胡 釗 江 鋒

（1. 上海金屬腐蝕與防腐技術(shù)有限公司，上海 200120；2. 中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

0 引言

接地網(wǎng)屬于電力系統(tǒng)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在地下運(yùn)行過程中會受地下土壤環(huán)境腐蝕影響。當(dāng)接地網(wǎng)受到嚴(yán)重腐蝕時，接地網(wǎng)中接地線以及接地體將會變細(xì)和斷裂，造成接地電阻出現(xiàn)升高，導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)“失地”的情況，容易造成電力系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生安全事故[1]。所以在電力系統(tǒng)中，做好電力接地網(wǎng)系統(tǒng)以及其他電力線路工程防腐保護(hù)工作是重點(diǎn)。陰極保護(hù)是一種有效處理接地網(wǎng)埋地金屬防腐的方法，但電力系統(tǒng)接地網(wǎng)系統(tǒng)及其他電力線路在地域上分布較泛，需要采取有效的方法實時掌控電力系統(tǒng)接地網(wǎng)陰極保護(hù)的防腐情況。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以應(yīng)用于電力系統(tǒng)之中，但從目前研究現(xiàn)狀來看，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在陰極保護(hù)系統(tǒng)之中的應(yīng)用研究比較少。本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用及陰極保護(hù)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用，探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

1 陰極保護(hù)系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)簡述

陰極保護(hù)系統(tǒng)屬于一種外加系統(tǒng)，通過小電流來對腐蝕電流進(jìn)行中和，從而發(fā)揮防腐的作用。針對電力系統(tǒng)接地裝置金屬構(gòu)件的化學(xué)腐蝕預(yù)防保護(hù)則可采取陰極保護(hù)法，將陰極電流施加到電力系統(tǒng)接地裝置金屬構(gòu)件之上，使該金屬構(gòu)件得以陰極極化，從而使構(gòu)建表面上各部位電位差得以消除，使其整體成為陰極，從而達(dá)到防腐目的[2]。

物聯(lián)網(wǎng)是指在任何一個地點(diǎn)的終端設(shè)備設(shè)施，包括具有內(nèi)在智能特征的傳感器、數(shù)控系統(tǒng)、移動終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及工業(yè)系統(tǒng)等，與具有外在使能的智能化物件，經(jīng)無線或者是有線的、長距離或者是短距離的通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)相互連通的一種模式。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，能夠為用戶提供個性化的在線實時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、預(yù)案管理、安全防范、在線升級等服務(wù)功能和管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)萬物節(jié)能、高效、安全的“管控營”一體化[3]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的可行性分析

在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是可行的，具體可表現(xiàn)為以下幾個方面：

2.1 符合電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的分布特點(diǎn)

電力接地網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)的分布也是比較分散的，對應(yīng)的電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的分布也是較為分散的，過于分散的陰極保護(hù)系統(tǒng)在管理方面比較困難，尤其是對于個別地區(qū)采用犧牲陽極的陰極保護(hù)系統(tǒng)在更換犧牲金屬材料時，表現(xiàn)得更為困難[4]。而應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則能夠?qū)@些電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)測，使電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)能夠得到及時的維護(hù)管理，進(jìn)而能夠預(yù)防電力系統(tǒng)接地網(wǎng)以及其他地下管線發(fā)生腐蝕，最終保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.2 能夠滿足電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的需求

雖然強(qiáng)制電流的陰極保護(hù)系統(tǒng)具有便于管理、可長期使用的特點(diǎn)，但該系統(tǒng)仍需要進(jìn)行維護(hù)管理，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)@些系統(tǒng)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。在監(jiān)測的過程中，若監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況，則將會自動預(yù)警報警，同時，還可以結(jié)合GIS平臺[5]，對出現(xiàn)異常情況的電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面排查，并為制定解決方案提供依據(jù)，從而確保電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)得以正常工作。

2.3 能夠提升電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)管理信息共享，使管理效率得到提升，還能夠節(jié)約管理成本，尤其是管理過程中耗費(fèi)的時間成本和人員成本，減少了該系統(tǒng)管理過程中的經(jīng)濟(jì)支出[6]。同時，及時準(zhǔn)確地對電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，可以避免系統(tǒng)故障發(fā)生，在一定程度上能夠避免系統(tǒng)裝置發(fā)生損壞，從而降低其更換率，節(jié)約了陰極保護(hù)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的材料成本，故具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用具備安全性、高效性、經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，故可行性高，因此，需要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理有效地應(yīng)用于電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)之中。

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力接地網(wǎng)應(yīng)急保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)主要是由監(jiān)控中心、服務(wù)器、客戶端（手機(jī)客戶端和PC客戶端）、數(shù)據(jù)庫云平臺、電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)以及傳感器等部分構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

其中，手機(jī)客戶端和PC客戶端主要是用戶通過終端設(shè)備了解和掌握電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)傳感器監(jiān)測到陰極保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，將故障碼通過服務(wù)器直接傳送到終端設(shè)備上以發(fā)揮預(yù)警作用，使用戶能夠第一時間掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)接收到的故障碼了解陰極保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障類型，有針對性地解決故障進(jìn)行；監(jiān)控中心主要是運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，前提是每一個陰極保護(hù)系統(tǒng)布設(shè)點(diǎn)均需要設(shè)置監(jiān)控攝像裝置支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；服務(wù)器主要包括WEE服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及存儲設(shè)備[7]，服務(wù)器的作用在于為用戶提供數(shù)據(jù)支持，從服務(wù)器中能夠調(diào)取數(shù)據(jù)庫的各項數(shù)據(jù)以及云平臺緩存的數(shù)據(jù)信息，一般與數(shù)據(jù)庫云平臺之間保持著緊密的聯(lián)系；數(shù)據(jù)收集整理裝置便是通過傳感器收集的陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)所形成數(shù)據(jù)信息，對這些信息進(jìn)行歸集和整理的一種系統(tǒng)裝置；陰極保護(hù)系統(tǒng)及傳感器是該結(jié)構(gòu)中最基本的構(gòu)成單位，是由傳感器和陰極保護(hù)系統(tǒng)共同形成的一個模塊，電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，傳感器會對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，從而轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息，為用戶管理者提供管維信息。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中的一項主要內(nèi)容，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的陰極保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：第一，其能夠?qū)茌爡^(qū)域范圍內(nèi)的各種陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行集中管控；第二，該系統(tǒng)能夠具備自動運(yùn)行、數(shù)據(jù)自動化采集、自動化記錄以及自動報警等智能自動化功能；第三，該系統(tǒng)是通過服務(wù)器來存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以依照實際需求進(jìn)行數(shù)據(jù)對比和數(shù)據(jù)分析，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)實時存儲和傳輸，從而保證用戶在第一時間了解電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時了解和處理故障，避免不必要的損失發(fā)生[8]。

3.3 實時監(jiān)測

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測的過程中，主要是通過互聯(lián)網(wǎng)以及帶有傳感器的監(jiān)測設(shè)備對陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測。這種實時監(jiān)測是由管理人員通過監(jiān)控中心對各監(jiān)測點(diǎn)陰極保護(hù)系統(tǒng)的自然電位、斷電電位、通電電位、保護(hù)電流、電池電壓以及開路電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的監(jiān)測，然后由數(shù)據(jù)收集整理系統(tǒng)將監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理，形成實時數(shù)據(jù)信息，用戶通過客戶端能夠?qū)崟r了解陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從而實現(xiàn)實時監(jiān)測、實時管理。

3.4 自動預(yù)警

在對陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測的過程中，一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的陰極保護(hù)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)便會自動預(yù)警報警，同時與GIS平臺相結(jié)合，能夠及時準(zhǔn)確地鎖定出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備裝置，從而為管維人員對系統(tǒng)的修護(hù)管理提供指導(dǎo)。該系統(tǒng)在自動報警的過程中，在兩種客戶端上的應(yīng)用形式有所不同，在手機(jī)客戶端上，形成的自動預(yù)警信息會直接以信息以及信息提示的方式發(fā)送給用戶，使用戶第一時間能夠了解問題出現(xiàn)的位置及原因[9]。而對于PC客戶端則可通過系統(tǒng)查詢的方式來查詢，查詢界面如圖2所示。

圖2 陰極保護(hù)自動預(yù)警系統(tǒng)PC客戶端查詢界面

從圖2中可見，左側(cè)屬于查詢條件的選擇，右側(cè)屬于查詢得出的數(shù)據(jù)區(qū)。該系統(tǒng)還具備集中查詢功能，能夠?qū)缶緺顟B(tài)下的陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息全部集中顯示，還能夠?qū)缶录M(jìn)行統(tǒng)計。根據(jù)具體需求，選擇各種報警查詢條件，這些報警條件主要包括過保護(hù)、欠保護(hù)、電池低電壓、交流電壓異常。通過條件查詢，設(shè)備出現(xiàn)的故障信息一覽無余。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用的注意事項

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然能夠為電力接地網(wǎng)應(yīng)急保護(hù)系統(tǒng)的管維工作帶來極大的便利，但仍需要在實際應(yīng)用的過程中掌握一些注意事項。具體的注意事項如下：

4.1 必須具備專業(yè)綜合性技術(shù)人才

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在陰極保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用，不僅需要操作人員具備一定的電力專業(yè)知識，而且還需要全面了解和掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展變化，從而能做好實際具體的管維工作，能夠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高效地解決陰極保護(hù)系統(tǒng)實際管維問題，確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

4.2 做好工作統(tǒng)籌安排和系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置

雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地減少人力資源的配置，但該系統(tǒng)仍需專業(yè)人員進(jìn)行操作，仍需設(shè)置必要的人員，因此，應(yīng)該針對人員配置做好統(tǒng)籌安排，將具體的工作分配給每個人，同時，還應(yīng)該將系統(tǒng)操作的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，在權(quán)限設(shè)置的過程中，需要根據(jù)每一名工作人員的工作內(nèi)容和性質(zhì)來進(jìn)行確定，從而保證系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置的合理性。

5 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力接地網(wǎng)陰極保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用具有可行性，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、實時監(jiān)測以及自動預(yù)警，可以滿足陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的需求，保證其運(yùn)行過程中的安全性和穩(wěn)定性。在陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用必須做到與時俱進(jìn)，及時對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行更新，通過更加先進(jìn)的技術(shù)來更好的提升陰極保護(hù)系統(tǒng)的安全性，從而促使電力系統(tǒng)得以安全運(yùn)行。