ｉ 堇 Ｇ。ｎｇｙ ｉｙｕ Ｊｉｓｈｕ 输电线路在线监测技术研究 邵必飞 （甘肃兰州供电公司，甘肃兰州７３００７０） 摘要：介绍了国内外先进的在线监测技术和我国当前现有输电线路在线监测技术，探讨了输电线路在线检测系统的组成及工作原理，并对 输电线路存线监测技术需要解决的问题进行了分析。 关键词：输电线路；在线监测技术：研究 Ｏ 引言 输电网络覆盖广，所处地段位置复杂，环境比较恶劣，巡线非 ２．２输电线路在线监测系统的工作原理 输电线路中的多参数在进行监测时，在硬件接入方法上研究和 常困难，维护工作量大。２００８年我国的冰雪灾害来看，加强输电网 络稳定运行很重要。为了更好的提升输电网络安全运行的水平，彻 底解决人力资源与线路长度之间存在的矛盾，需要引入先进的输电 线路在线监测技术以及相关的监测设备，创建监控中心，实现输电 线路“状态检修”转变，提供相关信息搜集、信息处理以及机器设备 评估等多个方面的技术支持。 １ 国内外先进的在线监测技术概述 国外在线监测技术是兴起于２Ｏ世纪９Ｏ年代，是伴随着无线 通讯技术的不断进步发展起来的。最近几年，ＧＳＭ通讯技术、 ＧＰＲＳ和ＣＤＭＡ数字通讯技术的长足进步，输电线路在远程在线 监测装置上取得了很大进步。国外针对输电线路监测方面的研究 要早于国内，比如日本ＪＰＳ公司已经在线路故障定位、气象环境监 测、线路温度、可听噪音以及导线拉力等多个方面积累了丰富的经 验。国外的ＵＳＩ也在输电线路在线监测以及故障诊断等多个方面 积累了大量的经验。 国内输电线路在线监测技术研发始于２０００年，尤其是在ＧＳＭ 普及之后，其在一定程度上促进了在线监测技术的不断发展，并解 决远距离数据传输方面的难题。例如西安金源电气有限公司等对绝 缘子泄漏电流在线监测技术方面进行了系统的研究，而中国电科院 则重点对雷电定位系统进行了研发。２００３－－２００４年出现了输电线路 存线监测研究的高潮。输电线路在线监测技术的前期产品在运作稳 定性、无法为客户提供生产方面的信息等多个方面的原因，使得泄 漏电流在线监测方面的技术没能够得到继续推广。在２００５年，西安 金源电气等相关企业研发了输电线路覆冰、线路防盗、导线舞动、导 线洲温等个方面的输电线路在线监测技术，逐渐在电力系统方面加 以推广，取得了理想的效果。另外，在国内多家研发机构以及企业的 同努力下，将无线传感器网络技术、电磁兼容技术、网络通讯技术、 电源技术以及机械技术等作为基础，开发出了输电线路导线温度在 线控制监测装置、微气象环境在线监测装置、杆塔振动在线监测装 置、视频在线监测装置等，形成了对应的监测系统。当前国内已经 较为成熟的输电线路在线监测技术主要有：输电线路氧化锌避雷 器在线检测系统、输电线路可视监控系统、输电线路防盗报警监测 系统、导线温度及动态增容在线监测系统、输电线路驱鸟装置等， 目．从当前输电线路存线监测研究成果来看，雷击定位、导线微风 振动等的在线监测系统也逐渐应用［ 。 ２输电线路在线检测系统的组成及工作原理 ２．１ 输电线路在线监测系统的组成 输电线路在线监测系统采用的是二级网络结构，主要由线上 监测装置、线路监测基站以及监测中心组成，线上监测装置包含导 线温度监测仪、导线覆冰监测仪等，气象环境监测站以及线路监测 基站一般安在杆塔上，监测中心在本部机房 ］。 实现的，监测的参数主要包括设备运行参数与环境运行参数，包括 微风振动、导线弧垂、杆塔倾斜、视频、舞动。使用相关监测技术，通过 输电线路综合数据平台，对数据展开分析和管理，能够进一步实现 对相关数据的趋势分析、调阅以及信息预警等。 ３ 当前我国现有的输电线路监测技术 ３．１ 覆冰在线监测技术 覆冰在线监测是对导线的覆冰情况进行实时监测，并且能够确 保在恶劣的天气环境下对高压输电线路以及变电站绝缘子覆冰情 况展开在线监测。这一系统运用精确的监测分析方法与数学模型来 对监测数据进行分析，提前对将要发生冰雪灾害的线路进行预测， 并向相关的输电线路维护人员发出报警信息。覆冰监测技术的运 用，能够有效防止出现断线、冰闪、倒塔、舞动等灾害事故的发生。覆 冰在线监测系统的工作原理是：一方面，对导线倾斜角以及弧垂等 相关参数的监测，然后再结合线路参数、输电线路状态方程等进行 分析，对覆冰之后载重、覆冰的厚度以及重量等基本技术参数进行 计算，接着对覆冰的危险等级进行判定，进而给出除冰信息预警。 另一方面，通过对线路拉力的实际情况，来对覆冰的实际状况进行 观测。绝缘子串安装拉力传感器，并且实时监测导线在覆冰之后受 力的状态，与此同时，还应该及时采集当地环境的湿度、温度与风 向等基本参数，将已经采集到的相关信息进行及时收集，然后再汇 总到监控中心，经过对数据的分析以及修正，发出输电线路冰情情 况预报，进而给出除冰警报［３］。 ３．２杆塔倾斜监测技术 在煤矿采空地区上面矗立的杆塔由于受到自然力、重力等相关 因素的干扰，容易出现岩体错位、地面出现裂缝、滑坡等地质方面的 灾害，出现煤矿采空区的杆塔倾斜、甚至地基出现变形等情况，这对 输电线路的安全性产生了严重的威胁。基于ＧＳＭ系统，能够对杆塔 倾斜装置实现监测，对杆塔的实际倾斜情况展开监测，并发出预警。 杆塔倾斜监测已经在２２０ ｋＶ电压等级的输电线路中进行了充分的 运用，能保证及时发现杆塔变形以及倾斜等方面的情况，确保输电 线路的正常运转。 ３．３导线微风振动监测技术 导线微风振动容易导致高压输电线路疲劳断股，微风振动从表 面看对输电线路的破坏力低，但是这种破坏的隐蔽性强，并且经过 长期累积之后，对高压输电线路的破坏性往往更为严重。输电线路 微风监测系统的原理是输电线路导线监测振动仪能够很好的对导 线和线夹触点之外的一定距离的导线进行监测，尤其是其对线夹弯 曲频率、振幅以及输电线路周围的风向、风俗以及湿度、气温等相关 的气象环境参数，充分结合导线本身力学性资料，对输电线路的微 风振动的实际水平、输电导线的疲劳寿命等进行分析判断。导线微 风振动监测在消除微风振动所带来的危害的同时，还能为输电线路 的防震设计提供相关参考。 Ｇ。ｎ９ｖｉ Ｙｕ ｉｓｎｕ 三至 ｌ ３．４导线风偏舞动在线监测技术 监测设备的报警值。输电线路在线监测装置的大量使用，在掌握相 还应该制定不同输电、变电 输电线路的导线风偏舞动在线监测主要由气象采集单元、子 关的数据变化规律以及实践经验之后，站、风偏采集单元以及数据处理系统等组成，气象采集单元与子站 设备的报警值范围。从当前的情况来看，输电线路的监测数据和离 一般是安装在相关的杆塔之上，风偏采集单元主要是安装在导线上。 线试验之间存在差别，还不能将离线试验的具体标准运用到在线监 气象采集单元与风偏采集单元将采集的气象风偏角、气象参数、气象 测数据诊断标准中。 ２输电线路在线监测技术稳定性方面的问题 倾斜角等相关数据，然后再通过无线网络的方式向数据处理系统来 ４．通过大量的实际调查研究发现，输电线路在线监测装置由于传 进行发送，然后经过数据处理系统来完成对监测数据的处理。导线 工作电源以及通信等多个方面的原因，其输电线路的稳定性 风偏舞动在线监测系统的使用，能够方便运行部门在特殊情况下制 感器、定相关的应对措施，与此同时，也为输电线路设计中充分考虑设定 方面还存在问题。输电线路在线监测装置稳定性成为其是否能推 预防水平、气候条件等提供相关的依据。 ３．５视频在线监测技术 广的关键，另外，还涉及到电路设计、传感器技术、无线通信等多个 方面的技术性问题 ］。 ５结语 输电线路的视频在线监测，主要是安装在林区、人口聚居区、 交通事故区等地方，对周围的情况进行实时在线监测，及时发现对 输电线路产生危害的行为，并对该行为及时进行纠正。输电线路视 总之，从当前我国输电线路在线监测技术的研究情况来看，已 经在覆冰在线监测技术、杆塔倾斜监测技术、导线微风振动监测技 术、导线风偏舞动在线监测技术、视频在线监测技术等取得了很大 的成绩，但是还存在在线监测技术标准化以及输电线路在线监测 技术稳定性等方面的问题，仍然需要加以解决。尹 ［参考文献］ ［１］黄新波，张国威．输电线路在线检测技术现状分析［Ｊ］．广东电力， ２００９（１） 频在线监测主要是充分利用视频压缩技术、数据传输技术等，能够 实时实现对输电线路本体情况及相关环境参数的监测。但是，从当 前视频监测的实际运转情况来看，其仍旧存在着数据传输量小、现 场视频无法实现自由控制、信号有时出现微弱等方面的问题，但在 ３Ｇ网络、ＣＤＭＡ网络等快速发展的情况下，采用无线传输能够更 好的实现输电线路的远程时时监控＿４］。 ４输电线路在线监测技术还需要解决的问题 ４．１ 在线监测技术标准化问题 从当前输电线路发展的实际情况来看，在线监测技术还处在初 级阶段，新技术、新方法也在不断的发展之中，在线监测装置的标准 化方面进展缓慢。输电线路在线监测实现监测设备的常态化，然而 要判断被监测的设备的检修情况，还需要相关的经验与数据，与此 同时，在离线试验和在线监测是否等价，也还需要经过相关大量经 ［２］刘畅．输电线路在线监测技术研究［３３．华北电力大学，２０１０（１） ［３］于德明，郭昕阳，陈方东，赵雪松，朱全友，王磊．５００ ｋＶ输电线路 在线监测系统应用［Ｊ］．中国电力，２００９（５） ［４］王晓希．特高压输电线路状态监测技术的应用［Ｊ］．电网技术，２００７ （２２） ［５］朱宽军，刘超群，任西春，董玉明．特高压输电线路防舞动研究Ｉ－ｊ］． 高电压技术，２００７（１１） 验来进行检验。针对输电线路监测的运转部门当前最关心的是报警 值方面的问题，报警值是需要根据当前的运转经验并积极参考相关 的设备来安装监测设备，在安装完毕之后，还需要对监测数据的变 化规律来进行确定，因此同一种的输电、变电设备由于不同厂家所 收稿日期：２０１２—０１—３０ 作者简介：邵必飞（１９８１一），男，湖北鄂州人，助理工程师，研究方 采用的生产工艺、生产材料等存在一定的差别，很难确定输电线路 向：输电线路运行检修。 （上接第９７页） 的数据信息中，基于智能电网下新合成的信息电气量的范围更为 广泛，而且也涵盖了电网传输过程中或者相互整合过程中异常的 发展空间具有积极的意义。尹 ［参考文献］ ［１］胡磊．浅析智能电网对继电保护的影响Ｉ－Ｊ］．无线互联科技，２０１１ （４）：３１～５１ 数据，应该对这些数据建立相关的分类器模型来重新判定系统异 常与否［ 。 ２．３结合传统继电保护 智能电网的继电保护是在传统电网上拟合而成的，因此在构 建的过程中显然会涉及数字化的电子保护以及传统微机保护的协 调的情况，所以在拟合过程中应该思考不同类型继电保护相互之 ［２－１杨增力，周虎兵，王友怀．面向智能电网的继电保护在线应用系统 ［Ｊ］．湖北电力，２０１１（４）：６５￣６７ ［３－１项巍．智能电网时代继电保护技术研究［Ｊ］．科协论坛，２０１１（７）： ３３～３４ 间的可操作性。可以采取差动保护的原理，在线路的一端采用传统 的电磁式电流互感器，而对应的另一端则采取智能电子互感模式 来避免保护误动或者单端饱和的问题，对应的基于不同类型的传 ［４］段文勇．智能电网综合保护系统的研究［Ｊ］．北京电力高等专科学 校学报，２０１１（８）：１８２～１８２ 感器数据实时性的模型也要做相应的调整［ 。 ３结语 ［５］梁国艳．智能电网继电保护技术发展的探讨Ｉ－Ｊ］．大众用电，２０１１ （５）：】９～２０ ［６３钟清．智能电网关键技术研究Ｉ－Ｍ－１．北京：中国电力出版社，２０１１．８： ５７～５９ 智能电网在现代电网构建中逐渐发展为不可或缺的部分，融 合了通信、计算机以及传感等多方面的技术，作为智能电网下继电 保护的设计就是使各种保护之间达到统一和更高层次的整合。实 现数据同步、调整后备保护的参数以及与传统继电保护相融合都 是继电保护结构确定的技术前提，更多的还有关于在线调整保护 收稿日期：２０１卜１２—２８ 作者简介：汪东（１９７９一），男，安徽舒城人，工程师，研究方向：电力 定值方面的思考。理清了这些技术上的问题，对于拓宽广域保护的 系统继电保护安装、运行与维护。 机电信息２０１２年第９期总第３２７期９９
