输电线路在线监测的工作研究

输电线路在线监测的工作研究

吴晴光

揭阳供电局广东揭阳522000

摘要：输电线路在线监测是指直接安装在输电线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量、传输和诊断系统，本文通过对输电线路状态监测参数的分析，可及时判断输电线路故障并提出事故预警方案，便于及时采取绝缘子清扫、覆冰线路融冰等措施，降低输电线路事故发生的可能性，可以有效提高输电线路运行安全性和可靠性。

关键词：线路、监测、应用、措施

1、背景

19世纪中旬，电开始真正进入人类社会生产，自此之后，电力应用便逐渐蔓延开来。到上个世纪50年代左右，我国电力发展基本形成规模。20世纪90年代开始，我国电力进入迅猛发展阶段。然而，随着供电技术装备水平的提高以及人民对电力需求越来越大，传统的定期检修方式已经越来越无法满足电力发展的需要。所以，供电部门必须转变思路，寻求新的电力管理方法—电力线路运行在线监测。

2、工作原理

摄像头采集到的模拟视频信号，如塔基环境、线路、塔下作业图像送到无线视频终端，经过数字化、视频压缩编码后，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3GEVDO无线网络、internet网送到视频监控中心，在监控中心上对视频流进行解码，即可看到摄像头拍摄的现场视频画面。具体为，通过远程数据图像采集器从CCD摄像机采集模拟视频信号，然后把图像数据进行编码和压缩成为数字视频数据。最后利用GPRS/EDGE/CDMA1X/3GEVDO无线传输模块将图片及现场数据以IP包的方式发送到图像数据监控服务器。图像数据监控服务器和图像数据监控客户端分别是装有远程图像监控服务端软件和客户端软件的PC机，它们都连接在互连网络上。由于远程数据图像采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像和设置监控参数都是通过服务器来中转的。监控中心通过图像数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片、等数据进行分析比对，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保高压线路的安全运行。

3、应用

3.1导线温度及动态增容在线监测系统。

目前增容方法主要有静态提温增容技术和动态监测增容技术两种。静态提温增容技术是指突破现行技术规程的规定，环境温度任按+40℃考虑，线路上的风速和日照强度完全符合规程要求，将导线的允许温度由现行规定的+70℃提高到80℃和90℃，从而提高导线输送能量。动态监测增容技术是指在输电线路上安装在线监测分机，对导线状态（导线温度、张力、弧垂等）和气象条件（环境温度、日照、风速等）进行监测，在不突破现行技术规程规定的前提下，根据数学模型计算出导线的最大允许载流量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送能量。

3.2输电线路远程可视监控系统。

目前可视监控系统分为图像和视屏两类，受监测分机工作电源功率、通信费用等限制，大多采用静止图像进行线路状况判断，例如导线覆冰、洪水冲刷、不良地质、火灾、通道树木长高、线路大跨越、导线悬挂异物、线路周围建筑施工、塔材被盗等，利用GPRS网络进行图像数据传输。

3.3输电线路绝缘子污秽在线监测系统。

目前大多采用绝缘子泄露电流进行绝缘子污秽的判断，现场运行监测分机实时、定时测量运行绝缘子串的表面泄露电流，局部放电脉冲和该杆塔外部环境条件等，通过电缆或GSM、GPRS、CDMA、3G通信模块发送至监控中心，由专家软件结合报警模型进行污秽判断和预报警。已经建立的模糊神经网络方法、多层前项BP神经网络方法、多重回归方法、灰关联系统理论、基于小波神经网络方法等专家诊断模型，在很大程度上提高了绝缘子污秽和电气绝缘判断精度。

4、存在问题

4.1理论模型适用性

风偏监测、应力覆冰监测、导线金具温度监测等均建立在既有经验公式和数学模型上，基于计算数据进行预警预测，这些理论模型与运行实际符合度还存在较大差距。今后需要对导线风偏、舞动、覆冰相关基础理论做更加深入的研究，使监测结果与运行实际更加接近，实现更精确的报警预测。

4.2野外监测设备能量供给适应性

野外由太阳能、蓄电池提供电源供给，一般可实现全天候免维护持续的电源供给，线路的巡视周期相对较长，要求在线监测设备在无人维护的相当长时间野外工作环境下稳定工作。电池及各种监测设备在野外温差较大、风吹日晒、雨雪等天气条件下，性能和寿命均受影响。尤其设备在恶劣环境下的适应性和正常工作问题，将是急需解决的问题。

4.4数据传输通信问题采用

采用GSM/CDMA网络,传输带宽受到限制,需要将传输信息打包并切割成小块,分批发送。对于微气象监测、风偏监测等数据采集量很小的在线监测内容来说，带宽可满足需求；对于视频监控，一般只可传输分辨率不很高的照片，每分钟十几张，传输数据还受到信号覆盖盲区、地形阻挡无线信号等的限制。在500kV输电线路运行中。越是高山大岭、人迹罕至、没有信号或信号较弱的地区，越需要安装微气象、线路风偏等在线监测系统。

5、结语

目前及相当长的一段时间内，需要系统深入的不断总结和分析设备状态所积累的大量诊断数据，制定出各种设备、各种自然灾害的诊断标准和使用导则，经过若干年的实践与修订后，再与在线监测结果进行全面的分析对比，才可能计入真正的状态在线监测新阶段。这个漫长过程还需要多少时间，关键取决于在线监测系统的稳定性、精确灵敏度、智能程度及满足工程需要的工艺水平。尽管人们对输电线路状态在线监测因种种原因而持有不同的态度，但像电力系统综合自动化技术一样，它终将成为提高电力行业技术管理水平和大幅度提高电网安全运行水平的高度智能化的第一道防御系统的关键技术之一。