输电线路在线监测篇1
【关键词】架空输电线路；故障线路；在线监测
随着我国经济的飞速发展，人们生活水平的提高，我国的电力需求也大幅度的增加，这种情况下做好输电线路的运营和管理就显得十分重要。下文中笔者将结合自己的工作经验，对输电线路中的线路问题在线监测分析进行阐述，希望以此能够促进和推动我国的线路监测的发展，使其能够及时的反应输电线路运行状况，做好相关安全事故的应急处理，推动我国电网的更好更快发展。
1.输电线路在线监测的意义
在整个电力系统的运行过程种方法，输电线路所起到的作用是不言而喻的，而输电线路由于其具有线路长和跨度大等特点，是电力故障的多发环节。因为在输电线路中涉及到对各种绝缘附件以及金属配件的使用和管理，并且由于其处于自然环境中，经常会受到各种自然灾害和极端天气的考验。因此，做好输电线路的运行状态的实时监测，对于保证整个电力系统的正常运行有着非常重要的意义，而就目前我国的电力系统的检修来看，在线监测是一种比较可靠的方式，可以起到一定的预防作用，减少各种安全事故的发展几率，降低其运行风险。在线监测的主要的特点在于其能够根据输电线路的目前运行的各项信息，对其状态进行评价，并识别和判断其中是否存在安全隐患，以及该隐患的位置和程度，可以为有关管理部门提供一个较为详实和可靠的安全防护信息。
2.架空输电线路问题的判断分析
架空输电线路作为目前我国输电线路的一种常见形式，其运行过程中容易发生各种运行故障，如果不能及时的排除这些故障，不仅会影响电力系统的正常运行，给用户的用电造成不便，还会引发各类安全事故，因此有关部门应该加强对架空输电线路的问题的预防。而架空线路的问题一旦发生，有关部门应该要依据障碍的基本情况，对障碍的严重程度、影响范围等做出判断，以便制定解决方案，下文中笔者将结合自己的工作经验，谈谈架空输电线路的问题判断应该从哪几个方面入手：
2.1 依据调度信息判断障碍的本质
架空线路在运行的过程中，如果发生突然的掉闸和跳闸现象，那么工作人员应该根据常见的瞬时故障的产生因素进行逐一的排除，也就是说认真的分析其产生的原因是否是由于鸟闪、污闪或者异物搭碰以及雷击等问题，如果判断是以上因素引起的，那么就可以进行相关的技术处理并回复通电。但是如果在重新合闸后，输电线路仍然无法正常运行，那么就应该排除以上几种可能，对产生的原因进行进一步的分析，考虑永久性故障的产生坑内，即工作人员应该对线路的断线、倒杆塔以及掉线等因素进行排查，并作出判断。
2.2 依据天气状况判断故障的因数
由于输电线路直接暴露于自然环境中，所以其运行状态非常容易受到自然环境以及天气状况的影响，因此在对架空输电线路进行故障的预防和管理的过程中，有关工作人员应该充分的考虑天气因素造成的影响。也就是说在出现下雨的天气时，应该第一时间做好雷击的预防准备，并考虑故障的雷击概率。大风肆虐时需要想到异物搭接、风偏距离不足等问题。温度过热也能造成导地线变化，发生交叉跨距不满足条件的情况也时有发生。雨雪交加，气温发生急剧变化时，会发生电线上包裹着冰雪的情况。总之在不同的天气环境下，要做好相关的线路故障的预防，要有着足够的安全意识。
3.输电线路在线路上的在线监查
3.1 污秽度在线监查
绝缘子表面的污秽度能够反映输电线路的基本绝缘状况。目前行业内部大都采用停电的方式测量绝缘子表面污秽度，其中包括等值盐密和灰密。另外有些研究机构和单位尝试采用在线监测的方法来测量绝缘子表面污秽等值盐密，但是目前没有看到在线测量灰密的报道及文献。目前国内外已有许多个单位着手发展等值盐密的在线监查方式，许多方法都是通过测量表面泄漏电流来推算出表面等值盐密。
3.2 雷电定位系统
雷电探测定位的原理是对雷电发生时伴有的电磁辐射信号等雷电信息特征量进行测算，然后通过算法分析得到雷电发生的时间、地点、雷电电流幅值、极性与回击次数等相关雷电信息，表现出雷电活动的实时动态图。定向雷电定位技术依据2个及以上探测站接收到的雷电电磁信号测定雷电方位角，然后依据三角定位原理计算出雷击点的位置。时差定位技术是依据电磁信号到达各探测站的时间差计算得到雷击位置，依据电磁波的强度来定量雷电流的强度。
3.3 输电线路环境监测
输电线路环境监测是通过建立专门的环境监测站来跟踪监测输电线路所处环境气象要素的变化，实时的向环境监测部门传送气候监测资料以及气候特征分析、气候灾害评价等综合分析报告，这些信息和成果有利于决策部门及时了解气候状况的变化，以便及时采取防灾减灾办法，为输电线路的运行安全提供科学根据。
3.4 输电线路视频监控
输电线路视频监控是通过在施工处周围、人口稠密的地方、林区、开发区、交通繁忙地段等具有危险的地方安装线路视频监视装置。实时监控、记录这些危险地点的整体环境变化，立即发现违章及危害线路安全运行的行为，而且能够及时制止，避免造成事故。还能够观察和记录线路覆盖冰雪等过程。输电线路视频监控系统能够实时观测线路和杆塔情况，并且该系统的连接对线路的运行不产生影响，有利于掌握线路和杆塔情况，这样对提高运行的可靠性具有好的作用。
4.结语
综上所述，上文中笔者结合自己的工作经验，对输电线路中的线路问题在线监测分析问题进行了论述，并提出了一些自己的看法和意见，希望能够为有关部门采纳，促进我国的输电线路的安全管理的更好更快发展。
参考文献
[1]赵增华等.基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统[J].电力系统自动化，2009（10）.
输电线路在线监测篇2
关键词：输电线路在线监测；电力监控；调度
我国幅员辽阔，输电线路网络错综复杂，有些所处环境尤为恶劣，这给电力工作人员的日常巡视、检查工作造成了极大的不便。为此，必须借助先进的现代化监测技术以及相关的监测设备，尽快建立起监控中心。随着科学技术的发展与进步，输电线路在线监测技术应运而生，这项技术能够客观准确地收集信息，并对其进行科学处理，同时还能及时评估电力设备的性能，对输电线路检修模式的转变以及输电设备状态监测工作的完善具有十分重要的意义。
1 输电线路在线监测技术
输电线路在线监测是指利用安装在输电线路设备上的仪器，实时地记录下表征设备运行状态的特征量，并及时上传至监控中心。通过各项监测采集的数据，诊断分析出输电线路当前的运行状态，并对未来可能发生的情况作出预测，及时采取适当的措施，用以消除或减轻险情，把损失降到最低。输电线路在线监测技术是输电线路状态检修的重要手段，也是输电线路安全、稳定运行的有效保障。
2 输电线路在线监测系统的工作原理
输电线路在线监测的技术参数包括设备运行参数和环境运行参数，系统就是通过数据信息平台采集和分析输电线路的各项技术参数，并实施有效的监测与管理，方便工作人员对信息的查阅，针对不良状况及时提供信息预警等。
3 我国输电线路在线监测技术的应用
自2008年我国南方发生重大雪灾导致大面积严重电力瘫痪事故发生后，国家供电局引进并强制实施了输电线路在线监测技术以保障供电线路网络的安全稳定运行。目前，我国采用的输电线路在线监测技术主要有以下四种：
3.1 覆冰在线监测技术
针对恶劣天气条件下高压输电线路的覆冰状况难以洞察，采用覆冰在线监测技术对输电线和变电站的覆冰状况进行实时监测，运用数学建型进行分析，预测出可能发生冰雪灾害的高压线路段，采取有效应对措施，最大限度降低损失。而覆冰在线监测技术的工作原理则是通过对高压电线的倾斜角度和弧垂进行监测，根据相关数据信息，计算出覆冰的厚度和重量，由此判定出覆冰的危险等级，以及是否需要发出除冰预警信号。另外，也可以利用拉力传感器来实时测量高压电线覆冰后的受力情况，结合当地环境的温度、湿度以及风力、风向状况，将各项数据集中进行采集，及时汇总给监控中心，由系统进行分析处理，作出冰情预报，一旦情况符合，系统将立即发出除冰警告。
3.2 杆塔倾斜监测技术
杆塔作为输电线路的重要支撑，其稳固性对电力系统的安全至关重要。在我国西北部，高压电线杆塔大多设立在矿山区，受地质、地表状况以及各类外部自然力因素的影响，容易出现杆塔倾斜的现象，严重的将会导致地基发生形变，对输电线路的安全造成很大威胁。为此，相关部门利用全球移动通信系统，对杆塔的倾斜程度进行实时监测，一旦发现异常，系统会及时发出预警信号。目前，杆塔倾斜监测技术多应用于220千伏的输电线路，能及时发现杆塔倾斜和变形的迹象，预防事故发生。
3.3 输电线微风振动监测技术
在输电线路的运行中还存在一项比较隐蔽的安全隐患，就是导线的微风振动，尽管它不像其他隐患那样具有较大的破坏力，但随着时间的积累，将会导致高压输电线路出现疲劳甚至断股，必须引起重视。微风监测技术是利用振动仪对输电线以及线夹触点以外一定距离的导线实施监测，例如线夹弯曲的频率和振幅等等，再结合输电线路周边的风速和风向，依据导线自身的力学特征，计算出受微风振动影响下输电线的疲劳寿命，以便于及时更换和检修，从而达到有效防范风险的目的，同时，该技术还可以用于输电线路的防震设计。
3.4 视频在线监测技术
在人口密集的地区和交通事故频发的地段以及走兽飞禽等动物频繁活动的森林，都需要对输电线路安装视频在线监测系统，这是为了能够实时掌握输电线路周边的状况，尽早发现和排除安全隐患，以及故障发生后通过视屏录像能及时准确地找出对输电线路造成危害的行为原因，从而进一步采取防范、纠正措施。在实践过程中，可以充分利用网络和无线传输技术实现对输电线路的远程实时监控。
4 在线监测系统的维护与完善
如今输电线路在线监测系统已经成为有关部门电力监控与调度掌握第一手数据资料的重要来源，尽管如此，该项技术仍有不足之处，需要在实际应用中加以完善，使其发挥更大的作用。
4.1 加强监测系统本身的维护工作
通常在使用在线监测系统进行电力监测时，需要在区调区内设置很多监测点，导致了系统相当复杂错乱，针对这种情况，为了防止系统频繁出现故障，一般会由指派的技术人员专门对系统进行维护，然而这项工作需要耗费不少的人力和财力，使得输电线路在线监测技术的经济性大打折扣，为此，必须增强在线监测系统的稳定性，开发远程维护技术，以减小维护成本和工作量，实现该技术更大的利用价值。
4.2 加强调度人员对于检测系统的培训工作
在没有引进在线监控技术以前，调度人员一般是根据巡线人员的电话或日志汇报出的现场勘察结果来进行调度和管理的。新的模式下，必须加强对基层调度人员的技术培训，使其尽快熟悉业务流程，理清在线监测系统发回的各项数据，掌握报警数值范围和应急措施操作，只有这样才能让输电线路在线监测系统的功能得以充分发挥。
5 结束语
当下输电线路在线监测技术正逐渐在整个国家电力系统中普及应用，凭借其在电力监控与调度方面的出色表现，越来越受到电力企业的欢迎，相关部门应加强维护工作，使电力监控系统更加稳定地运行，实现未来电力监控工作智能化与现代化的目标。
参考文献
[1]邓有强.输电线路在线监测技术现状研究[J].通讯世界，2013，（16）：160-161，162.
[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，2009，22（1）：13-20，34.
输电线路在线监测篇3
关键词：输电线路；在线检测技术；在线检测系统
Brief Analysis and Diagnosis on the Online Detections of the Transmission Lines
Zheng Shuguang， Liu Guanqi
（North China Electric Power University， Baoding 071003， Hebei， China）
ABSTRACT： This article describes the importance of on-line monitoring of transmission lines， a brief introduction and online monitoring of transmission lines， described the transmission lines and brief analysis of on-line monitoring techniques， and concludes with a discussion of the concept of online detection system of transmission lines， if applied in engineering practice also requires constant improvement and perfection.
KEYWORDS： the transmission lines， on-line monitoring techniques， online detection systems of transmission lines
0 引言
输电线路作为电网中的重要组成部分，它的正常工作与否直接影响着电网的安全稳定运行。我国当前对高压输电线路运行状态的检测大多采用依靠传统的人工巡视的计划式定期检修体制，这种体制存在着严重的缺陷。
输电线路运行状态的在线实时监测和管理，可使监控中心运行人员及时掌握相关信息，可为开展状态检修提供重要的数据依据，并对预防和减少事故发生，提高输电系统的安全性、可靠性、稳定性可起到十分重要的作用，还具有显著的社会效益和经济效益。因此，对输电线路的在线检测的研究意义重大。
1. 输电线路在线检测简介
1.1输电线路在线检测概念
输电线路分布地方直接受到风、雨、雪、雾、冰、雷等自然环境的影响。输电线路状态参数，主要有实时数据、离线检测数据和试验数据三种，具体为以下几类[3]：
1）电线类：包括导线、地线、OPGW （Optical power Grounded Waveguide的英文缩写，即架空地线复合光缆），主要的状态量有导线温度、张力、微风振动、舞动、覆冰、弧垂、风偏等。
2）金具类：包括连接金具、接续金具、防护金具，主要的状态量有金具温度、微风振动等。
3）绝缘子串类：主要的状态量有盐密、灰密、泄漏电流、风偏角等。
4）杆塔类：包括钢管塔、组合角钢塔，主要的状态量有杆塔倾斜、杆塔应力、杆塔振动等。
5）基础类：主要的状态量有基础滑移、不均匀沉降、接地电阻及接地网腐蚀等。
2 输电线路在线检测技术
2.1 输电线路导线温度在线监测技术
导线运行时的温度除了与其载流量有关外，与气象条件、环境温度、日照、风速等紧密相关。现行技术规程规定的导线额定载流量是设定在很差的气象条件下、很高的环境温度、很强的日照、较低的风速等同时出现的条件下，根据导线最大的允许温度（如70℃）计算出的一个理论值，其结果是非常保守的，实际的气象条件大多要好于上述的设定，同时出现这种恶劣气象条件的时机概率则更少。
2.2 绝缘子污秽在线监测技术
目前针对绝缘子在线监测方法主要分为两类，1）非电量测量法：文献[21]提出了一中超声波监测方法，其原理为当绝缘子存在裂隙，超声波进入或穿过绝缘子时，会在裂隙处发生反、折射和模式变换。通过对接收到的超声波进行处理可检测出劣质绝缘子对未开裂的劣值绝缘子检测无效。而且存在着祸合和衰减及超声波换能器的性能问题，并且不能运用于在线监测中。
2）电量检测法，通过无线传输与有线传输相结合，将数据传输到数据总站，运用专家知识和自学习算法对各种统计值进行综合分析，对绝缘子的积污状况作出评估和预测。
系统采用低功耗设计，可以在阴雨天气下连续工作30天；在数据采集模块，采用先进的集流环从绝缘子串的最后一片绝缘子上采集电流，使用模拟滤波和数字滤波后分两路分别采集泄漏电流和脉冲频次，采样速率可达100kHz，分辨率达到10pA；在中央处理模块，使用了TI公司的高速DSP-TMS32OF2812作为系统的CPU，选用了SM的Flash-AT45DB081B来存储系统参数和数据，可以保证在通讯中断时，保存30天的数据不丢失。在监控中心，接收数据后，通过友好的人机界面展示数据，在数据库中保存数据，通过专家分析系统作出历史数据曲线用以分析绝缘子状态，同时还设定了为筹备浙江省以及全国绝缘子在线污秽监测信息中心预留接口。
2.3输电线路电晕损耗在线检测技术
对线路电晕损耗的测量方法，有高压电桥法、低功率因数表法、首段电阻法和耦合天线法等，但都比较不方便或者误差比较大或实用性不太强。该方法既适用于空载和有载输电线路，又实用于交流和直流输电线路；对于测量电晕损耗有一定的可行性和实用性；但是方法比较复杂，且检测误差还需要不断完善与改进。
2.4输电线路带电检测技术
输电线路带电检测技术包括：紫外检测技术、红外检测技术、超生波检测技术和电场法等技术。
3 输电线路在线检测系统
输电线路在线检测系统可由输电线路绝缘子污秽在线监测系统、输电线路氧化锌避雷器在线监测系统、输电线路覆冰预警检测系统、输电线路等子系统组成，然后经数据采集系统、后台监控系统、诊断分析和系统预测以及控制中心处理系统等操作实现对输电线路状态参数的实时检测。
覆盖冰雪在线监测的技术主要有两个：一是根据线路导线覆冰后的重量变化以及绝缘子的倾斜、风偏角进行覆冰荷载（覆冰厚度、杆塔受力、导线应力等）计算，直接与线路设计参数比较给出报警信息；二是采用现场图像对线路覆冰雪进行定性观测和分析。建议可将覆冰荷载计算和图像结合起来，这样可提高覆冰雪的监测精度。
4 总结
架空输电线路发展迅速，使用设备的数量也急剧增加，造成巡视、检修工作量增加，而现有的运行维护策略已经不能满足这一需求，因此对其实施科学的运行维护策略一在线监测势在必行。
参考文献
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[2] 王昌长，李福祺，高胜友. 电气设备的在线检测与故障诊断[M]. 北京清华大学出版社. 2006.
[3] 于钦刚. 数字化线路研究与应用仁[Z]. 院士论坛中国电力发展和技术创新，2008.
[4] 刘畅. 输电线路在线检测技术研究[D]. 保定：华北电力大学，2010.
[5] 杨勐i. 高压输电线路在线监测系统的设计与研究[D]. 北京：北京交通大学，2011.
作者简介：
输电线路在线监测篇4
【关键词】高压；输电线路；在线监测
中图分类号： TM7 文献标识码： A
1. 输电线路在线监测技术的主要内容
输电线路在线监测技术随着传感器技术以及通信技术的不断发展已经有了质的飞跃，很多在线监测装置涌现出来，为电网的安全可靠运行贡献着力量，对输电线路在线监测技术进行总结，主要包括以下几个方面：
1.1 对输电线路上覆冰的在线监测技术。这一监测系统能够对导线的覆冰情况进行实时监测，通过相应的后台诊断，提前预测线路的冰害事故，及时向相关管理人员发出信号。该系统的工作原理可以从两个方面进行描述：一是对线路拉力进行监测，将拉力传感器安装在绝缘子串上，对受力状态进行测量，并且综合环境的温度、湿度等因素，将所有数据送到后方的监控中心计算分析，得出线路的冰情预报；二是对导线的倾斜角和弧垂进行监测，同时结合线路其他参数和具体的气候条件，计算出导线覆冰后的重量、平均厚度等数据，判定出覆冰的危险等级。
1.2 对输电线路气象以及风偏的在线监测技术。该系统能够为线路的设计和风偏的校验提供有力的实测依据，设置了相应的预警系统，运行部门可以及时的采取适当的风偏防范措施，寻找到放电的故障点；检测中心能够检测到线路所在地区的气象条件，有利于风偏计算方法的完善。同时，该系统能够为设计标准的制定提供技术数据，它是通过在绝缘子串上安装角度测量系统，并且结合线路的实测数据综合对风偏状态做出判断的。
1.3 对输电线路塔杆倾斜的监测技术。地面出现裂缝、山体滑坡、地震等灾害会引起线路塔杆的倾斜，威胁着输电路线的安全。杆塔倾斜监测报警装置的出现很好的实现了对运行塔杆倾斜情况的实时监控，这一装置已经在很多的输电线路上投入使用，并且多次起到了缺陷发现和及早预防的作用。在高压线路的塔头处有严重的无线电干扰，在一些山区中通信信号薄弱，我国正在大力开展高压塔杆倾斜检测报警装置的研究。
1.4 对输电线路舞动的监测技术。在外力作用下，输电线路会不可避免的出现舞动现象，一旦舞动程度过大，将会对线路造成损害，导致金具的断裂和导线落地，金属部件变形，最终迫使大面积的停电，因此，对舞动在线监测技术进行研究具有重要意义。其监测原理为：依据具体的档距和线路情况，在相应的位置安装适量的导线舞动监测仪，对加速信息进行采集，根据相应的公式对线路的基本信息进行计算分析，判断出线路是否发生了舞动危害，同时，在必要的时候给出报警信息。
1.5 对输电线路视频进行监控的技术。为了能够及时的发现对线路安全运行造成威胁的动作，在一些人口较为密集的居住区和交通繁忙的地带安装视频监视器是有效途径之一。同时，这一视频监视器还能实时记录下线路的覆冰情况。该系统运用了较为先进的数字技术，可以全天候监测输电线路的运行状况和其所处环境，但是，该系统目前的数据传输量较小、无法做到完全自由的控制，还常常出现装置失灵的问题。
1.6 对输电线路绝缘子污秽的监测技术。对于污秽度的在线监测来说，通常采用的方法是停电测量，通过对光能参数的检测，计算出传感器表面的盐分，从而得到绝缘子表面的盐密度；对于泄漏电流的在线监测来说，由于绝缘子表面的泄漏电流能够综合的反映出电压、污秽以及气候等因素，可以通过对泄漏电流的测量了解绝缘子污秽程度。泄漏电流是沿面形成，通过引流卡和电力传感器的实时测量，借助相应的信号处理单元，计算出泄漏电流的统计值，将数据传到总站，综合评估和预测绝缘子的积污状况。
2. 在线监测技术在高压线路中的应用
2.1 基本要求及使用范围
将在线监测技术应用于高压输电线路上具有十分重要的意义，为了对这一技术进行规范，同时也为高压线路的在线监测系统的设计提供合理依据，应该对相应的监测装置提出要求：监测装置不能对线路的电气和无线电干扰的基本要求；监测装置不能对线路的机械性能造成影响，不能给系统的结构带来隐患；在装置的安装上应该考虑到运行人员的作业，遵从简单、方便和可靠的原则；要保证监测装置能够长期稳定的运行于高压线路上，具有抵抗高压线路电磁场的能力，能够应对各种恶劣的天气；在数据的传输方式上要符合相关标准，为数据的统一管理提供方便。在应用范围上，应该以突出重点和体现差异为原则，在重要的交叉跨越地点、山区中的较长耐张地段、容易出现覆冰现象的区域应该安装在线监测装置，并配合使用视频监控设备；应该在煤矿采动影响区安装必要的杆塔倾斜监测装置，对杆塔的倾斜情况进行实时的监控，防止线路事故的发生；在容易引起舞动的区域应该安装舞动监测装置，同时注意对相关资料的积累；在污秽严重的地区应该安装绝缘子污秽监测装置，对线路的污区数据进行累计，建立污秽数据库，并及时更新，建立专家诊断系统。
2.2 高压在线监测管理平台从经济效益角度出发，为了节约资金，合理利用监测数据，建立在线监测管理平台，实现数据的集中处理是非常重要的，对这一管理平台的特点进行总结有：（1）应该具有标准的数据接收方式。我国当下的在线监测产品研发依然处于初级阶段，还没有形成一致的标准，出现了各种数据格式、通信协议以及判断标准，在市场的自由竞争环境下，很多厂家对技术实行保密管理，这对于数据接收方式的标准化来说是一大障碍。管理平台系统首要解决的问题就是数据接受的统一；（2）数据应该具有统计的功能。基于在线监测信息的采集查询，平台系统能够统计各类数据，并能对这些数据实现简单的分析，在统计报表中不仅包含有监测的数据，还包括报警信息的各类报表；（3）对输电线路的运行状态进行合理预测。在线监测数据中心可以积累输电线路的状态数据，通过相关的专业理论和技术预测导线的疲劳寿命、覆冰生长以及导线的温度等；（4）对输电线路的运行状态进行合理的预警。比较预测结果和运行状态的预警阀值，通过短信、邮件等预警方式实现在线监测功能，图1 给出了报警的基本流程图，它使得运行人员能够及早的了解到事故，预先做好处理措施。
结语
在线路的运行中，保证高压工程的可靠性是非常关键的，对线路实施在线监控是主要的技术手段。本文针对输电线路的在线监测技术，对其在高压输电线路中的应用进行了研究，首先对输电线路在线监测技术的主要内容做了总结，重点就在线监测技术在高压线路中的应用进行了分析。
参考文献：
[1] 何耀佳，刘毅刚，刘晓东，等.高压输变电设备绝缘子等值盐密的在线监测[J].电力设备，2006，7(12)：22- 25.
[2] 黄新波，陈荣贵，王孝敬，等.输电线路在线监测与故障诊断[M].北京：中国电力出版社，2008.
输电线路在线监测篇5
【关键词】输电线路 微风振动 在线监测技术
在输电线路实际运行过程中，微风振动属于比较常见的一种现象，这种情况的发生，不但会影响输电线路实际运行，并且会产生较大危害，因而对微风振动进行有效监测也就十分必要。在输电线路微风振动中，在线监测技术的应用可得到较好效果，而在线监测技术的应用依赖于在线监测系统。下面就微风振动危害、计算方法及在线监测技术进行分析，从而为更好应用在线监测技术进行更好应用。
1 输电线路微风振动产生的危害
在输电线路实际运行过程中，为能够避免出现微风振动情况，往往会在线路上设置防振锤，然而，若防振锤安装失当，反而会导致出现相反效果。由于防振锤过多装设，必然会导致下线路上增加集中荷载，最终所造成结果就是在防振锤的夹头部位会有振动死点出现，引起断股情况出现。对于输电线路振动而言，其会导致绝缘子老化有所增加，这主要是因为，在线路出现振动的情况下，绝缘子及其所连接金具会共同发生振动，这种振动所导致结果往往就是金具零件出现松动，并且杆塔零件出现损坏，最终导致绝缘子出现老化。此外，由于杆塔基础稳固性比较差，其拉线受力不够均匀，导致杆塔、线路以及拉线系统形成弹性系统，在输电线路有振动发生时，其振动频率可能会接近杆塔振动自然频率，从而有共振现象形成。对于横担及吊拉杆而言，在受力情况下出现振动，不但会导致固定螺栓出现松动，并且还会使材料疲劳损伤程度有所增加，尤其是这些材料内容有问题出现时，很可能会导致折断事故出现，产生较大危害。
2 输电线路微风振动测量方法
在输电线路实际运行过程中，对于悬线夹口位置而言，其导线受力情况相对而言比较复杂，其受力主要包括静拉力以及由此而出现的下层股线受到上层股线所产生压力，另外，在出现风振的情况下而造成交变弯曲应力出现，同时对于不同股线间想接触部位而言，由于反复弯曲会造成有切向力产生。
对于输电线路导线而言，由于有层间及股间滑移情况存在，因而线股所受到动完应力相对而言也就有所减小。然而，由于导线滑移动受到各个方面因素影响，并且这些因素之间也会产生相互影响，最终会导致滑移表现出非线性特点，导致其对动弯应变所产生影响也比较复杂。在实际测量过程中，若不对导线滑移进行考虑，将其作为刚体对待，则对于中心线至最外层股线边缘之间的相关距离而言，其应当为导线半径，若对股线之间摩擦不进行考虑，则中心线至最外层股线边缘之间距离应当选择线股半径。在实际计算过程中，这两种情况均会导致一定偏差出现，要因而将系数k引入，在此基础上可对线路微风振动情况进行更加准确计算。
3 微风振动监测终端设计
3.1 系统结构设计
对微风振动监测终端而言，其主要作用就是监测夹头弯曲幅度，因而在系统中的主要设备就是悬臂梁式传感器。在传感器经过校准之后可在线夹上进行固定，另外一段与滚轮连接，该滚轮与导线之间接触十分严密，从而可使导线在发生振动情况下传感器也出现相应变化。导线上有圆柱状仪器外壳，该外壳由线夹进行支撑，其组成主要包括微处理器、电子电路以及电源与射频通信单元。射频天线在仪器外壳表面进行安装，从而可使仪器传输能力得以增加。
3.2 硬件电路设计
在监测终端中硬件电路属于十分重要的组成部分，其构成主要包括五个部分内容，即传感器与信号采集单元，还包括数据处理单元，此外还有电源模块与RF无线通信模块。对于该监测终端而言，在实际运行及工作过程中，在测量导线完全幅度方面所利用的主要就是悬臂梁式传感器。在监测终端系统中，传感器与导线两者间严密接触，在导线有弯曲情况出现时，在传感器中必可避免地会出现一定挠度变化，在利用自身应力的基础上，传感器可判断弯曲幅度，从而可将导线弯曲的实际幅度获得。对于悬臂梁式传感器而言，其技术参数主要包括内容如下：其幅度测量范围在0-3mm之间，其频率测量范围在0-160Hz之间，在实际工作中的温度范围为-40℃-85℃之间，在频率综合误差在5%之内，温度对于灵敏度影响在0.02%之内，并且对于零点影响在0.02%之内。
对于监测终端而言，由于其在导线上进行安装，选择电池供电方式，对于设备功耗具有一定要求，不可过大，在遵循这一指导原则的基础上，监测终端的中处理器为F1611单片机，并且利用负载开关对传感器以及射频芯片供电进行控制。在装置对相关处理数据进行采集过程中，将传感器电源打开，在发送数据时将射频芯片电源打开，在数据采集以及数据发送完成之后，则会转变为低功耗模式。通过实践应用及相关实际研究而言，在全速工作状态下，监测终端的总电流可达到15mA，在休眠状态下其总电流可达到0.2mA，这一低功耗要求相符，因而在实际应用过程中可得到比较理想的效果，能够较好对微风振动情况进行监测，为更好保证输电线路的较好运行奠定基础。
4 结语
在输电线路实际运行过程中，微风振动已经逐渐成为影响线路正常运行的一项因素，会有较大危害产生。因而，在输电线路实际运行过程中，相关工作人员应当对微风振动问题加强注意，对在线监测系统及技术进行较好应用，从而更好监测微风振动情况，避免输电线路正常运行受到影响。
参考文献
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[3]黄新波，赵隆，舒佳，吉树亮，张亚维.输电线路导线微风振动在线监测技术[J].高电压技术，2012（08）.
作者简介
李克明（1984-），男，山东省泰安市人。大学本科学历。高级工程师。研究方向为电网安全。
作者单位
输电线路在线监测篇6
关键词：输电线路；可靠性；在线监测
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0099-01
输电线路是电力工业发展的物质基础，分为架空输电线路和电缆线路。输电线路的安全可靠运行，对于地区稳定供电、高质量供电以及保证国民经济健康有序发展，都有着重大的社会意义与经济意义。输电线路的主要作用是输送电能，为各个地区提供电力供应，是电力系统的输送环节，电能损耗小，经济效益高，为电能的输送提供了重要支撑。但是，输电线路的运行环境却并不是很理想，因为输电线路一般都暴露于大气中，很容易受到气象和冰雪、大风、雷电、污秽等恶劣环境的影响而引发故障。目前，对于输电线路维护工作，也十分棘手，存在巡视困难、维修不便等因素。准确检测输电线路的状态特征量，及时发现输电线路的故障，为线路的检修赢得宝贵时间，对于保证输电线路的安全、提高输电线路的可靠性都具有重要意义。
1 在线监测概述
输电线路在电力系统中起着重要的作用，但其安全可靠运行一直是人们关注的热点。我们知道，输电线路的走线距离较远，输电网络覆盖广阔，其中不乏地形复杂、周边环境恶劣的地方。从近几年的欧美大停电、印度大停电到2008年中国南方罕见的冰雪灾害都证明了输电线路的脆弱性。正是由于输电线路的这个脆弱特性，因此很有必要对输电线路采用线路巡视的方式，提取输电线路的运行参数，及时掌握线路运行的状况，发现设备缺陷和隐患。目前，实际运行中的输电线路运行维护方式主要采用传统的人工巡线方式。这种方式对于输电线路的监测有一定的作用，如果发现及时，可以避免发生较大的输电线路故障。但是一旦出现人工失误，将极有可能导致输电线路故障，并且不能实现实时的在线监测。因此，为了实现输电网络安全稳定运行，在技术上，应采用先进的输电线路运行状态在线监测技术和先进的离线监测设备，建立监控中心，为实现从“周期巡检”到“状态检修”的转变提供信息收集、分析处理及设备评估等技术支持。在管理上，需转变生产管理模式，提高管理效率，为技术的效益转化提供人工管理支撑，实现技术效益最大化。
2 输电线路在线监测系统设计
输电线路在线监测系统安装在输电线路运行现场，通过监测相关的状态信息，实现输电线路故障预警，可提高输电线路运行可靠性、保证供电稳定和供电质量。它可以实现对高压输电线路实时监测的设计目标，满足输电线路的在线监测要求。设计的在线监测系统采集的主要运行状态参数有导线舞动参数、导线温度、导线风偏、覆冰程度、绝缘子污秽程度、绝缘子泄漏电流、绝缘子风偏等，真实反应输电线路及杆塔的周围环境。系统在与用户交互方面，它可以从设备情况、监测量、时间段等多个角度采用多种形式的图表对监测数据进行展示，实现分主题的监测数据浏览方式，给用户提供人性化和实用化的监测体验。此外，系统在实现监测数据对比、统计等功能的基础上还提供了高级计算、预测功能。本文设计的输电线路在线监测系统主要包括以下监测子系统。
2.1 绝缘子污秽监测子系统
输电线路的电量参数可以很好的反映其运行状态，如绝缘子表面泄漏电流和电晕电流等电测量参数的变化与污闪的发生过程就有着非常密切的关系。对于不良绝缘子，其绝缘电阻相对于正常绝缘子偏低，其泄漏电流在绝缘子表面和内部都流过，泄漏电流比较大，绝缘子污秽监测子系统可在线监测绝缘子泄漏电流变化过程，通过在线监测数据回传系统，可通过泄露电流值、放电脉冲数及气象参数得出污秽发展趋势，实时显示被监测绝缘子的污秽状况，实现污闪预警。
2.2 输电线路导线舞动在线监测
导线舞动是指导线在垂直平面以几分之一赫兹的低频和高振幅的振动，其振幅最大值可达初始弧垂值的数量级，它的摆动幅度较大，摆动时间也较长，极易导致线路间故障，如导线短路、相间闪络等，严重时可导致导线烧伤。因此，导线舞动的在线监测对于输电线路安全运行具有重要意义。该系统的检测量可以充分反映输电线路的运行状态信息，此外，还具有实时特性，可为运行维护人员发出警报，赢得足够的维护时间，提高输电系统运行可靠性。
2.3 输电线路导线温度监测子系统
温度是众多与电相关的产品中一个不可忽略的因素，同样，在输电线路中，导线的温度是影响输电线路安全稳定运行的重要因素，导线温度的在线监测对于判断输电线路的运行状态具有重要的参考价值。
在日常运行中，导线的温度和众多因素有关。如日照、风速、载流量等。目前，按照现有的技术规定，其考虑了较为恶劣的运行环境，给出的理论温度界限相对于实际运行情况而言是偏保守的。如果运行调度人员仅仅依据现有的技术章程来确定导线的运行容量，其稳态输送容量值的估计也是偏保守的。鉴于此，很有必要结合当地实时的气候状态，实时的监测导线运行温度，通过导线温度在线监测子系统的算法进行分析和计算，确定导线的实时动态载流量，并依此为输电线路输送容量依据，科学合理的确定输入容量等级，充分挖掘输电线路的输送能力。
该温度在线监测子系统可以协助确定出最接近导线实际输送能力的容量等级，能够在一定程度上缓解电力供应紧张。
2.4 输电线路覆冰在线监测子系统
在一些气候恶劣的高原地区，输电线路的覆冰可能性较大。输电线路的覆冰对于电力系统的安全稳定运行存在很大地安全隐患。
常见的输电线路覆冰有雨凇、雾凇、冻雨覆冰等，并不是每一个线路都有可能覆冰，它主要与当地的气候条件有关。影响输电线路覆冰的主要因素有空气湿度、气温等。覆冰的气温条件为-8～0 ℃这个区间，空气湿度为90%以上，当温度与湿度条件都具备时，风速的大小和风向成为决定覆冰厚度的重要参数，最适宜覆冰产生的风速一般为2～7 m/s。条件看似苛刻，然而，在输电线路经过的众多地区，这几个条件恰好可以满足，因此研究输电线路覆冰的在线监测具有重要的现实意义。覆冰首先在导线迎风面产生，当迎风面达到某一覆冰厚度时，在不平衡重力的作用下产生扭矩，使导线发生扭转，从而使导线的另一侧成为迎风面而产生覆冰，如此反复多次后在导线上形成圆形或椭圆形的覆冰。
输电线路覆冰在线监测系统可以很好地监测输电线路的覆冰情况，其监测数据可为输电线路的维护检修提供决策依据，减少覆冰对输电线路造成的损坏。
3 结 语
输电线路的安全稳定运行是电力系统可靠性的一个重要方面。输电线路在线监测系统对于保证输电线路的可靠运行，提高电力系统可靠性具有重要意义。本文首先阐述了输电系统在线监测的理论依据，研究了其运行环境特性，最后从绝缘子污秽、导线舞动子系统等方面给出了输电线路在线监测系统的设计组成。本文研究成果可为电力输电线路的在线监测系统研究与构建提供理论指导。
参考文献：
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输电线路在线监测篇7
输电网络覆盖广，所处地段位置复杂，环境比较恶劣，巡线非常困难，维护工作量大。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洗那里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，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。
【关键词】输电线路 在线监测 技术 覆冰 稳定性
1 输电线路在线监测的内容
目前，输电线路的在线监测内容主要有：与监测导线信息相关的包括了监测导线风偏、监测导线温度和损伤、监测导线张力、监测绝缘子表面污秽等；与监测杆塔信息相关的包括了监测杆塔变形及倾斜、监测杆塔塔身应力等；与自然现象引起的线路信息相关的包括了雷电活动导致的线路低压、绝缘闪络，监测到的线路接地故障等。
输电线路在线监测系统的构成分为线路数据采集模块、线路设备监测子站模块、线路总数据汇集点模块、监测后端平台模块等几个部分。送至线路设备监测子站模块的数据是由线路数据采集模块所采集到的线路运行信息，多个子站接受到的线路运行信息将在数据汇集点模块汇总并通过有线的方式或者无线的方式将线路信息送至监测后端平台，供监测人员观察分析，以便确定设备是否需要维护。
2 常用的输电线路在线监测技术
2.1 输电线路覆冰在线监测
覆冰在线监测可以实现对线路上覆冰状况的有效监控，收集数据后对数据进行快速分析，提前预测冰害事故，并及时发送预警信息，降低冰闪、断线、倒塔等事故发生率。覆冰在线监测系统经过多年发展，技术上已较为成熟，按照探测原理不同可以分为两种类型：
2.1.1 对线路张力进行检测
这种方式是将张力传感器安装在绝缘子上，传感器不但可以采集导线覆冰后的受力参数，而且能够同时将环境温度、湿度、风度、风向等数据一同录入，再将数据用人工智能系统进行处理，综合分析出线路状态与覆冰程度，超出警戒值即发出预警。
2.1.2 对导线的几何参数进行检测
这种方式通过测量导线的弧垂、倾斜角等数据来估算导线状况。现在工程上通常使用状态方程这一数学工具对输电线路的受力状况进行描述，只需将倾斜角度、弧垂、气象环境参数等数据输入，就可以倒推演算出导线的覆冰重量、覆冰厚度等，能够帮助评定覆冰危险等级。
2.2 输电线路气象和导线风偏在线监测
这套系统可实时监测环境风速、风向、温度、绝缘子串和导线对地夹角大小等数据。有关部门根据预警信息制定相应的风偏预防措施，也能够准确定位放电故障点的位置；通过传感器传回监测中心的气象数据资料，结合绝缘子串和导线对地实际夹角，进一步完善风偏算法；同时还可以将线路杆塔上的风压不均系数、导线摆幅、瞬时风速等数据汇总到数据库，通过对数据的分析，改进设计标准，使之符合当地实际情况。实际操作中，可以将角度传感器设置在架空线上，结合当时的风速、温度，计算出导线风偏。
2.3 输电线路绝缘子污秽监测
2.3.1 污秽度监测
目前的污秽检测手段，在测量绝缘子表面的灰密、等值附盐密度时，需做出停电操作。为解决这一问题，国内外的研究者推导出了光纤传感器的光场分布与绝缘介质表面含盐量之间的换算公式，通过对光能参量的测定与处理，可间接计算出传感器表面盐分含量，从而准确评估出对绝缘子的表面盐密值。
2.3.2 漏电检测
泄漏电流能够表征电压、气候参数和污秽度三种参数，该参数是绝缘子污秽程度的重要参考值。泄漏电流一般会沿介质表面形成，将新型的泄漏电流传感器安置在绝缘子的高压端，就能够得到泄漏电流的实时数据，信号处理单元将电信号转变为数字信号，并通过相关运算模块对泄漏电流的均值、峰谷值、振幅、最大电流脉冲数进行计算，最后使用无限线信网络把数据输送到数据总站，专家系统对数据进行综合分析，判断绝缘子积污状况。绝缘子的结构参数，污秽物化学组分，气象条件也需要长时间的数据积累。
2.4 输电线路杆塔倾斜监测
全球移动通信系统（GSM） 结合相应的监测技术，可以监控杆塔状况，预防杆塔倒塌。该系统在220kv 以下的输电线路中得到了重要应用，对于杆塔变形、基础移位等缺陷能进行准确判断，保障输电系统的安全。特高压线路多建设在偏远山区，通讯信号经常受到无线电严重干扰。为此，国家电网公司专门组织了杆塔倾斜度监测GSM 系统的研制工作，且已初步取得成效，为杆塔倾斜监控提供了良好的技术保障。
2.5 输电线微风振动监测
微风振动使得导线产生交变应力，是产生疲劳断股的主要原因。微风振动对线路的影响循序渐进，具有很强隐蔽性，外观特征不明显，相关的测量工作能为仿真设计提供较好的现场数据。微风振动检测系统具有采集精度较高的振动监测仪，可以对导线相对线夹的弯矩值、频率、环境温度湿度、风向风速进行测量，结合导线力学性能资料，分析在微风振动下的导线寿命。
2.6 导线舞动监测
导线舞动造成导线断裂、塔材变形，引发停电事故。导线舞动在线监测仪能绘制出易舞动线路分布图，为线路设计提供重要依据。实际中根据档距和其它参数，在某一档距内的导线上设置大量传感器，对X、Y、Z三个方向的加速度进行测量，结合线路本身参数，建立数学模型，分析舞动危害等级，在事故发生前预警，谨防倒塔、短路等灾害事故。
3 输电线路在线监测技术需解决的问题
3.1 在线监测技术标准化问题
输电线路在线监测实现监测设备的常态化，要判断被监测设备的检修情况，还需要相关的经验与数据。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数据进行检验。另外，制定不同输变电设备的报警值范围。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测数据诊断标准中。
3.2 输电线路在线监测技术稳定性方面的问题
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感器、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方面还存在问日。输电线路在线监测装置稳定性成为其是否能推广的关键，另外，还涉及到电路涉及、传感器技术、无线通信等多个方面的技术性问题。
参考文献
[1]李庆先.浅析高压输电线路的防风技术[J].科技致富向导，2011（06）.
[2]王平平，杨慧.基于取能电源的输电线路状态在线监测系统[J].重庆电力高等专科学校学报，2010（08）.
作者单位
输电线路在线监测篇8
以前，输电线路检查主要靠运行人员周期性巡视，虽能发现设备隐患，但由于本身的局限性，缺乏对特殊环境和气候的检测，在巡视周期真空期也不能及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。因此，线路在线监测系统应用而生，其通过无线(GSM／GPRS／CDMA)传输方式，对输电线路环境温度、湿度、风速、风向、盐密度、泄漏电流、覆冰、雷电流、周围施工情况、杆塔倾斜等参数进行实时监测，提供线路异常状况的预警，通过对线路各有效参数的监测，能够提高对输电线路安全经济运行的管理水平，并为输电线路的状态检修工作提供必要的参考。
2系统工作原理
系统由两部分组成，分别是数据采集前段(太阳能接收板、通讯系统、采集系统、抗干扰系统等)和后台收集系统组成。采集前段是一台高性能的嵌入式计算机，其主供电源为太阳能接收板，可以全天候作业。通过预先设定的程序定时对周围的各种数据。比如温度、湿度、风向等进行分析收集，视频探头可以不间断对周围环境进行实时监测，前台系统对所收集数据进行处理后，通过无线(GSM／GPRS／CDMA)传输方式可以及时传输至后台控制中心。后台接受终端可以对所收集的相关数据进行分析，根据分析结果有针对性地对相关杆塔采取防范措施，降低线路事故的发生。
3输电线路在线监测系统的组成
该系统可以采取积木式结构，针对不同地理环境和气候监测不同的线路参数，监测中心服务器采取统一的软件平台，便于综合分析、比较。现对常用的几种监测仪进行分析：
3.1微气象监测系统输电线路由于其分散性特点，所处环境变化较多，极易由风偏、雷击、污秽等引起线路故障，特别是局部环境的变化及时掌握更需要在线数据的监测。
微气象监测系统主要对输电线路走廊微气象环境数据进行在线监测等，能将所测监测点温度、湿度、风速、风向、气压、等气象参数及严密数据进行分析。通过定期数据传送，使线路技术人员根据数据曲线能及时掌握线路运行环境的气候变化规律，以便采取相应的措施(比如：雷区安装氧化锌避雷器、污秽区采取调爬等)防止线路发生停电事故。
3.2无线视频监控系统
由于经济发展，各种建筑施工改造频繁。另外处在荒郊野外的杆塔线路极易受到外力的破坏，由此引起的线路跳闸事故逐年增加，传统的巡视方式已不能满足现有的安全需求。
因此，在电力行业，急需一种有力的监控、监测手段对输电线路周边状况及环境参数进行全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。架空输电线路危险点远程监控系统采用先进的数字视频压缩技术，通过无线通讯实时将线路周围情况传至后台监控中心，并可设置程序对危及线路安全的行为进行报警。采取红外探测技术对输电线路高危地区杆塔进行全天候监测，将事故隐患及时消除。有效地减少由于线路周围建筑施工等外力破坏引起的电力事故。在巡视人员不易到达地区，大大减少巡视次数，为输电线路的巡视及状态检修开辟了新思路。
系统软件强大的查询、比较、分析功能。可及时了解设备及环境变化信息，为事故预防及事后分析提供事实依据。3.3输电线路覆冰监测
通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动监测站。通过在线测量绝缘子垂直负荷的变量，建立在一个垂直档距单元内导线自重、风压系数、绝缘子倾斜角、绝缘子垂直负荷和导线等值覆冰厚度的数字模型。适时检测在一个垂直档距单元内等值覆冰厚度的变化，在根据线路设计标准，为用户提供预警值。还能够对现场的覆冰情况进行扪照，通过GPRS／CDMA无线通讯网络将照片、环境参数传往监控中心，在监控中心即可随时掌握线路的覆冰情况。通过对照片的比较分析可判断积冰速度，综合各种气象条件，作出相应的处理措施，防止大范围停电事故的发生。
3.4杆塔倾斜仪
由于一些朴塔处在采空区和易冲刷地段，为防止由于杆塔倾倒而引起倒杆断线事故的发生，就需要及时掌握杆塔倾斜发展情况，以便及时采取相应的措施。
杆塔倾斜仪通过自身设备，程序设计传输时间间隔，定时将朴塔顺线路及垂直线路方向的倾斜角度数据传输至后台控制中心，通过对传输同数据的曲线分析，可以及时判断杆塔倾斜的发展趋势，在达到报警状态时及时处理，是矿由开采及雨水朴刷较多地区进行在线监测的一种有效手段。
3.5输电线路防盗报警系统
输电线路近年来被盗事件逐年上升，据不完全统计，中国由于塔材被盗、导线被割引起的经济损失达上亿元之多。由于输电线路分散在野外，距离长、分散性大，一直以来没有有效的安全防范措施。
在电力线路上安装一种探测器，此探测器主要感应振动和热能，当有人靠近杆塔进行偷盗时，仪器感应发出报警，通过无线网络短信传送至相关人员手机上及信息中心。同时还可根据需要开发图像功能，在启动报警同时。启动图像功能将图像传至监控中心，保留相关视频已做为犯罪证据以供警方确认。
4项目意义
