楊文達(dá) 李永健 凌智豪

摘 要：研制了一種無(wú)線預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置，通過(guò)在預(yù)付費(fèi)裝置箱內(nèi)安裝無(wú)線信號(hào)發(fā)送裝置，在用戶處安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置，將報(bào)警信息即時(shí)傳輸?shù)接脩籼?，?shí)現(xiàn)了高效、精準(zhǔn)的遠(yuǎn)距離報(bào)警，有效解決了預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置自身發(fā)出的報(bào)警效果不顯著導(dǎo)致的停電和報(bào)警聲擾民問(wèn)題，大大降低了運(yùn)維催費(fèi)壓力，也減少了客戶投訴。

關(guān)鍵詞：無(wú)線信號(hào);報(bào)警;預(yù)付費(fèi)

中圖分類號(hào)：TM933.46? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）10-0044-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.10.012

1? ? 技術(shù)背景

鶴山共和鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)達(dá)，內(nèi)設(shè)有工業(yè)城，工廠眾多，用電需求量大。共和供電所作為鶴山工業(yè)城供電方，年售電量位居鶴山前列。目前共和供電所服務(wù)專變用戶約400余戶，早些年為了確保電費(fèi)能按時(shí)回收，許多專變用戶都安裝了預(yù)付費(fèi)裝置并投入使用。預(yù)付費(fèi)裝置的投入有效解決了大公司用戶、臨時(shí)用電客戶、經(jīng)常欠費(fèi)客戶的收費(fèi)問(wèn)題，是邁入智能化的重要基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)預(yù)付費(fèi)裝置的投入使用進(jìn)一步提升了供電所的基礎(chǔ)管理水平和供電所人員的基礎(chǔ)技能水平，優(yōu)化了供電所建設(shè)，提高了電費(fèi)回收率，為共和供電所向四星供電所沖刺奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

但預(yù)付費(fèi)裝置的普及使用也衍生出了一些亟待解決的新問(wèn)題。例如，由于預(yù)付費(fèi)裝置的安裝地點(diǎn)多半是在工廠一角偏僻的配電房或工廠外圍附近的臺(tái)架變上[1]，并不接近工廠人群活動(dòng)范圍，部分用戶反映預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置自身發(fā)出的報(bào)警效果不顯著（或因部分預(yù)付費(fèi)裝置安裝鄰近人群居住區(qū)，存在報(bào)警聲擾民的情況），工廠相關(guān)人員經(jīng)常看不見預(yù)付費(fèi)報(bào)警燈啟亮，也聽不到報(bào)警聲響，導(dǎo)致預(yù)付費(fèi)裝置多次出現(xiàn)余額不足的問(wèn)題造成停電，影響生產(chǎn)和生活。另外，供電所日常也會(huì)接到許多客戶與預(yù)付費(fèi)裝置相關(guān)的投訴、意見及咨詢類工單。

2? ? 新型無(wú)線預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

2.1? ? 提出方案并確定最佳方案

為了改善客戶投訴率指標(biāo)，共和供電所成立了QC小組，對(duì)客戶反映的問(wèn)題指標(biāo)進(jìn)行深度挖掘，不斷優(yōu)化共和供電所的工作流程以及設(shè)備運(yùn)行，尋找客戶反映問(wèn)題及訴求的深層次原因，從而解決預(yù)付費(fèi)箱體報(bào)警裝置存在的報(bào)警效果不明顯問(wèn)題，消除客戶反映的不足之處。

針對(duì)以上情況，起初小組成員提出了兩個(gè)改善解決措施。

措施一：加導(dǎo)線將箱體內(nèi)報(bào)警裝置引出到辦公場(chǎng)所。

這個(gè)措施，是通過(guò)導(dǎo)線將報(bào)警信號(hào)從預(yù)付費(fèi)裝置傳輸?shù)筋A(yù)付費(fèi)裝置報(bào)警信號(hào)接收裝置。在原有的方案中，導(dǎo)線只是將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)较潴w內(nèi)的接收裝置，傳輸距離非常短。而改善方案通過(guò)加長(zhǎng)導(dǎo)線的方式，可以將信號(hào)從箱體內(nèi)傳輸?shù)较潴w外，實(shí)現(xiàn)將報(bào)警信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)睫k公場(chǎng)所，從而讓用戶在辦公場(chǎng)所就可以清楚及時(shí)地接收到預(yù)付費(fèi)裝置的報(bào)警信號(hào)。但是，長(zhǎng)距離導(dǎo)線布線成本較高，且需要特地安排線路通道，占用的空間資源比較多，顯然，這并不是一個(gè)很好的解決方案。

措施二：在箱體內(nèi)更換報(bào)警效果明顯的聲光報(bào)警裝置。

這個(gè)措施，是通過(guò)采用報(bào)警效果更明顯的報(bào)警裝置從而達(dá)到成功提醒用戶的目的。原有的報(bào)警裝置，用戶經(jīng)常看不見報(bào)警燈亮，聽不見報(bào)警聲響，導(dǎo)致報(bào)警效果較差，在箱體內(nèi)更換報(bào)警效果明顯的聲光報(bào)警裝置能夠使得報(bào)警效果更加顯著。但是，報(bào)警效果明顯的聲光報(bào)警裝置將產(chǎn)生巨大的噪聲污染和光學(xué)污染，會(huì)對(duì)附近居民造成一定的困擾。顯然，這也不是一個(gè)最優(yōu)解決方案。

對(duì)比上述方案的優(yōu)缺點(diǎn)，為了在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離有效報(bào)警、及時(shí)提醒客戶的同時(shí)，還能不騷擾到附近居民正常生活。QC小組在廣泛調(diào)研實(shí)踐之后提出了一種新型無(wú)線預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置[2]，通過(guò)在預(yù)付費(fèi)裝置箱體內(nèi)安裝無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置，將預(yù)付費(fèi)報(bào)警信息的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成為無(wú)線信號(hào)發(fā)送;同時(shí)在用戶側(cè)安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置，并在用戶側(cè)將接收到的無(wú)線信號(hào)再轉(zhuǎn)換回電信號(hào)，然后轉(zhuǎn)變成聲光信號(hào)。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，能夠做到高效、精準(zhǔn)的遠(yuǎn)距離報(bào)警，有效解決了預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置自身發(fā)出的報(bào)警效果不顯著導(dǎo)致的停電和報(bào)警聲擾民問(wèn)題，大大降低了運(yùn)維催費(fèi)壓力，也減少了客戶投訴。

2.2? ? 對(duì)確定方案進(jìn)行分解

2.2.1? ? 報(bào)警裝置確定

QC小組經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，選擇出3種無(wú)線報(bào)警裝置，分別是紅外無(wú)線報(bào)警裝置、超聲波無(wú)線報(bào)警裝置、無(wú)線電波報(bào)警裝置。通過(guò)對(duì)比可知，紅外無(wú)線報(bào)警裝置平均響應(yīng)速度能達(dá)到1 s以內(nèi)的要求，但傳輸準(zhǔn)確率容易受到角度偏移干擾;超聲波無(wú)線報(bào)警裝置平均響應(yīng)速度都在1 s以內(nèi)，但平均傳輸距離較短，角度的偏移會(huì)使其傳輸準(zhǔn)確率大為下降;無(wú)線電波報(bào)警裝置平均傳輸距離大于50 m，在任何環(huán)境下測(cè)試，傳輸準(zhǔn)確率均大于90%，平均響應(yīng)速度都在1 s以內(nèi)。無(wú)論是傳輸距離、傳輸準(zhǔn)確率還是響應(yīng)速度，無(wú)線電波報(bào)警裝置都具有明顯的優(yōu)越性，因此，QC小組最終選擇其為報(bào)警裝置的最終方案。

2.2.2? ? 工具材料

（1）無(wú)線電波模塊：為保證傳輸距離在50 m以上、響應(yīng)速度在1 s以內(nèi)、傳輸準(zhǔn)確率在90%以上，QC小組對(duì)比了Anntem大功率無(wú)線遠(yuǎn)距離遙控模塊與河森無(wú)線傳輸模塊，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

綜合考慮傳輸距離、傳輸準(zhǔn)確率、響應(yīng)速度三方面性能，最終選擇了Anntem大功率無(wú)線遠(yuǎn)距離遙控模塊作為無(wú)線電波模塊。

（2）電源部件：為了保證報(bào)警裝置運(yùn)行的持續(xù)性以及在空載和負(fù)載時(shí)電壓轉(zhuǎn)換誤差率不大于10%，需要電池電壓能保持12 V的穩(wěn)定輸出，電源能夠持續(xù)工作超過(guò)365天。QC小組對(duì)比了12 V電池電源與220 V轉(zhuǎn)12 V電源適配器，對(duì)比結(jié)果如表2所示。

綜合比較后，最終選擇220 V轉(zhuǎn)12 V電源適配器作為電源部件。

（3）報(bào)警器部件：為保證響應(yīng)時(shí)間，以及在正常環(huán)境、嘈雜環(huán)境、光學(xué)污染等情況下報(bào)警距離均大于10 m，燈泡或者喇叭故障率小于10%，QC小組對(duì)比了Grove Speaker聲音輸出模塊、YSJ-217呼吸燈模塊、聲光報(bào)警模塊，綜合比較結(jié)果如表3所示。

綜合分析，最終選擇聲光報(bào)警模塊作為報(bào)警器部件。

（4）電源部件與報(bào)警器部件方案確定之后，經(jīng)過(guò)一系列資料對(duì)比分析，最終選擇了曬邦SKU：6723 220 V轉(zhuǎn)12 V電源適配器和中廈ZMQ3545聲光報(bào)警部件作為主要部件。

2.3? ? 確定最終優(yōu)化方案

通過(guò)以上一系列的實(shí)驗(yàn)分析和對(duì)比選擇后，QC小組確定了研制新型無(wú)線預(yù)付費(fèi)報(bào)警裝置的最終優(yōu)化方案，如圖1所示。

2.4? ? 方案實(shí)施

實(shí)施一：焊接無(wú)線發(fā)射（接收）器電路板，連通開關(guān)和天線，組接電源適配器。

焊接無(wú)線發(fā)射（接收）器電路板，組裝無(wú)線發(fā)射（接收）裝置，并進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試無(wú)線發(fā)射（接收）裝置是否達(dá)到功能要求。

為了增強(qiáng)信號(hào)發(fā)射裝置的信號(hào)強(qiáng)度，集中器的天線引起了小組成員的注意，成員提出用集中器的天線更換原裝置的天線。實(shí)驗(yàn)證明，沒(méi)替換之前信號(hào)發(fā)射（接收）裝置的信號(hào)接收最大距離在空曠無(wú)阻隔區(qū)域≤100 m，在有建筑物阻隔區(qū)域≤50 m;更換后，信號(hào)發(fā)射（接收）裝置的信號(hào)接收最大距離在空曠無(wú)阻隔區(qū)域>1 000 m，在有建筑物阻隔區(qū)域>1 000 m，信號(hào)強(qiáng)度得到顯著提高。

實(shí)施二：組合、調(diào)試聲光報(bào)警器。

選用換邊開關(guān)，開關(guān)的兩路出線分別連接聲音報(bào)警器和燈光報(bào)警器，并接入電源進(jìn)行測(cè)試。聲光報(bào)警器原理電路圖如圖2所示。

3? ? 效果與推廣

本次QC所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的，其利用了較低的成本，更換發(fā)射裝置的天線，使信號(hào)發(fā)射距離更遠(yuǎn)，客戶在辦公場(chǎng)所即能快速準(zhǔn)確地接收信號(hào)，及時(shí)進(jìn)行繳費(fèi)，減少了停電對(duì)客戶的影響。接入預(yù)付費(fèi)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)試，在預(yù)付費(fèi)卡余額不足時(shí)，該報(bào)警裝置能夠保證辦公場(chǎng)所的聲光報(bào)警可靠工作，在大大提高電費(fèi)回收率的同時(shí)，也達(dá)到了降低維護(hù)成本，減少前往現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、復(fù)電的次數(shù)，減少人力、物力消耗的目的，更達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的要求。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 張建國(guó).新型10 kV柱上售電管理（預(yù)付費(fèi)）裝置安裝結(jié)構(gòu)[J].農(nóng)村電工，2021，29（7）：28.

[2] 崔濤，曾超，張愛梅.低壓預(yù)付費(fèi)裝置技術(shù)研究與應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2019（10）：70-71.

收稿日期：2021-11-26

作者簡(jiǎn)介：楊文達(dá)（1993—），男，廣東鶴山人，助理工程師，主要從事營(yíng)銷工作。

李永?。?978—），男，廣東鶴山人，工程師，主要從事配網(wǎng)管理工作。

凌智豪（1978—），男，廣東鶴山人，工程師，主要從事營(yíng)銷工作。