器具数量，如果发现有工器具未离场，则通过管理人员进行寻回操作，具体为系统会自动将未离场工器具相关身份信息下载到工器具探测仪中，管理人员手持工器具探测仪进入施工现场进行探测工器具位置，通过向不同位置、不同方向发送扫描式无线电波，从而可以得出工器具的具体丢失位置，管理人员根据显示的位置就可进行工器具寻回操作。

结语：本论文研究的输电线路工器具管理可利用射频感应技术以及智能算法实现输电线路施工过程中的工器具进出场管理和工器具自动寻回功能，对比于传统的管理方式，主要解决了现场工器具管理需要过多人力参与、效率低下、容易出错，以及无法准确掌握工器具使用等问题，也为输电线路工程按计划完成保驾护航。