物联网技术在电气设备状态检修中的应用探讨

物联网技术在电气设备状态检修中的应用探讨

张珑

（国家电投集团宁夏能源铝业科技工程有限公司，宁夏 青铜峡  751603）

摘要：随着工业自动化和信息技术的迅猛发展，物联网技术已经成为连接现实世界与数字世界的重要桥梁。特别是在电气设备的状态检修领域，物联网技术的应用带来了前所未有的机遇和挑战。传统的维护方法由于缺乏实时性和预测性，常常导致检修效率低下和设备故障的频繁发生，这不仅增加了企业的运营成本，也影响了生产的稳定性。针对这一问题，本文探讨了一系列基于物联网技术的电气设备状态检修的应用，旨在提高电气设备的运行效率和可靠性，期望通过这些具体应用，能够优化维护流程，降低维护成本，提升设备的安全性和长期运行的稳定性，为企业的可持续发展贡献力量。

关键词：物联网技术；电气设备；状态检修

引言

电气设备状态检修是确保设备高效、安全运行的关键环节，它直接关系到生产效率、设备寿命以及人员安全。有效的状态检修可以预防意外事故的发生，降低意外停机时间，从而显著减少因故障带来的经济损失和潜在安全风险。随着技术的发展，传统的检修方法已经无法满足现代工业对效率和安全性的双重要求。因此，探索新技术在电气设备维护中的应用，特别是物联网技术，成为提升检修工作效率和设备可靠性的重要途径。通过引入物联网技术，可以实现对电气设备状态的实时监控和预测性维护，保障生产过程的顺畅和设备的长期稳定运行。

1.物联网技术的基本原理及特点

物联网技术是一种先进的信息处理系统，其核心在于实现物与物之间的智能连接。该技术通过各种感知设备和传感器收集对象或环境的信息，经由安全的网络传输到数据处理系统中进行分析和处理，最终实现对物理世界的智能识别、定位、跟踪、监控和管理。这一过程涉及大数据分析、云计算、边缘计算等多种技术的综合应用，能够通过信息的交流和整合，提高生活和工作的效率。物联网技术以其独特的工作方式，实现了信息的无缝流动，为人类社会的智能化转型奠定了基础。

物联网技术的关键特点包括广泛的互联性、高度的智能化和极强的系统性。互联性体现在物联网能够跨越时间和空间的限制，连接成千上万的设备和系统，实现数据的实时交换和分享。智能化则是通过先进的数据分析技术，对收集到的庞大数据进行挖掘和利用，从而做出精准的判断和决策。系统性则体现在物联网技术不是孤立的应用，而是一个涵盖了感知、网络、分析和应用等多个层面的综合体系，每一个环节都是相互连接、相互支持的。这些特点共同构成了物联网技术的核心优势，使其在工业领域中的应用展现出巨大的潜力和价值。在工业领域，物联网技术能够实现设备状态的实时监控、生产流程的优化管理、供应链的高效协同以及能源利用的最优化，极大提高了生产效率和经济效益，同时也为企业的数字化转型开辟了新径。

随着物联网技术的不断发展和应用，其在工业领域的角色日益凸显，已成为推动工业4.0战略实施的关键技术之一。通过将物联网技术与工业生产深度融合，可以实现从原材料采购到成品出库整个生产链的智能化管理，不仅大幅度提升了生产效率，还能实时响应市场变化，为企业带来更加灵活和高效的运营模式。此外，物联网技术还能够有效提升设备利用率和维护管理的智能化水平，通过预测性维护减少设备故障，延长设备寿命，从而降低企业的运营成本。

2.物联网技术在电气设备状态检修中的应用机制

2.1数据采集与传输

物联网技术在电气设备状态检修中的应用，尤其在数据采集与传输方面，展现了显著的效能。通过在关键部位安装传感器，可以精确地收集电气设备的运行数据，包括但不限于温度、电流、电压以及振动等多种参数。例如，温度传感器能够监测设备的热点区域，当温度超出正常范围时，系统会自动记录并发出预警，从而避免过热引起的设备故障。电流和电压传感器则用于实时跟踪电气系统的负荷情况，通过分析数据波动，可以预测潜在的电气问题。振动传感器在检测设备的物理状态方面发挥着重要作用，异常的振动频率往往是设备故障的前兆。这些传感器收集的数据通过无线通信技术实时传输至中央处理系统，无需人工干预，极大提高了数据采集的效率和精确度。数据的传输和预处理同样关键，确保了信息在分析前的质量和可用性。采用无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙以及更为先进的蜂窝网络和低功耗广域网（LPWAN），不仅实现了数据的快速传输，还保证了传输过程中的数据安全。在数据到达处理中心之前，进行必要的预处理，包括数据清洗、格式化和初步分析，以筛除噪声和不相关的信息，确保传入分析算法的数据是准确和高质量的。

2.2状态监测与分析

物联网技术在电气设备状态监测与分析领域的应用，体现了对先进数据分析技术和实时监测系统的高度依赖。实时监测系统的设计与实现，基于对电气设备运行状态的连续跟踪，能够提供即时的数据反馈。例如，对于一个配电系统，监测系统能够综合利用电流传感器和温度传感器的数据，实时地反映出系统的负荷情况和连接点的温升，一旦检测到超出预设的安全范围的数据，系统即会自动触发警报，并通过无线网络将警报信息发送给维护团队，实现快速响应。数据分析技术在故障预测中的应用，进一步提升了电气设备维护的主动性和预见性。通过采集的历史和实时数据，结合机器学习算法，可以对设备的未来状态进行预测。例如，采用时间序列分析方法，可以根据电机的振动数据趋势，预测其可能的故障时间点，从而在故障发生前进行预防性维护。此外，利用深度学习算法分析电气设备的运行数据，能够识别出故障发生的早期信号，如电流异常波动，提前进行告警。

2.3维护与故障诊断

在物联网技术支持下的电气设备维护与故障诊断领域，预测性维护策略的制定成为提升设备可靠性和降低维护成本的关键。预测性维护策略依托于对设备运行数据的深度分析，能够在问题发生之前预测设备可能出现的故障，从而提前采取维修措施。举例来说，通过分析变压器的温度和电流数据，结合历史故障数据，可以建立预测模型来预判其未来的故障点，精确度可大幅提高，这种方法不仅显著提高了设备的运行效率，还有效延长了设备的使用寿命，同时，通过避免了突发性故障带来的生产停滞，为企业节约了大量的维护成本和潜在的经济损失。

故障诊断技术的应用进一步增强了维护工作的针对性和有效性。利用物联网技术，可以实时收集设备的运行状态数据，并通过专业的故障诊断算法进行分析，快速准确地定位故障原因和位置。例如，采用声音识别技术分析电机的噪声信号，能够识别出特定频率的异常波动，准确判断出电机内部的轴承损坏。此外，维修决策支持系统的构建为维护人员提供了强大的技术支持。该系统基于大数据和人工智能技术，不仅能够提供故障诊断结果，还能根据设备的实际运行状况和维护历史，推荐最优的维修方案和维护时间点。例如，对于频繁启停的泵机，系统会建议在检测到轻微磨损信号时即进行维护，以避免大规模故障的发生。

3.物联网技术在电气设备检修中的实际应用效果

3.1效率提升与成本节约

以往的维护作业往往依赖于定期检查或是对故障发生后的响应，这不仅耗时长，而且很难做到针对性强的维护。引入物联网技术后，通过实时监控设备状态，可以精确地预测维护需求，从而实现了维护工作的主动化和智能化。例如，根据某工厂的技术年报显示，在引入物联网技术之前，某工厂的电动机平均每次检修需要24小时，而通过实施物联网技术后，通过实时监控和预测性维护，检修时间平均缩短至4小时。这不仅大幅缩短了设备的停机时间，而且提升了生产的连续性和稳定性。物联网技术在降低维修成本方面也表现出色。通过精确的故障预测和健康状态评估，可以有效避免不必要的维护和过度维护，从而减少了维护成本。根据某电力公司内部报告显示，通过物联网技术的应用，某电力公司成功将其变电站的年维护成本从100万元降低到了70万元，降低幅度达到了30%。这主要得益于物联网技术能够提供准确的设备健康信息和故障预警，使得维护工作更加有的放矢，避免了盲目维护和重复维护带来的资源浪费。同时，设备运行效率的提高也是物联网技术的一个重要贡献。通过持续的状态监测和优化维护策略，设备的运行状态得以最优化，避免了因设备故障导致的非计划停机，确保了生产线的高效运作。例如，在应用物联网技术进行设备管理后，某制造企业的生产效率有了不小的增幅，主要表现在设备利用率的提升和故障停机时间的减少上。这些成果充分证明了物联网技术在电气设备检修中的实际应用效果。

3.2设备可靠性与安全性增强

通过对设备进行实时监控和数据分析，能够及时发现并预警潜在的故障，从而在问题恶化前采取措施，显著降低了设备的故障率。以某电力系统为例，引入物联网技术后，系统的故障率逐年下降；故障发生频率和严重程度的降低，直接提升了电力供应的稳定性和可靠性。这种故障预防机制不仅减少了突发性停机的风险，也为维护人员提供了更合理的维护窗口，避免了在高峰时段进行紧急维修的情况。同时，物联网技术通过优化维护策略，延长了设备的使用寿命。传统的维护模式往往采用固定周期的检查或基于经验的维护，这种方式不仅效率低下，而且很难准确把握设备的实际状况。物联网技术的应用，通过精准监测设备状态，允许按需进行维护，从而避免了过度维护或延误维护的问题。例如，某制造企业通过实施物联网监控系统，有效延长了设备的经济寿命，降低了长期的资本支出。

4.结束语

随着物联网技术的持续进步和应用领域的不断扩展，电气设备状态检修将步入一个全新的时代。技术的深度融合和智能化应用，将为设备管理带来前所未有的高效率和高可靠性。预测性维护和故障诊断的准确性将大幅提升，为实现设备的最优运行状态和延长使用寿命提供强有力的支持。在这一进程中，技术创新将继续发挥关键作用，引领电气设备维护向更高水平迈进。

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作者简介：张珑（1988.02-），男，汉，宁夏青铜峡，本科，助理工程师，主要研究方向：电气及物联网。