在线监测技术在输电线路运行中的应用

在线监测技术在输电线路运行中的应用

摘要：文章分析了当前比较前沿的在线监测技术以及我国的输电线路在线监测技术现状，阐述了输电线路在线监测系统的结构组成及基本工作原理，并深入分析了当前我国输电线路在线监测技术存在的主要问题。

关键词：在线监测；输电线路；应用

输电线路网络的覆盖范围非常广，所处地段往往地形复杂，环境恶劣，日常巡线工作面临着很大的难度，维护检修的工作量也非常大。从2008年我们国家所出现的历史罕见的冰雪灾害来看，进一步强化输电网络的安全平稳运行显得非常关键。为了确保输电网络安全稳定运行，有效解决书店线路太长而导致人力资源不足等方面的问题，必须借助现代化先进的输电线路在线监测技术及其相应的监测设备，尽快建立监控中心，从而转变输电线路的“状态检修”模式，为更加科学、准确、客观地收集信息、处理信息以及评价机器设备性能等各个方面提供强有力的技术支撑。

1 我国在线监测技术现状

2000年中国就已经开始对输电线路在线监测技术进行研究与开发，特别是在GSM（全球移动通信系统）推广以后，加快了在线监测技术的发展速度，并且有效解决了远距离数据传输存在的一些问题。例如西安金源电气有限公司等对在线监测技术尤其是绝缘子泄漏电流方面开展了全面系统的研究工作，而中国电力科学研究院则对雷电定位系统重点进行了研究与开发工作。到2003年我国输电线路在线监测方面的研究与开发工作进入了一个高潮阶段。该技术的前期产品主要存在运作稳定性方面的问题。比如，不能为用户提供有关生产方面的信息等问题，极大地阻碍了泄漏电流在线监测技术普及与推广应用。2005年，西安金源电气等一些公司相继研究开发了输电线路覆冰、线路预防偷盗、导线舞动以及测温等各项线监测技术，并逐步在电力系统得到较好的推广应用，其效果非常明显。除此之外，在我国多家企业以及研发机构的积极努力下，充分利用无线传感器网络、网络通讯、电磁兼容、电源以及机械电气等相关技术，并在此基础上成功地研究开发了微气象环境、杆塔振动以及视频在线监测等先进的技术先进的装置，建成了相应的监测系统。主要包括氧化锌避雷器、防盗报警监测、可视监控、驱鸟装置、导线温度以及动态增容等在线监测系统，成为我们国家目前比较成熟的在线监测技术，另外，站在我国目前在线监测研究成果角度，在线检测系统中的雷击定位以及导线微风振动等逐步得到推广应用。

2 在线检测系统的结构组成以及基本工作原理

2.1 线监测系统的结构组成

在线监测系统使用的是一种二级网络结构，通常由各种线上监测装置、监测基站以及监测中心等部分构成，线上监测装置则由导线温度以及导线覆冰监测仪等组成，气象环境以及线路监测基站通常在杆塔上进行安装，监测中心则设置在

本部机房。

2.2 在线监测系统的基本工作原理

对大部分的输电线路中的技术参数进行监测的时候，所监测的技术参数有设备运行以及环境运行参数，具体分为微风振动、舞动、杆塔倾斜、导线弧垂以及视频等。运用先进的监测技术，充分利用输电线路的数据信息平台，对数据信息进行分析与管理，从而完成对有关数据信息的趋势进行分析、查阅以及信息预警等工作。

3 我国输电线路在线监测技术的应用

3.1 覆冰在线监测技术的应用

这种技术是针对导线的覆冰状况实施实时监测，从而保证在天气状况比较恶劣的条件下能够实现对高压输电线路和变电站绝缘子等覆冰状况实施实时在线监测。充分利用科学先进的监测分析方法以及建立数学模型从而分析监测数据信息，将有可能出现冰雪灾害的线路提前进行预测，并及时向有关输电线路维护工作人员进行报警，从而有效预防断线、倒塔、冰闪以及舞动等各种灾害事故造成的伤害。覆冰在线监测技术的基本工作原理是：监测导线倾斜角以及弧垂等有关数据信息，根据线路参数以及输电线路情况等进行研究分析，然后计算覆冰的重量以及厚度等相关技术参数，从而判定覆冰的危险级别，及时发出准确的除冰信息预警。除此之外，充分结合线路拉力的状况观测覆冰的具体情况，将拉力传感器安装在绝缘子串上，并对导线在覆冰以后的受力状况进行实时监测，同时对当地环境的温、湿度以及风向等数据及时进行采集，将收集到相关数据信息集市汇总并传递到监控中心，经过处理与分析，尽快预报输电线路冰情状况，从而发出除冰警报。

3.2 杆塔倾斜监测技术的运用

矗立在矿山采空地区上面的输电线路的杆塔因为受到自身重力、外部自然力等各种干扰因素产生的影响，容易造成岩体错位、地面裂隙、滑坡等一些地质自然灾害，导致矿山采空区的杆塔出现倾斜、甚至导致地基产生变形等，严重影响到输电线路的安全。而利用全球移动通信系统，可以对杆塔倾斜装置进行实时监测，并及时发出预警信号。在等级为220 kV电压的输电线路中，杆塔倾斜监测技术已经获得了非常广泛的运用，从而使得杆塔变形以及倾斜等状况能够及时被发现，保证输电线路的安全稳定运行。

3.3 导线微风振动监测技术的运用

导线微风振动往往会造成高压输电线路出现疲劳而断股，尽管其看似对输电线路不会产生太大的破坏力，然而其破坏往往比较隐蔽，长时间的不断积累，对高压输电线路造成的破坏性会变得更加严重。微风监测技术的基本工作原理是导线监测振动仪可以对导线以及线夹触点以外的适当距离的导线实施监测，特别是

其对线夹弯曲的频率、振动幅度以及输电线路周边的风速、风向以及温度、湿度等各项的气象参数，根据导线自身的力学特点，对微风振动的具体状况、疲劳寿命等加以分析、研究以及判断。导线微风振动监测技术的运用不仅可以预防微风振动造成的危害，还可以为输电线路的防震设计提供技术依据。

3.4 导线风偏舞动在线监测技术的运用

导线风偏舞动在线监测系统主要包括气象采集与风偏采集单元、子站以及数据信息处理等系统构成，通常在杆塔之上安装气象采集单元以及子站，而在导线上安装风偏采集单元。通过对气象风偏角、参数以及倾斜角等有关数据信息进行采集，利用无线网络传输到数据处理系统及时进行处理。运用导线风偏舞动在线监测技术，便于运行部门在特殊状况下采取相应的措施，此外，也为输电线路设计过程中综合考虑设计预防水平、气候环境条件等提供科学合理的技术依据。3.5 视频在线监测技术的运用

视频在线监测系统一般安装在人口比较密集区、林区以及那些交通事故发生比较频繁的地段，实时监测周边的状况，及时找出对输电线路构成威胁的行为，并能够及时采取纠正预防措施。视频在线监测技术必须借助视频压缩以及数据传输等相关技术，从而对输电线路本体状况以及周边环境参数及时进行监测。然而在视频监测的实践运行过程中，出现了数据传输量比较小、现场视频难以自行控制、信号不稳定等各种状况，伴随CDMA以及3G网络技术的迅猛发展，充分利用无线传输使得输电线路的远程实时监控可以实现。

4 在线监测技术应用亟需解决的主要问题

4.1 在线监测技术存在标准化方面的问题

目前我们国家的输电线路在线监测技术还处于发展的初级阶段，该领域的新技术、新方法、新设备不断涌现，而在线监测装置的标准化工作却进步不大。要想对被监测的设备是否需要进行检修加以准确判断，还应当结合相应的经验与数据。除此之外，在线监测与离线试验是不是等价，必须借助大量的实践经验的检验。目前输电线路监测的各个运行部门非常关注一个问题就是关于报警值的问题，报警值必须充分结合实际运行经验并根据有关的设备实际状况，并且通过所安装的监测设备来获得，同时还应当确定监测数据的波动规律，所以，不同的厂家所生产的相同的输、变电设备其采用的生产工艺、原材料等并不完全相同，其监测设备的报警值也就无法确定。大量应用在线监测装置的同时，还应当在掌握有关数据波动规律和实践运行经验的基础上，确定输、变电设备相对应的报警值范围。目前在线监测数据与离线试验存在一定的差异，无法将离线试验的相应标准有效应用于在线监测数据的对应诊断标准之中去。

4.2 在线监测技术存在稳定性不强的问题

有关调查结果表明，在线监测装置因为容易受到传感器、通信以及工作电源以及通信等各种因素的影响，其稳定性还存在一定的不足之处，对于在线监测技

术推广应用产生较大的负面影响。除此之外，还有电路设计、无线通信以及传感器技术等一些技术性方面的问题也需要尽快得到解决。

5 结 语

总而言之，从目前中国的在线监测技术的研究与开发进程来看，在杆塔倾斜、覆冰、导线微风振动与风偏舞动以及视频在线监测技术等方面取得了十分重大的突破，并获得了非常广泛的应用，然而其标准化以及稳定性等相关问题亟需得到解决。

参考文献：

[1] 黄新波,陈荣贵.输电线路在线检测与故障诊断[M].中国电力出版社,2008．

[2] 黄新波,张国威.输电线路在线监测技术现状分析[J].广东电力,2009,(1).