我相信很多人都有这样的感受，最近这几年，停电好像越来越少了，印象里上次停电，好像还是很久很久以前的事情，就算偶尔停一次，也会很快就来，甚至很多时候，你还没发现停电了，电就已经恢复了，但是如果时间倒回十年前，停电可是家常便饭，尤其是夏天用电高峰的时候，一个星期停个两三次都是正常的，每次一停就是好几个小时，特别让人崩溃。

我印象特别深的三次停电经历，正好对应了电网发展的三个阶段，今天就通过这三次停电的故事，给大家讲讲智能电网建设，到底给我们普通人带来了什么样的改变，那些看起来不起眼的智能电表、智能断路器、输电线路监测终端，到底在背后默默的做了哪些工作，这个万亿级的市场，到底有什么样的价值。

### 第一次停电：2013年夏天，一片漆黑，没有人知道什么时候会来电

2013年的时候，我还在上大学，住在老校区的宿舍楼里，那个夏天特别热，大家都开着空调，结果宿舍区就经常停电，我印象最深的是七月份的一个晚上，大概八点钟，正是最热的时候，突然就停电了，整个宿舍楼一片漆黑，所有人都跑到走廊里，特别热，特别闷，大家都在抱怨，但是也没有办法，只能等。

我们给物业打电话，物业说他们也不知道为什么停电，已经给电力公司打电话了，什么时候能来不知道，我们又给电力公司打电话，客服也说不清楚，只说已经派人去查了，让我们等，结果一等就是四个小时，直到半夜十二点，电才终于来，那四个小时，简直是煎熬，所有人都大汗淋漓，又热又闷，根本睡不着，那次停电，给我留下了特别深的印象。

那个时候的电网，就是这个样子的，哪里出了问题，哪里断了电，电力公司根本不知道，要等用户打电话报修，他们才知道那个地方停电了，然后再派人出去查，一个一个的查，找到故障点，然后再维修，这个过程，少则几个小时，多则大半天，用户除了等，什么都做不了，也没有人知道什么时候会来电，也没有人会通知你进度，特别无助。

而且那个时候，停电还有一个特别大的问题，就是容易出安全事故，线路过载了，短路了，经常要等到烧起来了，才会有人发现，才会跳闸，每年夏天，都会有很多因为线路老化过载引起的火灾，特别危险，那个时候的电网，就是一个聋子，一个瞎子，哪里出了问题，根本不知道，要等用户通知，要等事故发生了，才会反应，特别被动。

### 第二次停电：2018年夏天，停了十分钟，手机上提前收到了停电通知

时间到了2018年，我已经工作了，租住在一个新建的小区里，又是一个夏天的晚上，我正在家里加班写方案，突然收到了一条手机短信，说我们小区因为线路检修，将会在十分钟之后停电，预计停电一个小时，请大家提前做好准备，我当时特别惊讶，居然还有提前通知的停电？

果然，十分钟之后，电准时停了，我也提前把电脑里的文件都保存好了，也点好了外卖，准备趁着停电休息一会，结果没想到，才过了十分钟，电就来了，比预计的时间早了五十分钟，没过多久，又收到了一条短信，说故障已经排除，供电恢复，给大家带来的不便敬请谅解，那次停电，虽然只停了十分钟，但是给我的震撼特别大，和五年前那次四个小时的停电对比，变化真的太大了。

那个时候，智能电网已经开始建设了，首先普及的就是智能电表，原来的机械电表，只能抄抄用电量，什么都做不了，新的智能电表，不仅能远程抄表，不用抄表工挨家挨户的抄了，还能实时监测电压、电流、功率，能远程控制通断，哪里有故障，系统立刻就能知道，不用等用户打电话报修了，还能提前通知用户停电时间，停电了之后，也能准确的知道哪里出了问题，大概多久能修好，什么时候能来电，都会通知用户，用户不用再傻傻的等了。

那个时候的电网，虽然还做的不够完美，但是至少已经能看见了，知道哪里出了问题，知道大概什么时候能修好，还能提前通知用户，已经有了很大的进步，但是那个时候，监测还只停留在用户端，输电线路，配电网的很多地方，还没有监测，很多故障，还是要人工去查，所以停电的时间，还是不一定，偶尔还是会停几个小时。

### 第三次停电：2024年冬天，停了三秒钟，我甚至都没有意识到停电了

去年冬天的一个晚上，我正在家里看电视，突然电视闪了一下，然后又亮了，空调也停了一下，然后马上又启动了，我当时还以为是电视出问题了，也没在意，过了大概一分钟，手机收到了一条推送，说刚才因为线路瞬时故障，我所在的区域发生了短暂停电，现在已经自动恢复，给我带来的不便深表歉意，我当时特别惊讶，原来刚才那一下，是停电了？我都几乎没有感觉到。

后来我才知道，现在的电网，已经和以前完全不一样了，现在的输电线路上，每隔一段距离，就装了一个智能监测终端，能24小时实时监测线路的温度、电流、电压、覆冰情况，还有摄像头能实时看线路的情况，线路上有任何异常，比如有树长太高碰到线路了，有鸟搭巢了，有结冰了，系统立刻就能发现，在故障还没有发生的时候，就会派人去处理，把故障消灭在萌芽状态。

就算真的发生故障了，智能断路器会在几毫秒之内，自动把故障的那段线路隔离开，不会影响其他的线路，所以故障的影响范围会特别小，可能只有几栋楼会停一下，其他地方根本不会受到影响，而且系统会自动定位故障点，维修人员在几分钟之内就能收到具体的故障位置和故障原因，直接带着配件过去修就行，不用再花几个小时查故障了，很多小的故障，系统甚至能自动恢复，不用人去修，几秒钟就能自动来电，用户甚至都感觉不到停电了。

这三次停电的经历，正好对应了电网发展的三个阶段，从最开始的看不见，不知道哪里坏了，要等用户报修，到处查故障，一停就是几个小时，到后来的能看见，知道哪里坏了，能提前通知用户，能大概知道什么时候能修好，再到现在的能预判，故障还没发生就能提前处理，就算真的坏了，几秒钟就能自动恢复，用户甚至都感觉不到停电了，这十年的变化，真的是天翻地覆。

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### 这些变化的背后，是无数个不起眼的智能终端在默默工作

这些巨大的变化，不是凭空来的，也不是靠多建了几个发电厂，而是靠电力物联网的建设，靠无数个不起眼的智能终端，装在电网的每一个角落，24小时不间断的工作，默默的守护着整个电网的安全稳定运行，今天就给大家讲讲三个最核心的智能终端，看看它们到底是怎么工作的，我们设计师在设计它们的时候，又要解决哪些难题。

#### 第一个终端：智能电表，你家门口那个不起眼的小盒子，是整个电网的神经末梢

第一个，也是大家最熟悉的，就是智能电表，现在几乎家家户户都已经换成了智能电表，就是你家门口那个不起眼的小盒子，很多人觉得，它不就是个远程抄表的嘛，不用抄表工上门抄数了，省点人工成本，还有什么用？

如果你真的这么想，那就太小看这个小东西了，现在的智能电表，能做的事情太多了，它不仅能抄用电量，还能24小时实时监测电压、电流、功率、功率因数，能精确到每一分钟的用电量，能看到你家什么时候开了空调，什么时候用了热水器，甚至能看到你家的电线有没有老化，有没有漏电的风险，能提前发现安全隐患。

更重要的是，它能让电力公司，精确的知道每一个用户的用电情况，知道哪个区域用电负荷高，哪个区域快过载了，就能提前做调度，把负荷高的区域的电，转到负荷低的区域，就能大大减少因为过载导致的停电，以前夏天大家都开空调，很容易过载跳闸，现在有了智能电表的实时数据，电力公司就能提前做调节，跳闸的情况就少多了。

还有，有了智能电表的数据，电力公司就能做峰谷电价，鼓励大家在用电低谷的时候用电，就能削峰填谷，大大提升整个电网的运行效率，就能少建很多发电厂，节省大量的资源，也能减少碳排放，助力双碳目标的实现，这个价值，是无法估量的。

我们在设计智能电表的时候，遇到的最大的挑战，就是寿命和可靠性，这个东西装上去，至少要用十年，甚至十五年，不能坏，而且工作环境特别恶劣，有的装在室外，夏天太阳晒，能到七八十度，冬天零下几十度，还有风吹雨淋，高湿度，高盐雾，都要能正常工作，不能出问题。

为了达到这个要求，我们做了特别多的工作，外壳用了最高等级的防紫外线、防腐蚀材料，用个十几年都不会老化变脆，电路板做了三层的防水防腐蚀涂层，就算泡在水里都不会坏，所有的元器件，都选用的是最高等级的工业级元件，能在零下四十度到零上八十五度的环境下稳定工作，我们还做了各种各样的极端环境测试，高温，低温，高湿，盐雾，振动，雷击，全部都要通过，才能最终量产。

就是这个看起来不起眼的小盒子，我们前前后后改了十几版，花了两年多的时间才最终定型，现在全国已经装了几亿只，默默的工作在每一户人家的门口，守护着整个电网的安全稳定运行，大部分人甚至都不知道它的存在，也不知道它到底做了什么，但是它确确实实的，改变了我们每一个人的用电体验。

#### 第二个终端：智能断路器，电网的守门员，能在几毫秒之内切断故障

第二个核心的终端，就是智能断路器，这个东西，大家可能更不熟悉，它装在变压器旁边，装在配电箱里，装在线路的各个节点上，就像电网的一个个守门员，一旦发现故障，能在几毫秒之内，把故障线路切断，防止事故扩大。

原来的普通断路器，只有过流和短路保护，就是电流超过阈值了，才会跳闸，而且是纯机械的，没有任何智能功能，也不能通信，跳没跳闸，为什么跳闸，后台根本不知道，要有人去现场看才知道，而且很多时候，故障已经发生了，已经造成损失了，它才会跳闸，属于事后补救。

现在的智能断路器，就完全不一样了，它里面有微处理器，有传感器，能24小时实时监测线路的电压、电流、温度、漏电情况，还能做数据分析，能预判故障，比如线路的温度缓慢升高，说明线路老化了，接触不良了，系统就会提前报警，提醒运维人员去更换，在故障还没有发生的时候，就把它处理掉。

就算真的发生故障了，智能断路器的动作速度也特别快，普通的断路器，跳闸需要几十毫秒，智能断路器只需要几毫秒，速度快了十倍，能在事故发生的瞬间，就把故障切断，大大降低了火灾和触电的风险，而且它跳闸之后，会立刻把故障原因、故障位置上报给后台，维修人员立刻就能收到信息，直接过去修，不用再花时间查故障了，大大缩短了停电时间。

我们在设计智能断路器的时候，最大的挑战，就是可靠性和响应速度，这个东西，是电网安全的最后一道防线，绝对不能出问题，该跳的时候必须跳，不该跳的时候绝对不能误跳，而且动作速度必须足够快，晚几毫秒，可能就已经着火了，已经造成事故了。

为了做到万无一失，我们做了冗余设计，重要的传感器和控制电路，全部都做了双备份，一套坏了，另一套立刻就能接上，绝对不会失灵，我们还做了几十万次的开关测试，确保开关几十万次之后，性能依然稳定，不会出现该跳不跳的情况，我们还做了特别严格的电磁兼容测试，确保在电网各种复杂的电磁干扰下，也能稳定工作，不会误跳，也不会漏跳。

就是这个看起来方方正正的铁盒子，现在已经装在了电网的每一个节点上，就像几百万个忠诚的守门员，24小时不眠不休的守护着整个电网的安全，把无数的安全事故，消灭在萌芽状态，保护着我们每一个人的生命财产安全。

#### 第三个终端：输电线路在线监测终端，装在荒郊野外，几年不用换电池

第三个终端，就是输电线路在线监测终端，这个东西，普通人就更少见了，它装在野外高压输电线路的铁塔上，几百公里的输电线路，每隔一段就装一个，24小时监测线路的情况。

原来的输电线路，维护全靠人工巡线，工人要沿着线路，一座山一座山的爬，一个铁塔一个铁塔的看，看看线路有没有问题，有没有覆冰，有没有树太高碰到线路了，有没有鸟巢，有没有人为破坏，几百公里的线路，十几个工人，要巡半个月才能巡完，效率特别低，而且很多问题，靠人眼根本发现不了，很多故障，都是发生了之后才知道。

现在有了输电线路在线监测终端，就完全不一样了，每个终端上，都有摄像头，有温度传感器，有倾角传感器，有气象传感器，能24小时实时监测线路的温度、拉力、覆冰情况，还有周围的环境，有没有树长太高了，有没有施工，有没有山体滑坡，有任何异常，系统立刻就能发现，立刻就能派人去处理，不用等故障发生了才知道。

比如冬天线路结冰了，原来要等冰结的特别厚，把铁塔压歪了，或者把线压断了才知道，现在有了监测终端，刚开始结冰，系统就能监测到，就能立刻采取融冰措施，不会等到线路断了才处理，大大减少了冰灾导致的大面积停电。

我们在设计这个终端的时候，遇到的最大的难题，就是供电和通信，这个东西装在荒郊野外的铁塔上，没有电源，也没有网线，要连续工作五到十年，不能换电池，也不能有人维护，这个难度特别大。

为了解决供电问题，我们用了太阳能加感应取电双备份的设计，平时线路有电流的时候，靠感应取电就能工作，还能给电池充电，线路停电的时候，就靠太阳能和电池供电，就算连续一个星期阴天，也能正常工作，功耗我们也优化到了极致，平时大部分时间都在深度睡眠，只有需要采集数据和传输数据的时候才会醒来，平均功耗只有几十毫瓦，一节电池就能用十年以上。

通信的问题，我们用了低功耗的广域物联网，也就是我们前面讲过的NB-IoT技术，就算是在偏远的山区，手机都没有信号的地方，也能正常的把数据传回来，特别稳定，特别可靠。

就是这个看起来不起眼的小盒子，现在已经装在了几十万座输电铁塔上，代替了原来的人工巡线，一天24小时，一年365天，不间断的守护着几千公里的输电线路，把故障消灭在萌芽状态，大大减少了大面积停电的风险，让我们能安安心心的在家用电，不用担心突然停电。

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### 写在最后，最好的基础设施，就是你几乎感受不到它的存在

这十年，我们的电网，发生了天翻地覆的变化，从原来的动不动就停电，一停就是几个小时，到现在一年都停不了一次，就算停了，也就是几秒钟，很快就会恢复，很多人甚至都感觉不到停电了，这个变化的背后，就是电力物联网的建设，就是这一个个不起眼的智能终端，在默默的工作，默默的守护着整个电网的安全稳定运行。