高压线路故障检测系统分析

苗 双

高压线路故障检测系统分析

苗 双

智能电网故障检测系统能快速检测出高压电网的故障点，可以做到实时监控，及时发现故障点，提醒相关人员维护，从而改善了传统电网故障检测完全依靠大量人力物力的局面。

系统背景

高压线路故障检测系统技术源自物联网射频识别技术和温度传感技术的研究，其发展目标是让电网故障的检测做到快速、准确和预防。这一研究应用于智能电网的监控，其原理是通过温度传感电子标签将温度数据无线传输给电脑处理终端，监控软件上面做到对电网的实时监控，从而使传统的人工故障检测长出了“千里眼”，使“高压线路故障检测”计算机成为人的大脑，这一根本性的改变，极大方便了高压电网故障的检测，使智能电网故障检测具有更高的智能化，节省了大量的人力、物力，同时必将全面提升高压电网检测的安全性。

电网既是电力市场的载体，又是关系国计民生、涉及国家安全和社会稳定的基础设施。发电厂和用电设备通过电网连接在一起，构成一个不可分割、协调运行的整体。电网企业、发电企业和电力用户在保证电网安全方面都发挥着重要作用，担负着重大责任。电网事故不仅给电力企业带来损失，更重要的是会对国民经济和整个社会稳定及人民生活造成严重影响，这是其他行业的事故无法比拟的。2008年初的南方雪灾充分证明了这一严酷的事实。当年，雪灾还引起了党中央、国务院领导的高度重视，胡锦涛总书记指出：“有备才能无患，应吸取2008年雪灾的教训，认真研究电力系统安全问题，完善应急处理机制，确保电力生产和输配电的安全”。我们要按照胡锦涛总书记的指示要求，强化管理，深入分析研究电网事故原因，采取有效的预防控制措施，加快高压输电线路绝缘安全预警信息系统建设，建立一个有效的风险防范机制，确保电网安全稳定经济运行。

在电力系统中，电网外绝缘水平不足是导致事故的最主要因素。由于长期经受机电负荷，日晒雨淋、冷热变化等作用，使高压线温度发生变化，如果采取相应的措施就造成了事故的发生。那如何才能时时监控到高压线温度的变化呢？针对以上提出的问题，我公司推出了基于2.4G远距离射频卡“高压线路故障检测系统”解决方案。

图1：高压线路故障检修系统分布形象图

图2：系统元件图

系统组成

高压线路检测系统是以物联网和温度传感技术为基础，用户可以设置某些特定的规则，系统利用故障处温度的变化，通过温度传感器把温度传给电子标签，电子标签把信号发给读卡器，读卡器又通过GPRS把信号传给监控中心，一旦发现监控的节点温度过高，系统能够以最快和最佳的方式发出警报并提供有用信息，从而能够更加有效的协助电力检修人员处理故障，最大限度的降低检修时间和损失。（系统分布图如图1所示）

系统组成元件

高压线故障检测系统是由模块化的设计组合而成，整个系统主要由温度传感标签、GPRS远距离读卡器、太阳能供电设备、报警器、电脑、高压线路故障检测软件组成。（见图2）

主要设备功能

温度电子标签主要功能是实现对高压线路关键节点处的温度监控，温度传感器收集关键节点处的温度，通过电子标签发送给GPRS读卡器。

带GPRS读卡器是一台远距离读卡设备，将读到的温度电子标签的相关数据通过GPRS无线传输到电脑内。

太阳能供电设备是给GPRS读卡器供电使用的，保证GPRS在任何时候都能给正常工作。

报警器是安装在高压线路监控中心的设备，高压线路出现故障后，由电脑发出相关指令启动报警器，提醒相关检修人员及时处理。

电脑是安装高压线路故障检测软件的载体，通过软件将相关数据处理后，告之检修人员高压故障哪里出问题了。

管理软件是用来处理读卡器发送来的大量数据，监控相关数据是否异常，给报警器发出报警指令。

系统功能

高压线路重要节点检测

高压线路重要节点检测可以检测高压线路在运行当中，因电压、电流过大而造成的高压线路过载，从而使节点处的温度过高造成高压线路被烧断。

高压线故障快速定位

高压线故障快速定位可以做到故障发生后1分钟内知道高压线路具体哪个地方温度过高被熔断。

报警功能

当高压线路出现故障后，软件发出相关指令启动报警器，提醒相关检修人员维护。

系统优势

远距离：阅读距离50米以内轻松实现。由于按考勤地点的实际情况，读卡距离可设定。

运行稳定：有源卡阅读距离稳定，不易受周边环境影响。使用频道隔离技术，多个设备互不干扰；

支持高速度移动读取：标识卡的移动时速可达200公里/小时。

高可靠性：环境温度-40℃-85℃内能完全正常运行（MTBF≥70000小时），尤其是在北方低温和南方高温状态下更显优势，可以有效抵抗恶劣环境下空气中的高粉尘和污染物以及阴雨等环境下，能够保证设备正常使用。加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解；

高抗干扰和防雷设计：对现场各种干扰源无特殊要求，满足工业环境要求，安装方便简单。全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费；

超低功耗：使用寿命长，平均成本低，并且对人体安全、更健康，无辐射损害。可配置微波模块工作方式，发射功率可调；

多识别性：可以同时识别200个以上标示，如果现场有多于200个以上的标示，我们也有办法进行处理。

系统应用

以前高压线路故障检测需要大量的人力、物力，单靠电力检测人员很难在复杂的高压电网中检测到故障的关键点，高压线路故障的检测效率非常低，并且给高压线路检修人员增加了生命危险。现在采用高压线路故障检测系统后，系统对高压线关键节点进行监控，及时、高效发现问题，处理突发线路故障，从而大大提高了高压线路故障检修的效率，为社会挽回了巨大的损失。

高压线路故障检测系统具有全线路关键节点检测、全区域检测、线路过载检测、线路节点温度过高检测、线路故障报警等功能。

结束语

由于高压线路故障检测对环境适应性非常的强，能够经受高温、高压、低温天气的考验，目前高压线路故障检测系统已经广泛应用于高压线路故障检测等场所，服务于高压线路检修等应用。

作者单位：苏州木兰电子科技有限公司