電力的正常運營至關重要,而為了確保工作人員的正常工作和電網安全且正常的運作,供電部門對于電力設備和工具的采購、使用、檢查和維護均有嚴格的規定。為進一步確保電力安全工器具的使用安全,我國電力公司大概在2017年開始用RFID技術進行工具和資產管理。
后來,RFID標簽在電力行業的使用已經越來越廣泛,除了用來實現對互感器、智能電表終端、通信單元、電力工器具和電力行業專用的衣服和鞋子等重要資產進行管理,最近幾年,電力公司還開始對機房的光纖和配線(用RFID無源發光標簽可以實時定位故障配線的位置)、后勤物資、電網資產貼上RFID標簽進行數字化管理,通過全面信息化提高工作效率以及更加智能化的管理。RFID在電力行業滲透率的提高也反映在了電力行業RFID標簽出貨量上。
結合調研得到的信息,我們對電力行業RFID標簽出貨量的統計與預測如下:

我們預計今年的標簽出貨量相比2019年會接近翻倍,而且隨著RFID在電力行業滲透率的提高,未來還有持續增長空間。據我們了解,電網公司還在繼續探索RFID在不同工作場景的應用,以更好地利用RFID的優勢提高工作效率和作業安全性,接下來跟大家分享幾種電力RFID的新應用。
無人機+RFID
之前,在配電網架空線路需要竣工驗收、渠道巡檢、精細巡檢及應急保障時,都需要人工到現場進行作業,效率很低,特別是在查找故障的時候,有時查找范圍太大延緩了搶修時間,會造成巨大的經濟損失。
近兩年,有業內頭部公司研發出專門為配電桿塔RFID無人機巡檢服務而開發的超高頻讀頭產品,具有體積小、重量輕、識別距離遠(通過與專用的RFID雙向電子標簽進行配合,識別距離可達18米)等優點。通過RFID和無人機的結合,可以快速準確地定位桿和塔的位置(有些無人機還可以對故障桿進行拍照回傳給后臺),有效管理運行數據,大大提高無人機在配電網中的智能應用水平和應急搶修效率。
地理標簽
地埋標簽用于電纜通道數字化電子標識,實現地下設施的精準定位、查找、識別以及對電纜走向的判斷。一般跟著電纜線一起埋入地下(由于環境比較惡劣,因此用的是抗干擾好的低頻RFID標簽),具備超遠距離、防水、防塵、防腐、壽命長等特點。
在實際操作時一般會先安裝一個地埋標簽在井蓋附近,然后每隔大概50米會安裝下一個。雖然每年的地埋標簽出貨量不大,僅百萬級左右,但是這類標簽需要有很高的防護等級(能夠滿足在水、塑料、土壤、水泥、柏油等介質環境下的埋入式可靠識讀),以及優秀的射頻性能,因此,單個標簽價格較高。
電力系統的高壓開關柜、環網柜、高壓線纜接頭、刀閘開關等重要設備,在長期運行中可能出現設備老化,表面氧化、腐蝕,緊固螺栓松動等問題。加上很多電力設備長期高負荷運行,容易引發溫度異常。如不及時發現處理,可能引起熔融、燃燒甚至爆炸等安全事故。另一方面,電力設備的電氣特性要求監測系統以無源無線的方式采集溫度,同時要求監測系統可對設備關鍵節點(如母排、動靜觸頭、堵頭等)溫度進行實時記錄并在大數據分析基礎上進行安全預警。
由于需要的是無源方案,之前業界試過聲表面波取電、感應取電、RFID取電等幾種方案。最后發現,RFID+溫度傳感器的無源方案在各方面參數最合適,所以已經有業內公司在這方面進行嘗試。
不過,目前這種方案還有一個缺點導致應用量還沒起來,就是無法實時回傳。因為標簽需要讀寫器供電,所以只有當巡檢人拿著讀寫器到標簽讀取范圍時,才能顯示出溫度。要解決這一問題,一方面可以通過改變巡檢方式以提高巡檢頻率,比如通過帶RFID讀寫器的無人機巡檢,可以大大提高巡檢效率,然后增加巡檢頻率以實現回傳數據的及時性。
另一方面,如果無源物聯網產業能被納入到蜂窩通信網絡中,這一問題也能得到解決。目前3GPP正在推行的Rel-19版本中,將“千億物聯”作為5G-Advanced的核心內容之一,而要實現千億物聯,就是推動低成本的蜂窩無源物聯網。而從成本上來說,RFID是未來千億級低成本IoT連接方案的正確答案。Rel-19預計要2025年下半年凍結標準,一旦確定將無源物聯網產業納入到蜂窩通信網絡中,以后運營商基站系統(宏基站+小基站)就相當于一個讀取范圍很大的RFID讀寫器,可以隨時為各種RFID標簽供電,到時無法實時回傳的問題就能得到解決。可以想象,到時基于RFID的各種無源方案在各種場景的適用性會大大提高。
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