输电线路雷电在线监控系统的设计与研发

韩 宝,李 峰,李孟孟,牛中峰,朱玉磊

（邹平县供电公司,256200）

输电线路雷电在线监控系统的设计与研发

韩 宝,李 峰,李孟孟,牛中峰,朱玉磊

（邹平县供电公司,256200）

输电线路大都分布在户外，长期受到雷电等恶劣气候的影响，很容易造成电力事故并引发巨大的经济损失。因此有必要对输电线路进行雷电防护，鉴于此，本文对目前输电线路主要防雷措施进行分析，并根据雷击对电力系统破坏的机理，对输电线路雷电在线监控系统的设计与研发进行深入分析。

输电线路；防雷技术；在线监控；设计

0 引言

输电线路主要用于电流的输送，通常设置在户外，因此容易受到气候、地形等外界条件的影响，尤其是雷电等恶劣气候，当输电线路遭受雷击时，会使导线上的电荷量急剧上升，轻则引起绝缘子闪络，重则导致绝缘子破裂、击穿以及断线，从而直接影响供电设备的安全运行。因此有必要对输电线路进行雷电的在线监测与防护，根据天气等情况及时报警提高线路运行的可靠性和安全性。

1 在线监控系统的架构设计

输电线路雷电在线监控系统主要用于气象条件和输电线路状况的监测，借助现代通信技术进行数据的实时传输，结合专家数据库及时的给出气候和雷电信息，有效地预防输电线路遭受雷击引起的事故。整个输电线路雷电在线监控系统主要由专家软件、省监控中心主机、地市局监控中心主机以及线路监测分机构成，输电线路雷电在线监控系统拓扑结构如下图-1所示：

由图可知，各个线路监测分机负责对气象条件例如温度、湿度、风速以及雨量等信息进行采集，然后再利用全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）以及短信息服务技术（ShortMessageService，SMS）发送至上一层的地市局监控中心主机，通过监测中心可以对这些数据进行分类整理。地市局监控中心主机与省监控中心主机通过局域网（LocalAreaNetwork，LAN）互联，省监测中心可以直接调用地市局监测中心的各项数据，并借助专家软件了解该地区输电线路的运行状况。

2 在线监测系统的功能设计

上文中分析了输电线路雷电在线监控系统由专家软件、省监控中心主机、地市局监控中心主机以及线路监测分机构成，下面我们就对这几大部分的具体设计进行详细分析：

2.1 前端设备

输电线路雷电在线监控系统的前端设备，也就是在线监测分机是信息采集的核心部位，主要负责对输电线路周围环境的温度、湿度、风速以及雨量等信息进行采集。主要设置于户外输电线路上，整体设计采用球形机结构，真空密闭防止户外灰尘吸附产生静电干扰，并且可以有效地降低维护成本。

2.2 信息传输设备

由于输电线路雷电在线监控系统的前端设备大都位于户外，而且受到线路分布广、跨度大、环境复杂的影响，要想将前端设备采集到的数据实时准确的传输到监控中心，就必须借助现代化的通信设备。本文研究的输电线路雷电在线监控系统的信息传输设备主要采用GSM以及SMS，将前端设备采集到的环境数据信息、报警数据信息以及各项视频信息准确、及时的传送至监控中心，实现对输电线路、塔杆情况的在线监测并且实现本地储存。

2.3 后端设备

后端设备是整个输电线路雷电在线监控系统的核心环节，通过专用的服务器以及互联网作支撑，采用网页浏览的形式进行数据信息的查询和维护，管辖区域内的工作人员可以通过计算机实现输电线路雷电防护的现场视频浏览，线路运行维护人员也可以通过计算机定期查看重点防护区域内的雷电预防视频，而且操作更加方便和快捷。

2.4 专家软件

专家软件可以对输电线路杆塔上的气象条件进行实时监测，然后通过对分机的点测、巡测数据进行分析判断，利用建立的数据库对环境温度、雨量、风速、风向等信息分析输电线路区域当前的天气状况，并且提供及时的雷电预警，并且把报警信息以短信的形式发送给输电线路管理人员。专家软件集中了导线应力、绝缘子串倾斜角、风偏角以及环境适度等信息，建立该线路的雷电信息数据库，便于省地市级监控中心的调用和查看。

3 雷电在线监测系统的应用效果

输电线路雷电在线监控系统在线路视频监控方面，由于其供电和信号传输方式的特殊性，需要在正是投入运行过程中借助光缆进行信号传输。该系统可以有效的对温度、湿度、风速以及雨量等信息进行采集，并借助现代通信技术进行数据的实时传输，结合专家软件给出输电线路现场环境数据信息以及雷雨信息，有效地预防雷击事故的发生。并且通过对数据的分类和整理建立有关雷电气象的动态数据库，实现省地市之间的资源共享，为输电线路雷电在线检测和后期维护提供基础数据，并且对雷电重灾区的输电线路改造和事后重建提供理论依据。

4 结束语

综上所述，雷电会严重破坏户外输电线路，从而引发严重的电力安全事故。因此采用科学有效地防雷措施是输电线路防雷工作的关键所在。通过对现阶段国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施进行细致分析并且对户外架空线路的防雷措施提出了一些改进建议，强调了采取防雷改进措施的必要性，也只有正确的实施雷电的在线监控，才能有效地确保输电线路防雷工作地可靠性。

[1] 王琪.雷击架空输电线路暂态电流行波仿真与模式识别方法研究[D]重庆大学，2014

[2] 陈家宏.中国电网雷电定位系统与雷电监测网[J]高电压技术.2008(03)

[3] 喻剑辉,张元芳编著.高电压技术[M]中国电力出版社,2006

韩宝，男，1987 - ，本科，邹平县供电公司，助理工程师，从事农电管理方向研究。

Design and development of transmission line lightning-line monitoring system

Han Bao,Li Feng,Li Mengmeng,Niu Zhongfeng,Zhu Yulei
(Zouping County power company,256200)

Most transmission line located in the outdoors,long affected by lightning and other bad weather, it is easy to cause electrical accidents and caused huge economic losses.Therefore it is necessary transmission lines lightning protection, in view of this,the paper is currently the main transmission line lightning protection measures were analyzed and the mechanism of lightning damage to the power system according to the design and development of transmission line lightning-line monitoring system for further analysis.

Transmission Line；Lightning protection；Online Monitoring；Design

图-1 雷电在线监控系统拓扑图