在當今不斷變化的能源格局中，停電通過中斷制造等關鍵運營，繼續使企業損失數百萬美元。此外，世界各地運行的一些電網設備已經老化，在一些地區，大風暴變得越來越普遍。面對這些嚴峻的挑戰，公用事業公司可以通過多種方式應對未來服務中斷的風險，包括實現配電網絡的現代化、管理樹葉生長以及雇用更多的線路維修人員。所有這些選項的評估都可能很復雜，因為它們具有不同程度的成本、技術風險和社會效益。

公用事業公司最近的重點是尋找、雇用和培訓更多的線路維修人員，以改善停電響應并為客戶取得更好的結果。但在世界許多地方，勞動力老齡化的影響是眾所周知的，因為越來越難以找到熟練勞動力和填補空缺的生產線工作人員職位。面對長期服務中斷、客戶不滿意以及政府干預的可能性，公用事業公司需要更好的解決方案。如果能夠改善生產線工作人員的工作活動，以便他們將更多時間分配給實際維修和高優先級維護，并花更少的時間尋找斷線，那會怎樣？

捕獲電網節點的數據是關鍵

在過去幾年中，許多國家經歷了長時間停電，僅僅是因為問題的根源難以找到。但是，公用事業公司如何改進配電網架構以實現更好的停電響應？答案在于利用更好的線路傳感器技術，從而降低系統成本并部署到電力基礎設施內的更多節點。該技術具有更高的集成度，有助于實現更好的測量精度，消耗更少的功率，并且需要更少的維護。

新型線路傳感器最常見的用例之一是稱為故障指示器的節點監控系統，該系統可在出現問題時檢測并發送警報，以便線路工作人員能夠以最小的延遲維修故障設備。不同地區和不同供應商使用許多名稱來描述同一系統，包括線路監視器、故障監視器和故障電路指示器。在本文中，作者將使用通用術語故障指示器來表示系統和用于檢測電力線物理狀態的基礎技術的線路傳感器。

圖2.用于檢測電源線物理狀態的線路傳感器。

在地下應用中，故障指示器放置在每根主電纜的電纜終端處。故障上游指示燈將跳閘，故障下游指示燈將保持在非跳閘位置。因此，服務團隊可以輕松識別電纜或設備的故障部分，而無需經歷耗時的隔離過程。地下應用包括變壓器、開關設備、機柜、接線盒和接頭。

在架空應用中，故障指示器上易于發現的顯示將線路工作人員引導至線路的問題部分。架空應用包括未熔絲抽頭、帶中線重合閘的長饋線、分段開關設備、過渡和饋線。

與現有故障指示器相關的兩個最大挑戰是：1）批量購買成本可能很高，2）需要定期維護才能保持正常運行。累積購買成本和經常性維護是預算和資源有限的公用事業公司無法在其龐大的電力基礎設施中部署更多故障指示器的兩個主要原因。

通過更高級的電源管理改善故障指示器

為了應對這些挑戰，ADI公司為故障指示器開發了一種新型線路傳感器架構，該架構能夠以高效率收集功率，并且需要更少的維護（圖3）。

圖3. 采集電能的故障指示器設計

采集電能的故障指示器基本功能看起來簡單，但設計相當復雜，尤其是電源架構。 其中不僅存在三個獨立電源（電力線路傳感器、充電電池和超級電容），而且必須有一個控制算法，用來平衡變化的供電條件和變化的負載條件——所有這些設計的目的是保證始終聯網工作。 關鍵創新是一種新型多電源路徑設計技術，它支持系統更快啟動、功耗更低和運行更平穩。 通過采用更好的電源管理，電池更換的頻率會降低，線路工作人員執行系統檢查的次數會減少，因而故障指示器所需的維護會減少。

新型故障指示器設計還能利用更復雜的數據收集技術和更魯棒的無線通信來提升性能。 通過高速精密轉換器以遠高于電力線路頻率的數據速率收集電力線路信息，它們能捕獲更高精度的數據。 集成短波無線電和GSM協議等無線通信，也能擴大這些設備的覆蓋范圍。 故障指示器可以傳輸數據和報告其狀態，這樣線路工作人員搜索故障所花的時間會減少，因而有更多時間來排除故障。

推動更好能源智能的大數據分析機會

利用先進線路傳感器技術的故障指示器為改變公用事業公司的運營方式提供了機會。通過在節點上收集更精細、連接更好且維護成本更低的數據，公用事業公司可以更快、更自信地識別和響應中斷。但還有其他可能性需要考慮。例如，整個故障指示器群可以提供歷史數據和警報，以便公用事業公司可以應用機器學習算法和分析來推動更高效的線路工作人員活動、降低運營費用并實現更好的業務成果。

結論

由于問題難以定位，公用事業客戶繼續遇到長時間停電。克服這種情況的一種方法是更廣泛地采用故障指示器。但是，與當今故障指示器相關的兩個最大缺點是批量購買的高價格標簽和定期維護需求。

有一種用于故障指示器的新型線路傳感器技術，通過高效收集電力并減少維護來克服這些挑戰。未來，公用事業公司可以利用下一代故障指示器，并從更短的停電時間、更低的運營費用和更滿意的客戶中受益。

審核編輯：郭婷