1、1二维码在变电站电气安装中的应用摘要:本文详细分析了传统的变电站电气设备安装通常采用的电缆种类以及电缆标牌设置的方式，以及通常采用的电缆标牌在变电站电气设备安装中的局限性，基于二维码在自动识别方面的优势，提出了利用二维码替换电缆标牌的方式。通过工程实例分析和应用，初步验证了二维码方法的可行性与高效性。 关键字: 变电站；电器安装；电缆标牌；二维码；可行性 中图号：TB 文献标识码：A 文章编号： 引言 在变电站施工中，电气设备安装质量需要进行严格的控制，以确保变电站投入运行后的安全可靠性。其中，在电气设备施工过程中尤其需要有效控制电缆的敷设，包括动力电缆和控制电缆等。例如对于一个66KV 电压
2、等级的变电站，电缆的数目达到了几百多条，大部分都安装敷设在变电站的主控室、各电压等级场区设备联络、35KV（10kV）高压室、各配电室等处，电缆的走向比较复杂，通常需要穿过墙体、隧洞、竖井、地下结构等地方。如果是 220KV 以上电压等级的变电站，其电缆的数量将会更多，通常达到了上千条甚至更多，走向也更为复杂。 根据相应的规程规范的要求：在变电站中敷设的各条电缆均应在电缆两端、接口位置、转向位置、穿越墙体位置、夹层中、隧洞两端等比较显目的位置悬挂标志说明牌，在各条线缆的中间部位应按照设计要求2悬挂电缆标志牌。图 1 为几种比较常见的电缆标志说明牌。 图 1 几种常见的电缆标志牌 从图 1 中可
3、以看出，电缆标志说明牌中应当包含的信息有：对应电缆的电缆标号、电缆规格型号、电缆起始端所处位置等，如果是比较详细的标志牌，则还包括电缆长度、电缆的电压等级、芯数等信息。但是为了简洁，电缆标志说明牌的内容不会太多，通常为 50 个字符。 1 电缆标志牌在变电站电气安装中的应用局限性 在变电站电气安装过程中，施工人员需要的关于电缆敷设的信息非常详细，而电缆标志牌由于受到版面大小的限制，其显示的信息非常简洁，通常只包含几项主要的电缆相关信息，信息量并不能满足电缆施工以及日后运行维护的要求，此时施工人员或运维人员就必须借助其它图纸资料加以辅助，这样就间接导致了施工人员或运维人员的工作强度增加，也使施工
4、中出现错误的几率增加。 例如在进行变电站的控制电缆的敷设时，主控室主变保护屏到主变本体一侧的机箱使用的电缆型号为 14*2.5mm2，电缆的 14 芯中有 10 芯将会正式使用，其余 4 芯作为备用线芯。10 芯的电缆线分别对应信息公用端、油温过高报警信息、油温过高自动跳闸控制端、加荷载轻瓦斯段、加荷载中瓦斯端、本体重瓦斯端、本体轻瓦斯端、压力泻出端信息、油温高、低信息端。如此大量的信息，电缆标志说明牌无法详细显示，信息显示的不完整性成为了制约电缆标志牌使用的最主要因素之一。 2 二维码原理与特点 32.1 二维码数据记录原理 二维码（2D Barcode）是一种新的数据记录方式，二维码利用自
5、定义的某种图案，并将这些图案按照特定的规律，在二维空间中进行排列组合形成黑白间隔的图案，二维码所记录的信息由图案的形状和排列规律表示。二维码进行代码设计时，是基于计算机所能够直接识别的“0,1”编码概念的，二维码的几何图形与二级制编码相对应，因此不同的几何图形可表示不同的文本信息，这就是二维码记录信息的原理。在进行二维码扫描时，首先利用图像读取仪器或设备获取二维码图案信息，然后对图案进行自动分析识别，从而将图案信息转化为计算机可以直接识别的逻辑编码，最终分析出二维码所包含的文本信息。二维码为条码技术的一类，二维码具有设定的字符集，并且每个字符的大小是固定的，同时二维码还具有自检校功能。 2.2
6、 二维码数据记录特点 二维码设计时采用的码制是非常重要的，目前使用比较广泛的主要包括：QR 码制、PDF417 码制等。二维码技术的数据记录在高度编码和缩减的几何图形中，与传统的电缆标志说明牌相比，二维码具有以下几个特点： 1）二维码可记录大量的数据信息。通常一个二维码可记录约 1900个字母或 2800 个数字或 1200 个 byte，或 600 个汉字。而一个电缆标志牌仅可记录月 50 个字符。 2）包容错误能力强，并且具有自动检查功能。当二维码因施工遭到部分损坏或因污损导致图案不完全时，二维码图案仍然可以进行正确的4识别或分析，甚至当二维码损坏达到 40%时，仍可以自动恢复二维码图案。
7、3）二维码生成的成本较低，使用持久，不易损坏。二维码打印时要求也不高，只需使用普通打印机即可进行二维码打印。 4）对二维码的识别和判断正确性非常高，识别出错的概率极低，约为 1/10000000。 5）可对二维码进行加密处理，从而提高二维码的保密性，在一定程度上保护了信息的安全性。 6）二维码的图案符号或者是二维码的大小均可以灵活改变。 由于二维码的以上几点优势，因此二维码在变电站电气安装中可更好地进行标识说明以及信息说明。 3 二维码替代电缆标识说明牌可行性分析 二维码技术在变电站电气安装中的应用主要可以分为三个流程： 1）首先是根据所要记录的信息采用专门的软件进行二维码生成，即将文本信息转
8、化为二维码图案，二维码生成软件目前数量较多，可直接从网上搜索下载，网上也有许多免费的二维码生成器，这使得二维码的生成非常方便。 2）二维码打印。生成电子版的二维码后，还需要将二维码打印出来，使用目前常用的普通打印机即可实现二维码打印，但必须保证打印的二维码图案清晰，二维码打印介质也应当便于长期保存，例如胶牌、硬纸等均可。 3）二维码读取识别。需要读取二维码记录的信息时，利用图像获取5仪器读取二维码图案信息，然后对二维码进行判别分析，将二维码翻译成为人能够直接识别的文本信息。目前许多电子设备均可支持二维码识别，如智能手机等。 由于二维码在生成和判读方面均比较容易实现，因此二维码在变电站电气安装中
9、应用前景非常广阔。 4 变电站电气安装二维码试验分析 进行二维码试验时，需要准备一台计算机和一台二维码识别设备（智能手机即可） 。首先登入网络下载一款二维码生成器至计算机中，同时只能手机中也需要安装二维码识别程序。打开二维码生成器，输入需要记录的电缆标志数据，具体内容如下： 电缆编号：121 电缆起始位置：变电站主控室 3#主变维护屏 3C 侧 2 排 电缆终止位置：3#主变本体一端 电缆型号：14*2.0mm2 电缆起止米数及长度：52121，长 69 米 电缆各芯对应端口：（1）信息公用端；（2）油温过高报警信息；（3）油温过高自动跳闸控制端；（4）加荷载轻瓦斯段；（5）加荷载中瓦斯端；（
10、6）本体重瓦斯端；（7）本体轻瓦斯端；（8）压力泻出端信息；（9）油温高信息端；（10）油温低信息端；（11）（14）备用芯。在二维码生成器中输入以上文本信息后，选择“纠错：中等” ， “尺寸 2”，然后点击“生成二维码”即可得到如图 2 所示的二维码图案。 6图 2 二维码生成示意图 为了验证生成的二维码的正确性，现利用智能手机的二维码扫描软件对生成的二维码进行扫描，扫描得到的信息如图 3。 图 3 二维码扫描结果 从二维码扫描结果中看以看到，扫描结果与输入的信息完全一致，因此可以判定生成的二维码是正确有效的。 通过以上二维码生成试验分析可以看出，二维码相比传统的电缆标志牌而言，其数据记录的
11、容量较大，并且具有较高的容错率。进行二维码识别时正确性较高、速度较快。 5 结束语 在变电站电气施工安装过程中，需要有效管理和控制电缆的敷设，传统上通常采用电缆标志说明牌进行电缆信息识别，但该方式具有信息容量较小的缺点，并不能满足变电站施工及维护信息标志说明的要求。二维码具有信息容量大、包容错误能力强、生成方便、识别正确性高等特点，因此可替换传统的标志说明牌。本文通过试验分析，验证了二维码技术的正确性和高效性。可以看出，二维码技术在变电站电气安装中具有广阔的应用前景。 参考文献 1 任晓雨. 二维码在变电站电气安装中的应用 J. 现代商贸工业,2012 72 阮李英. 如何应用二维码J. 中国质量技术监督. 2009(05) 3 周娣. 浅谈二维码的应用J. 山东轻工业学院学报(自然科学版). 2011(02) 4 周晓伟. 二维条码识别技术研究D. 上海交通大学 2007 5 曾红兵. 论变电站电气安装的质量问题分析及解决方法J. 科技资讯. 2008(28) 6 周勇,刘建军. 对变电站安装施工过程中电气安装技术的探讨J. 价值工程. 2011(03) 7 赵志鹏. 阐述 110kV 变电站中电气工程安装管理J. 中国新技术新产品. 2011(03) 8 张剑刚. 110kV 数字化变电站电气设备安装探讨J. 上海电力. 2011(02)
