AR展示系统：增强现实技术驱动的全新展示 CNR219-095

这个项目要解决什么背景问题？

2023年春季，某地区供电局220kV变电站例行巡检中，运维人员需攀爬至变压器顶部手持红外测温仪逐点扫描套管接头，一次完整测温约40分钟，且受风速和光照影响，部分测点数据偏差超允许范围。此类依赖人工登高、逐点测量的作业方式在该局下辖17座变电站中普遍存在。冠电研发团队调研发现，一线班组核心诉求是"看得准、记得住、传得快"，遂于2023年下半年启动AR展示系统专项攻关，将高精度传感采集、本地数据处理与可视化展示结合，形成适用于变电站复杂环境的设备状态巡检工具。

现场存在哪些具体问题？

• 单座220kV变电站全站测温需2人配合约3.5小时，午后强光时段被迫停工
• 纸质表格现场记录、回办公室二次录入，漏记错记频发，历史数据无法按设备维度快速检索
• 断路器操作暂态过电压曾多次导致外接检测仪器通讯中断，数据丢失需重测
• 不同厂家一次设备传感器接口规格不一，现场接线需临时改制，每台额外耗时20分钟
• 设备发热隐患在巡检间隙期发展，某次因未及时发现隔离开关触头过热导致被迫停电检修

本项目的创新目标是什么？

项目设定三项量化指标：单台设备状态采集时间由人工平均8分钟压缩至90秒以内；现场测量数据自动存储并同步至班组后台，无需人工抄录，历史数据可随时调取比对；温度异常识别由事后分析转变为现场即时提示，发现异常至告警推送不超2分钟。工程应用层面，要求系统适配不同电压等级、不同厂家一次设备安装条件，并在强电磁干扰和户外温差环境下连续稳定运行。

技术方案如何实现？

系统由采集终端、手持显示终端和班组后台三部分组成。采集终端采用工业级高精度采样单元，信号处理电路具备自适应滤波功能，实测距断路器操作机构箱1.5米处、操作瞬间电磁干扰环境下测量示值波动小于0.2℃。采集终端与显示终端间采用无线通讯，具备跳频抗干扰机制，避免与站内既有无线设备相互干扰。

手持显示终端配备5英寸工业触摸屏，内置设备台账信息，运维人员扫描设备铭牌二维码即可调出历史测量记录和标准参考值。测量时实时显示当前数值及与上次测量的差值，超阈值时屏幕变红并蜂鸣提示。终端内置存储芯片可保存不少于500组记录，无网络信号时照常工作，返回班组后自动同步上传。

班组后台软件运行于普通办公电脑，自动生成设备温度趋势曲线，支持按电压等级、设备类型、测量日期等维度筛选查询，预留数据导出接口，可导入单位现有生产管理系统，无需改变原有工作流程。采集终端采用电池供电，满电可持续工作10小时以上，整机外壳防护等级达防尘防水要求，外露部件均通过绝缘试验验证。

创新亮点有哪些？

• 现场即时比对：测量数据与历史记录同屏显示，温差一目了然，无需回办公室翻查台账即可判断设备状态趋势
• 扫码即测即录：扫描设备二维码自动关联台账，数据一键保存，杜绝抄录差错，单台设备平均耗时由8分钟降至90秒
• 强干扰环境稳定通讯：跳频抗干扰无线通讯机制，实测220kV断路器分合闸操作产生的强电磁干扰下通讯不中断、数据不丢失
• 离线可用：不依赖站内网络，无信号区域照常完成全部测量和记录功能，数据回传采用自动补传机制
• 电池供电灵活部署：无需从设备本体或二次回路取电，避免额外接线安全风险，简化安装审批流程

落地应用效果如何？

系统于2024年3月起在某地区供电局3座220kV变电站和4座110kV变电站投入试运行。截至2024年12月，累计完成设备状态采集作业640余次，系统在线运行稳定，未发生因设备故障导致的测量中断。试运行期间自动识别并提示温度异常12起，经停电检修确认其中9起为触头接触电阻增大或连接螺栓松动等实质性缺陷，缺陷发现及时率较人工巡检模式明显提高。

效率方面，单座220kV变电站全站测温由2人协作3.5小时缩短至1人独立操作约50分钟，综合效率提高约4倍。数据管理方面，所有测量记录自动归档，班组月度报表生成时间由人工整理2小时缩短至系统自动导出10分钟。运维人员反馈，扫码调阅历史数据功能最实用——系统自动给出与上次测量的差值，新入职员工也能快速做出准确判断。

常见问题

问：该系统是否适用于所有电压等级的变电站？
答：系统已在110kV和220kV变电站完成试点验证，采集终端采用非接触式测量原理，对10kV至500kV电压等级设备均适用，只需根据现场安装条件选择合适的支架附件即可。

问：测量数据如何保证不被篡改或丢失？
答：测量记录保存后不可修改，每次数据同步均带有时间戳和操作人员标识。终端内置存储芯片在断电情况下数据可保持10年以上，即使同步中断，恢复连接后会自动补传。

问：系统需要额外敷设通讯线缆或改造现有设备吗？
答：不需要。采集终端与手持终端之间为无线通讯，不依赖站内网络设施，也无需对一次设备进行任何改造。班组后台软件安装于普通办公电脑，数据导出接口兼容现有生产管理系统。

Q：该创新成果的适用场景有哪些？

A：本成果适用于电力系统各类相关作业场景，包括但不限于变电站运维、输电线路检修、配电作业等。

Q：与传统方案相比，主要优势是什么？

A：主要优势体现在作业效率提升、安全风险降低、操作便捷性增强等方面。

Q：后续是否有升级计划？

A：将根据现场应用反馈持续改进改进，进一步提升性能和适用性。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。