中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 孫衛(wèi)平 張祖?zhèn)?鄧艷俊

引言

狀態(tài)檢修為電力設(shè)備安全運行的重要基礎(chǔ)，也是電力企業(yè)為更好地適應(yīng)科學(xué)技術(shù)及現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求而形成的重要產(chǎn)物[1]。為更好地落實國家相關(guān)部門對狀態(tài)檢修提出的要求，各大電力公司陸續(xù)開展了狀態(tài)檢修工作，均由過往的單純依定期檢修為主轉(zhuǎn)型成狀態(tài)檢修占主導(dǎo)，不僅明顯提升了電力設(shè)備的實際管理水平，還使檢修人員及設(shè)備的安全性得到更大保障，壓縮了設(shè)備的運維成本，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

為確保整個電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，做出科學(xué)執(zhí)行有效檢修、維護(hù)工作的提議，借此方式快速探查與處理故障位置，將其造成的損害降到最低，并且還能提供實時監(jiān)測功能，提升對潛在故障問題的預(yù)警效率與精準(zhǔn)性。

文章在分析設(shè)備狀態(tài)檢修定義與可行性的基礎(chǔ)上，探究了高鐵電力設(shè)備狀態(tài)檢修的工作思路設(shè)計與方法應(yīng)用，以提升狀態(tài)檢修工作效率與質(zhì)量為目標(biāo)，建設(shè)了狀態(tài)檢修評價系統(tǒng)，希望能和同行分享經(jīng)驗，為編制電力設(shè)備檢修計劃提供更科學(xué)依據(jù)。

1 狀態(tài)檢修的概述

1.1 定義

以設(shè)備運行狀態(tài)評價為基礎(chǔ)，參照設(shè)備實際狀態(tài)與分析診斷所得結(jié)果，部署檢修時間與項目，并且主動執(zhí)行的一種檢修方法。高鐵電力設(shè)備的狀態(tài)檢修以呈現(xiàn)設(shè)備健康狀況的狀態(tài)量指標(biāo)為目的，采用在線監(jiān)測、離線檢測、運行巡檢等方法，基于數(shù)據(jù)診斷過程，客觀測評設(shè)備即時健康狀況、風(fēng)險級別，對其將來發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)判斷。

通過人工決策，實時整頓檢修周期及項目，逐步完善維修管理模式，進(jìn)而幫助電力設(shè)備獲得最佳的維保服務(wù)。狀態(tài)檢修的關(guān)鍵是對被檢設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行全程管理，力爭將檢修工作開銷降到最低，使設(shè)備運行可靠性得到最大保障[2]。

1.2 可行性分析

狀態(tài)檢修工作將設(shè)備當(dāng)下的真實工作狀況設(shè)定為憑據(jù)，而不是以傳統(tǒng)將設(shè)備應(yīng)用時間作為依據(jù)，其利用高新的監(jiān)測方法、可靠性測評及壽命預(yù)估形式等，客觀判斷出設(shè)備的實際狀態(tài)，辨識故障問題的初期表征，判斷具體的故障位置及其嚴(yán)重性、故障未來的發(fā)展趨向等，并依照分析診斷所得結(jié)果，在設(shè)備運行性能降低至一定程度或故障將要發(fā)生前進(jìn)行維修處理，借此方式提升電力設(shè)備的可用率，清晰設(shè)定了檢修目標(biāo)。通過執(zhí)行狀態(tài)檢修這種體制，能減少設(shè)備檢修、保養(yǎng)費用，為設(shè)備安穩(wěn)、長周期、全性能運行提供可靠的基礎(chǔ)支撐與管理保障。

2 高鐵動車電力設(shè)備狀態(tài)檢修的工作方法與思路

狀態(tài)檢修已演變成當(dāng)下國內(nèi)電力領(lǐng)域中的主要檢修手段之一，其相配套的技術(shù)方法與檢修裝置的成熟度已抵達(dá)較高水平。在正常狀態(tài)下可以利用合理的方法去開展檢修工作，但是高鐵行業(yè)相對較特殊，因為高鐵中的空間有限，可用資源相對缺乏，故而勢必會增加設(shè)備檢修操作的難度。在這樣的情況下，高鐵列車運行階段一定要配備專業(yè)的檢修技術(shù)性人才，且設(shè)備檢修所需的裝置、儀器等一定要配置齊全，并要應(yīng)用一定防護(hù)方法，建議盡量在列車休息的間歇期進(jìn)行[3]。

在具體檢修實踐中，應(yīng)妥善處理狀態(tài)檢修和其他一系列檢修方法之間的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)盡早確立狀態(tài)檢修的主體地位，但不能完全摒棄其他檢修方法，而是應(yīng)將其作為輔助方法，加強(qiáng)相互配合，形成合力，進(jìn)而更快速、精準(zhǔn)的檢出電力設(shè)備運行階段出現(xiàn)的故障問題，提出相應(yīng)的處理辦法。

電力設(shè)備投用階段固然存在部分重點檢測區(qū)域，故而一定要加大對重要設(shè)備的維修力度，只有依靠綜合性檢查過程方能根除其中存留的問題，而以上過程中的重點是選用更加科學(xué)、規(guī)范化的檢測技術(shù)和工藝方法。檢測階段要確保操作的嚴(yán)謹(jǐn)性與流程的標(biāo)準(zhǔn)化，對于故障發(fā)生率較高的電力設(shè)備，應(yīng)將其設(shè)定為重點檢修對象。

檢修工作一定要和當(dāng)下電力設(shè)備的發(fā)展模式相互協(xié)調(diào)，有針對性的開展檢修試驗，確保所應(yīng)用的設(shè)備與材料均符合現(xiàn)行規(guī)范要求，確保整個檢修試驗活動有效推進(jìn)。當(dāng)下，高鐵電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)持續(xù)完善，各種現(xiàn)代化、高新設(shè)備應(yīng)用量持續(xù)增長，這在很大程度上增加了檢修工作難度，工作執(zhí)行過程也日漸繁瑣復(fù)雜，要對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行重點檢修，整體掌握設(shè)備的真實運行狀態(tài)，及時解除可能存在的故障問題。

首先，在設(shè)備方面，應(yīng)從輸變電設(shè)備的視角出發(fā)，持續(xù)完善安全防范工作，最大限度的提升電力設(shè)備的真實運行性能，將其故障發(fā)生率降到最低。由于部分輸變電設(shè)備長時間裸露在室外環(huán)境內(nèi)，若遭遇暴雨、冰雹等特殊添加，則很容易滋生出故障問題，如果在夏天沒有認(rèn)真做好防雷保護(hù)措施，則很可能在雷雨天氣引起短路情況，嚴(yán)重時引起火災(zāi)事故。

其次，增加對輸變電設(shè)備危險點的檢修力度，比如提倡應(yīng)用自動化危險點檢測技術(shù)，這樣當(dāng)設(shè)備檢修實踐中突然遭遇危險時，便能自動隔離故障區(qū)域，檢修作業(yè)行為不會影響正常區(qū)域，由此確保了供電過程的常態(tài)化。可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用在電力設(shè)備狀態(tài)檢修領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)智能感知層由智能傳感器、全球定位系統(tǒng)等構(gòu)成[4]。

智能感知的原理是應(yīng)用電力運輸、轉(zhuǎn)變設(shè)備的實際運轉(zhuǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，比如電壓、溫度計氣象信息等，進(jìn)而確保電力設(shè)備安裝與運行工作順利推進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)絡(luò)層能應(yīng)用無線信號傳送測溫節(jié)點等多種信息，通常在測溫節(jié)點內(nèi)安裝的射頻芯片會有單個和其他測溫節(jié)點之間傳輸信號，測溫終端設(shè)備內(nèi)的射頻芯片會和測溫節(jié)點關(guān)聯(lián)在一起，并且測溫終端還能以通信總線、管理主機(jī)為載體傳送溫度信息或接收有關(guān)指令信號。

最后，要積極做好電力設(shè)備檢修的安全防范工作，不僅要應(yīng)用專業(yè)化的檢修技術(shù)，還要加大對檢修各作業(yè)過程的監(jiān)管力度，發(fā)生危況時快速發(fā)出報警信號。

3 建立電力設(shè)備狀態(tài)檢修評價系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)運用的是MVC 設(shè)計模式，應(yīng)用struts+spring+hibernate。在以上三個框架內(nèi)，hibernate主要用于提供數(shù)據(jù)庫訪問機(jī)制，調(diào)控數(shù)據(jù)庫的訪問與存儲行為等；spring 功能以處理業(yè)務(wù)、控制系統(tǒng)的邏輯性等為主；采用struts 去顯示頁面信息，應(yīng)用網(wǎng)頁和struts 相結(jié)合完成不同頁面之間的跳轉(zhuǎn)，且會寶部分信息呈遞給spring 去管理。

系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)時配合使用了mysql5.5，其有安裝操作便捷、研發(fā)速度較快等特征。用tomcat7.0作為系統(tǒng)的Web 應(yīng)用服務(wù)器，有體積微小、管理便捷等特點。

3.2 功能設(shè)計

3.2.1 系統(tǒng)管理

這是該系統(tǒng)的主要功能、也是系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，系統(tǒng)管理主要實現(xiàn)的功能是維護(hù)使用單位及相關(guān)人員信息。系統(tǒng)管理的主要功能見圖1。比如關(guān)于單位管理，主要是維護(hù)使用系統(tǒng)的單位信息，包括增減、查找單位信息等。在設(shè)置好單位信息后，便可以設(shè)置用戶及設(shè)備單位相關(guān)信息等，利用單位信息便能快速查找到各個單位下持有的設(shè)備類型及人員信息等[5]。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息通常是統(tǒng)一設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)不時常變更的信息，電力設(shè)備類型維護(hù)、設(shè)備及參數(shù)維護(hù)等均是本系統(tǒng)內(nèi)常見的基礎(chǔ)信息。設(shè)備類型維護(hù)的功能主要是對電力設(shè)備的類型繼續(xù)擰分類管理，基于科學(xué)、系統(tǒng)的分類過程，便能統(tǒng)一設(shè)置電力設(shè)備的部分運行指標(biāo)。利用樹形呈現(xiàn)出設(shè)備類型的維護(hù)情況，具備層次級的特征，比如發(fā)電、輸電、變電、配電及用電設(shè)備等（圖2）[6]。

圖2 電力設(shè)備類型維護(hù)功能圖

3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)管理

這種功能主要是統(tǒng)一設(shè)置電力設(shè)備評價的相關(guān)指標(biāo)，包括電力設(shè)備測評、故障問題診斷及決策建議的標(biāo)準(zhǔn)等。通過做好以上標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)工作，能更好地應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)評價電力設(shè)備的運行狀態(tài)，提升狀態(tài)檢修工作效率。比如對于決策建議標(biāo)準(zhǔn)，主要是維護(hù)電力設(shè)備決策分析時的依據(jù)，進(jìn)而為電力設(shè)備的運行提供更有效的整改措施或巡檢方案。

3.2.4 設(shè)備評價管理

該項功能主要是記錄電力設(shè)備的巡檢、試驗、事故及運行數(shù)據(jù)信息，而后利用前期編制好的設(shè)備評價標(biāo)準(zhǔn)作出相應(yīng)評價，以此為據(jù)并結(jié)合決策建議編制設(shè)備檢修策略，輔助運維人員編制相應(yīng)的運維計劃、方案開展設(shè)備檢修活動，進(jìn)而及時測評設(shè)備狀態(tài)，保證其能安全可靠運行，將電力事故的發(fā)生率降到最低（圖3）[7]。

圖3 電力設(shè)備評價指標(biāo)流程圖

3.3 數(shù)據(jù)庫

一個系統(tǒng)為了能實時獲取數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)是重要一個過程，存儲時需將信息保存至指定的數(shù)據(jù)庫表內(nèi)，此時就需結(jié)合系統(tǒng)功能科學(xué)設(shè)計數(shù)據(jù)庫。設(shè)計數(shù)據(jù)庫時的主要流程如下：開始-根據(jù)功能抽取實體-建立物理視圖-建立數(shù)據(jù)庫視圖-根據(jù)實體內(nèi)容建立數(shù)據(jù)表、字段、關(guān)系等-有效性檢查-生成SQL-在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行SQL-結(jié)束[8]。

根據(jù)流程能夠發(fā)現(xiàn)，采用powerdesign 設(shè)計數(shù)據(jù)庫時主要是用系統(tǒng)功能作為抽取實體，隨后建設(shè)相配套的物理視圖，在視圖內(nèi)設(shè)計具體對象，比如屬性與關(guān)系等，隨后把物理視圖轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)視圖，用工具的檢查功能去檢驗數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，最后在數(shù)據(jù)內(nèi)生成SQl 并執(zhí)行，此時就能生成系統(tǒng)運行所需的數(shù)據(jù)庫表與結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

總之，認(rèn)真做好高鐵動車電力設(shè)備的檢修工作，一方面確保列車上電力系統(tǒng)運行過程的可靠性，另一方面也能更好地保證人們出行活動的安全性。故而，電力設(shè)備的傳統(tǒng)檢修工作應(yīng)盡早轉(zhuǎn)型，采用狀態(tài)檢修方法提升高鐵電力系統(tǒng)的檢修效率，最大限度的提升其運行安全性，為人們生活創(chuàng)造更多額度便利性，也為城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展保駕護(hù)航。