在线监测技术在输电线路运维中的应用研究

雷玉春

【摘  要】在电力系统的发展中，高压输电线路作为其主要的构成部分，有着很高的危险性。在线监测技术能够不断提升高压输电线路的安全运行以及输送能力，并且能够监测高压输电线路的实际运行情况，以此实现数据采集的准确度提升和信息多样化。文章主要就在线监测技术在高压输电线路中的应用进行探讨。

【关键词】高压输电线路;在线监测技术;应用

引言

在输电线路的运行管理中，对线路设备进行检修是保证电网安全运行的必要手段。而输电线路在线监测是为了避免对线路设备过度检修常用的技术手段，在提高电网运行可靠性和降低经济损失方面表现出了较好的效果。随着电网的不断改善，输电线路在线监测技术也需要随之完善，以满足更多的实际需求。因此，针对输电线路在线监测技术的改优研究一直在继续。除了对原有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等进行研究以外，更多是对防外力破外、故障定位等进行探讨和研究。

1在线监测技术概述

高压输电线路在线监测技术的应用原理如图1所示。高压输电线路在线监测技术的应用原理，主要是对电力系统运行状态中的相关运行参数进行采集，且对所采集的参数进行有效分析，同时对电力系统当中的设备状态实施相应的预估和判断。在线监测技术可以对高压输电线路的故障做好提前预知，即预测故障部位和类型，从而为设备的进一步检修提供科学合理的数据信息。为了合理应用在线监测技术，监测装置需满足以下要求：（1）加强重视输电线路高空作业中输电线路安装的安全性和便捷性。（2）对输电线路信息数据传输的方式以及存储方式进行规范化，确保在线监测系统能够实现统一管理。（3）保证安装的装置不会对输电线路自身的安全性产生影响，防止所安装的装置对线路自身的机械性能产生影响。（4）所安装的装置需要满足电晕要求和无线干扰要求，确保线路性能稳定。（5）在线监测装置在安装中需要具有相应的适应性和抗磁性，不需要外界电源提供动力，能够实现成本的合理降低。

2输电线路在线监测系统的设计

2.1系统设计

输电线路在线监测系统主要由通信网络、监测中心、线路采集终端以及各类传感器组成，借助电力系统诊断技术提供的设备状态信息对线路异常状态进行监测与判断。具体是在采集外部环境信息（如风速、风向、湿度与温度等）后，利用卫星通信网络将其传送至监测中心，然后借助系统软件归纳和分析所获信息，最后通过相应的修正理论模型或试验，对输电线路的运行状态进行判断。在线监测过程中一旦发现线路存有异常、缺陷和故障等现象，系统便会将预警信息及时发出，同时分析原因并确定位置，便于调度和指挥专业人员对电路进行抢修，以防隐患蔓延造成事故，有效提升了输电线路的可靠性。

2.2监测原理

由于输电线路在遭受自然灾害、缺陷发展与污秽积累等破坏下，电力设备会在物化与电气等方面呈现出一定的征兆以及少量渐进的发展过程，因此在将相应信息及时采集并经处理分析后，以具体数值大小与变化趋势为依据便可对设备的当前状态与剩余寿命进行准确预测，及时发现潜在隐患并发出预警信息，其为在线监测技术原理。在现代输电线路中，由于电力设备种类较多且结构差异明显，因此对被测信号的抽取与转换（目的是让监测装置可以识别）需借助于多种形式的传感器，然后通过电缆传送，实现监测装置的实时接收。

3在线监测技术在输电线路运维中的应用

3.1输电线路防盗系统在线监测

输电线路防盗系统早期应用的是声控探测、红外线探测等技术。随着科技的进步现阶段线路防盗系统采用了新型的杆塔防盗报警装置，这种装置采用的技术手段是微波感应式防盗系统。微波感应式防盗系统由监测分机、监测中心以及监测巡检人员三部分构成。变电站中每个杆塔均会安装独立的监测分机，监测分机可以实时监测杆塔的情况以及周围环境中移动物体状态，由此来确定被盗窃杆塔的位置、时间，以便于巡检人员及时到达现场处理。

3.2输电线路动态增容及温度变化在线监测

输电线路增容方式主要有动态监测增容和静态提温增容。静态提温增容需要假设符合技术规程的前提下环境温度+40℃，导线上的风速和日照强度仍符合技术要求，这就将导线的温度提升至80～90℃，从而提高导线输送的能量。动态监测增容是在线路上安装监测设备，利用监测分机对导线自身状态以及外界环境进行监测，根据所得参数计算线路载流量的极大值，进而实现线路输送能量的最大化，这种方法不需要突破现行技术规定。

3.3气象监测

相关监测技术采用具备接收气象传感器、磁场检测仪的测量检测板，对杆塔周围的气象情况进行实时监测。这些数据被通信模块输送到远端控制中心，并生成数据变化的直观图像，得到氣象参数变化曲线，再根据一定的函数关系对天气趋势进行预测。气象监测设备的壳体侧面设置有与其垂直的第一、第二连接杆，两根连接杆处于同一水平面，第一连接杆的一端固定安装在检测板的壳体上。与此同时，设备中还有一对活塞杆相对的第一水平液压缸和第二水平液压缸，第三水平液压缸安装固定于第一竖直液压缸的活塞杆上，而第四水平液压缸则固定于第二竖直液压缸的活塞杆上，以此类推，可以确定第三水平液压缸和第四水平液压缸的安装位置。同时，第一弧形夹板安装于第一水平液压缸的活塞杆上，第二弧形夹板安装固定于第二水平液压缸的活塞杆上，以此类推，可以确定第三弧形夹板和第四弧形夹板的安装位置。弧形夹板的弧面在安装时统一朝向塔杆。另外，设备还配有检测板、控制模块、磁场检测仪、气象传感器、数据通信模块、顶端安装太阳能供电板、气象传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、降雨量传感器以及气压传感器等部件。

3.4动态增容在线监测技术

现阶段，对高压输电线路的输送容量进行增加主要采用静态提温增容及动态监测增容技术来实现。作为一种新型的在线监测技术，静态提温增容技术能够提升高压输电线路的温度，以此来增大输送容量。然而，这种技术在一定意义上不符合相关标准及规范，对导线和一些设备在应用方面的寿命会产生影响，由此提出动态增容技术。动态增容技术能够呈现输电线路潮流及热稳定限额的变化状态，为工作人员提供良好的数据支撑，同时还能分析输电线路的容量，确保输电线路在运行中其自身的输送能量符合相关要求。动态增容技术在高压输电线路在线监测中的应用能够评估线路运行的温度是否符合要求，还可以合理分析自然因素，不断提升线路的运行故障处理效率。如果输电线路中的运行温度高于标准要求，就需要转移负荷量或者停用，以此来确保输电线路的安全性。

结语

总之，随着当前电网技术的不断发展，输电线路在线监测技术获得了普遍应用，能够有效避免输电线路故障所产生的危害，全天候地实现对输电线路运行中相关指标的采集及运输，为工作人员对输电线路中相应设备的状态及未来发展趋势进行预测提供支撑。然而，现阶段输电线路在线监测技术还存在一些问题，主要就是由于在线监测技术的发展时间尚短，运行的环境比较恶劣，造成稳定性、可靠性和相应的监测精度方面存在问题，需要进一步进行改进。

参考文献：

[1]罗昳昀，黄斌.输电线路在线监测技术应用[J].中国高新区，2017（22）.

[2]张璐.高压输电线路在线监测技术的应用[J].低碳世界，2017（14）.

（作者单位：国网山西省电力公司大同供电公司）