架空输电线路交跨距离自动检测系统的设计

弓广帅

摘要：为实现架空输电线路交跨距离的监测，设计了一种架空输电线路交跨距离下自动检测系统.其硬件设计包括微控制模块、带电状态检测设计、电源模块设计;软件设计包括无线通信的双接电路设计、在线监测系统建立.通过实验论证得出，架空输电线路交跨距离自动检测系统进行输电线路具体运转时，时间大大缩短，大大提高了其可行性与实效性.

关键词：架空;输电线路;交跨距离;自动检测

中图分类号：TM726.3  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）05-0071-03

由于社会经济水平的发展，人们对电网的认知也在不断发生着变化，另一方面，全国各地对电力使用的需求也正在不断的扩张[1].所以，我国为了切实满足以及规划各个省市地方对电力使用的需要，国家整体配电网的承载力也在不断上升，电网的接电、输电以及配电规模也变得更加复杂和多样化.架空输电线路作为国家电力网络的组成部分之一就越发显得格外特殊，它不单单是向社会和人们输送电力的纽扣，而且它的具体运转情况与电力网络的安全度也密不可分.特别是在城乡电力网络布局的规划和建设使用方面，因为农村环境的特殊性，以及考虑到居民居住环境不统一等一系列的影响原因，所以在构建国家电力网络规划方面主要是以架空输电线路为主.架空输电线路在国家整体电力系统中占据重要地位[2].架空输电线路运转情况的良好与否，会对国家整体电力系统的安全运转带来极其重要的影响.伴随我国社会经济的迅猛发展和进步，国家关于电力网络建设的步伐也在不断加快，架空输电线路的总长度也在逐渐增加，对此，有关架空输电线路的维护困难程度也在逐漸加大.

1 架空输电线路交跨距离自动检测系统的硬件设计

1.1 微控制模块

如今，在众多STM902系列的功能控制模块之中，基于以ARM Cortex-M9为中心的STM902系列的48位闪电存储微控制器具备了功能完整、价格低廉、损耗比较低以及易于上手操作和开发的嵌入式系统等特点[3].消费者在选择范围上可以有针对性地考虑低成本的系统，以及其自身更新的脚本个数，从源头上降低了系统损耗，同时在统计规划和引导的中断系统等方面也有着比较明显的优势.比较而言，考虑到系统设计中提及的某些内容以及开发要求，这种具备Cortex-M902运载内核、比较低的损耗效率、最大程度地集成功能以及高速便捷的开发手段等微控制器便成为我们最佳的选择.STM902F102C0T1的具体结构和特征如下：48MHZ的工作频率[4];同时具有高达50K字节的SRIM和72K或148K字节的闪电存储控制模拟器;基本电压稳定为2.0-4.2V;低功率的损耗意味着其具备睡眠状态、待机状态以及关机状态和后备储存器以便供电;通道DMA模拟器另一方面也可以支持外置设定时间或数据模块的变换等;多达100个便捷I/O口;具备串联双线调试接口等多种模式;多达十个定时处理器能够最大限度地满足系统要求;十个不同功能发挥出来的通信端口等.而微控制器的接口链接图如图1所示.

另外，以STM902为中心的微控制器处理系统，就需要实时对人工控制部位进行系统调试和初始化等操作.表1所示的就是更新下载手段下的脚本连链接顺序.

1.2 带电状态检测设计

带电状态检测设计直接设定在系统塔台上距离电源线路路径最佳化的铁架上，位于系统塔台上平挂电路的绝缘导体的终端，也就是系统塔台两边的边缘单位的铁器上，设置的时候就不需要进行停电准备了.带电状态检测设计支持现存状态下从250kV到l000kV直流电和交流电线路的综合架空输电线路部分的带电情况非碰触式检查[5].其仪器外部构件主要是由外包装、电池和非碰触式检验电路L部分组建而成，这当中电路单位是由负责执行非碰触式搜集线路带电情况下功能实现与手持终端彼此间无线通信两个部分组建而成.因为这种设备是需要长时间放在野外系统塔台上面的，而有关电池的更换就比较麻烦.所以国家整体电路的系统设计必须完全采取功耗比较低的元器构件，并在时空规定的程度内尽可能地选择那些容量比较大的电池[6].带电状态检测设计是一种崭新的智能电力状态检测设备，它不需要直接和高压线路碰触，就可以利用高压电线周围的电力磁场去检验其是否带电.当技术人员接近的时候，利用无线通信布置就可以实时完成与技术人员手持终端的信息交换，并在高压线路发生不明危险的时候向相关安全人员发出警报，以保证工作人员的人身安全.

1.3 电源模块设计

迫于现实因素的考虑，架空输电线路状态下自动检测时所需要用到的仪器必须全部使用低压稳定电源来供电，可是某些检测设备有需要与架空输电线贴地安置的具体要求，所以地表电源对其供电产生的困难程度比较大，也比较麻烦[7].因此，针对这些问题就需要对电源模块的筛选做出一定程度的优化设置，利用电磁波式的直交流电流感应器去感知架空输电线路周围磁场变动产生的电动势能去为架空输电的检测装置提供电力，因为架空输电线路的电线是长时期范围内不停止的运动，所以这个方法可以最大限度地保持稳定状态去为检测设施提供长时间的电力.自取电的电源设置利用感知架空输电线周围的磁场变化产生一定大小的电动势能原理就是对这个要求最为科学有效的选择，同时通过和现今的几种电能运转方法做了一定程度的调查和对比.自取电手段不单单可以依靠现场、依靠架空输电线路产生电能[8]，同时还可以对自取能电路的组建实现安全、稳定和经济实用的功能，换句话说，自取电与其他电路比较而言是目前科学技术支持下最为有效合理的选择.而自取电电源的设计从工作原理上看其与感压器运作的基本状况保持一致，在设置方面来讲架空输电线从感知电线圈中穿过，因此能够看作是变压器双次两边匝数N1为1，假设感知电线圈的匝数为N3，其电磁通应量与感应电势e3之间的关系如下：

2 架空输电线路交跨距离自动检测系统的软件设计

2.1 无线通信的双接电路设计

在架空输电线的现场施工环境下相邻塔台之间的交跨距离可以是几百米，也可以是几千米，移动检测站和地表控制站彼此间的无线通信连接通道的稳定性会直接影响到工作车辆是否处在接受控制情况并将检测最终结果精准输入到地表控制站内.对此，我们可以采取以下3种手段来保证通讯联络网络的稳定性，移动检测站可以利用只输入模拟处理以后的检测信息，这样一来，就可以明确降低通信轨道内信息数据输入速率以及对无线信号发射速率的具体需要，以便降低错误率与延时状况的发生.无线通信协议地址通常情况下会采取CRC230码进行错误率的检验.采取无线串联通讯（无线轨道）与移动网络条件下通信连接电路的设计，且完成分工作业来保证通讯连接一直有效.具体执行手段上，系统设计对无线串联通道进行长时段的检验，并在其失去效果的状态下转换为移动网络环境下的连接.

2.2 在线监测系统的建立

采取可以实现无线通信，即时检测输电线路交跨距离的设备，其中包括：测距设备、测温设备、数据监测设备以及监控中心.测距设备、测温设备主要作用在架空输电线路上，数据监测设备设置在架空输电线路塔台上.测距设备中的首要通信板块、测温设备中的次要通信板块以及数据监测设备中的信息通信板块都是利用计算机网络和监控中心进行链接的，从而达到重要交跨距离点或线路密集区的即时在线检测.

3 实验论证分析

为保证本文提出的架空输电线路交跨距离自动检测系统的有效性，进行实验论证.为保证实验的严谨性，采用传统检测方法，作为实验论证对比，对输电线路具体运转的时间进行统计.其实验论证结果曲线如图2所示.根据实验曲线可知，架空输电线路交跨距离自动检测系统进行输电线路具体运转时，时间大大缩短，大大提高了其可行性与实效性.

4 结束语

本文对架空输电线路交跨距离自动检测系统进行分析，依托架空输电和信息传输的结合机制，对系统进行调整，实现本文设计.实验论证表明，本文设计的方法具备极高的有效性.希望本文的研究能够为架空输电线路交跨距离自动检测系统的运转提供一定程度的理论依据.

参考文献：

〔1〕魏子贺.供电计量电表故障自动优化检测仿真[J].计算机仿真，2017，34（11）：404-407.

〔2〕卞玉萍，张佰庆，卢青，等.架空输电线路交跨距离差异化与精细化测量计算研究[J].电气技术，2017（1）：44-51.

〔3〕周世明.基于移动激光扫描三维点云的隧道限界检测方法[J].四川建材，2018（1）：174-180.

〔4〕郑永康，戴玉松，张春红.超高压输电线路故障定位方法的一种新设想[J].四川工业学院学报，2004（2）：12-13.

〔5〕郑鹏，郑更生，龚志勇，等.基于输电走廊的无线传感器网络结构研究[J].武汉大学学报，2016，39（3）：115-118.

〔6〕蔡炜，周国华，等.复合绝缘子光纤智能监测试验研究[J].高电压技术，2010，36（5）：1167-1170.

〔7〕贺博，林辉.基于泄漏电流的污秽绝缘子闪络风險预测[J].高电压技术，2016，32（11）：22-25.

〔8〕黎冠，刘永涛，卜祥丽，等.基于ZigBee的超低功耗冻结井壁无线测温系统[J].自动化仪表，2016，37（5）：44-47.