广东地区输电线路在线监测技术应用探究

董礼勇

摘 要：对危及广东地区输电线路安全运行的主要隐患雷害、外力破坏和山体滑坡的现状进行分析，并对防控三项隐患对应的雷电定位系统、视频监控技术和杆塔倾斜在线监测技术的应用进行探究。

关键词：在线监测；雷电定位；视频监控；杆塔倾斜

引言

根据中国电力行业分析报告统计，每年我国220kV及以上输电线路非计划停运次数达数千次，严重威胁电网安全可靠运行。以前输电线路运行和维护主要采用定期检修制度来进行，但是随着电力系统向高参数、高电压、高自动化和大电网互联方向发展，特别是国外曾发生的城市大面积事故和我国2008年南方大范围冰灾使人们认识到传统检修方式已经无法保证输电线路的安全运行，急需对输电线路进行智能化运行和管理，其安全运行和可靠供电直接关系到一个国家的公共安全，如何对输电线路出现的各种隐患实施监测和预警成为一个需要解决的难题。

文章将对广东地区输电线路主要存在的隐患进行分析，针对各项隐患提出有效的在线监测技术，并对其实际应用情况提出建议。

1 雷电定位系统的应用

雷击是引起输电线路事故的一个重要原因，瞬间电流达到数千安，严重时会导致绝缘子闪络烧毁，影响电力系统安全稳定运行。分析近10年广东电网输电线路跳闸数据，雷击跳闸占各类跳闸原因中的第一位，广东省的地形地貌决定了其成为雷电活动高发区，低纬度、太阳辐射强、对流旺盛，是广东省雷电活动特别频繁的主要原因。

目前输电线路采取了加强线路绝缘水平、降低杆塔接地电阻、安装避雷针等线路防雷措施，但是雷击跳闸仍然频繁发生，因此快速准确定位雷击故障点，对快速排查电力事故有重要作用，同时也是减少停电损失的有效方法。雷电定位系统的定位方法主要有：定向定位法、时差定位法、“定向+时差”综合定位法、故障测距法、逐级杆塔故障定位法等。其中故障测距法为目前广东地区电网主要使用的雷电定位方法。

雷电定位系统在实际应用中主要的作用有两个：一是根据其较高的定位精度，能够定位输电线路雷击故障点，为运维人员巡查故障提供快捷的指引，缩短排查故障的时间，减少人员的工作量，并减少了停电带来的损失。二是分析雷电活动规律。通过雷电定位系统，可以记录每次雷击线路故障的雷电数据，通过分析数据，归纳出雷电的时间、空间分布等规律，可根据这一规律制定出有效的防雷措施，做好输电线路防雷设计改造工作。但提升雷电定位系统的探测效率、精度以及开发雷电预警等功能仍然是目前研究人员努力的方向[1]。

2 视频监控技术的应用

近年来，外力破坏输电线路设施呈逐年上升的趋势，严重影响了线路的安全运行。在外力破坏造成输电线路事故的各类原因中，最主要的因素是机械碰撞。随着城市的不断发展，工程施工在不断增加，各类不文明施工和违章施工对输电线路的损害不容忽视。

针对这一类现象，各省市供电局均采取了一系列的防控措施，包括对相关施工单位进行电力安全知识培训和施工安全技术交底，为施工单位提供相关的设备支持和技术支持等措施。但是违章施工、流动施工等现象仍然无法完全杜绝。因此，可以在施工多发点内采用基于视频/图像的防外力破坏在线监测技术，进行实时监控，一旦发现异常现象，运维人员可以及时到达施工现场制止施工，避免事故的发生。视频监控技术的关键在于图像传感器的精确度和数字图像/视频压缩编码准确性，对线路周围的外界事物进行识别跟踪，并测量与线路之间的距离。通过采用自适应混合高斯模型背景建模法，提取当前背景，并对当前帧中的运动目标进行提取。原理如下：设Bk为背景图像，fk为当前帧图像，差分图像为Dk，则Dk（x，y）=|fk（x，y）-Bk-1（x，y）|，设Rk为差分后二值图像。对Rk进行连通性分析，当某一连通区域的面积大于一定的阈值时，则认为有检测目标出现，连通区域就是检测到的目标图像。

应用视频监控技术后，可以对输电线路现场进行实时监控，不仅可以方便运维人员直观观测线路现场的实际情况，同时应用上述的建模和算法可以自动识别机械施工、行人运动等情况，通过相关的报警装置，及时通知运维人员，有利于快速采取相关防控措施，及时避免外力破坏事故的发生。

3 杆塔倾斜在线监测

广东地区多为丘陵地貌，许多输电线路杆塔的设立都是在山坡上。长年累月的地质变化，将潜移默化地对输电线路杆塔基础造成影响。杆塔倾斜属于典型的“隐性故障”，输电线路运维人员进行线路巡视时，往往不能够及时察觉到地面沉降。而当发现塔基沉降时，输电线路杆塔已处于危险状态，严重威胁线路安全运行。因此，运用杆塔倾斜在线监测技术十分重要。

杆塔倾斜在线监测装置主要基于角度传感器，可对杆塔中心线2/3高度处和杆塔顶端的顺线倾斜角和横向倾斜角进行实时监测，利用杆塔倾斜模型计算杆塔的顺线倾斜度、横向倾斜度和综合倾斜度，最后收集数据进行储存、统计及分析，当超过阈值时，发出预警信号[2]。

通过运用杆塔倾斜在线监测技术，能够及时监控杆塔的状态并制定整改措施，避免事故的发生。另一方面，若一大片区域内出现山体滑坡事故时，通过杆塔倾斜监测能够避免采取对所有杆塔进行改造的片面做法，筛选出危险程度较高的杆塔有针对性进行技术改造，从而降低整改成本，提高整改效率。

4 结束语

输电线路事故的后果不容小视，通过分析了广东地区威胁输电线路安全运行的主要隐患，针对雷害、外力破坏、山体滑坡等隐患提出了有效的在线监控技术措施。雷电定位系统、视频监控技术、杆塔倾斜在线监测在实际应用中均能够及时发现线路隐患，保障了线路的安全运行。在今后的工作中，这些在线监控技术仍需要向精确性和高效率的方向发展，更好地为电力企业服务。

参考文献

[1]蔡汉生，陈喜鹏，史丹，等.南方电网雷电定位系统及其应用[J].南方电网技术，2015（9）：14-18.

[2]董泽才，吕孝平，冒文兵.山体滑坡及电力杆塔测斜在线监测系统[J].企业技术开发，2015（11）：80-81.