浅析输电线路在线监测的建设与应用

摘  要：随着我国现代化网络技术的日益发展，输电线路在线监测技术得到了越来越多的应用，它对于保障输电线路的稳定、安全运作具有十分重大的意义。本文阐述了输电线路在线监测技术的原理和现实意义，并着重研究输电线路技术中覆冰在线监测、雷电在线检测、杆塔倾斜检测、导线微风震动监测、绝缘子污秽在线监测、视频在线监测以及输电线路周围环境的建设和应用，并对这一技术提出了改善和展望意见。

关键词：覆冰监测;雷电在线监测;杆塔倾斜监测;输电环境建设

中图分类号：TM75   文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

国家经济的繁荣带动了电力事业的蓬勃发展，而随着人们对于电能越来越大的需求和应用，传统的靠人力巡查来对输电线路进行监测和检修，不仅效率低下，浪费大量的人力物力，更不利于对输电线路进行及时有效的排查，及时发现缺陷与隐患。所以，输电线路在线检测技术就应运而生，替代了传统的人力排查监测，提高了输电线路的运行维护水平。

1 输电线路在线监测技术的原理

输电线路在线监测技术，就是在日常输电线路上安装设备仪器，对设备的运行状态和特征体量进行实时的数据分析记录，并实时的上传回监控中心的一种技术。在输电线路在线监测系统的组成上来看，多采用的是二级网络系统，包含线上监测设备、线路监测基站的搭建和监测中心。输电线路在线监测技术具体的工作原理就需要工作人员掌握牢靠的在线监测技术信息参数，其参数包罗了环境运行参数和设备运行参数。所谓的输电线路在线监测技术就是对这些参数进行科学系统的分析检测，来实现输电线路的在线管理和检验，对可能出现的线路故障问题进行提前的预警和提供及时有效的解决方案^[1]。

2 输电线路在线监测的意义

电力作为人们日常生活和生产中必不可少的基本能源，它的正常供应是保证千家万户幸福生活和各行业持续发展的基础。其清洁、无污染的优点是其他资源所无法比拟的。随着电能应用范围的越来越广，电力行业在人们日常生活中的作用越来越重要。国家对电力行业的大力扶持，让其成为国家众多基础行业中的重中之重，对国家社会的发展做出了巨大的贡献。正是基于这一点，如何保证供电系统的稳定和人们日常工作生活中电能资源的供应，就对电力行业提出了越来越高的要求。因此，做好输电线路的在线监控工作，保障电力能源的正常供应不间断，对于国家的发展、人民的幸福具有举足轻重的作用。而输电线路在线监测技术的建设和应用，就显得尤为的重要^[2]。

3 输电线路在线监测的建设与应用

3.1 覆冰在线监测技术的建设与应用

覆冰在线监测技术，就是指在極度恶劣的天气条件之下，对输电线路在覆盖冰层的前提下，进行的实时监测。覆冰在线监测技术的原理为：其一，根据输电线路拉力数据来分析是否有冰雪覆盖线路，设立绝缘子串拉力传感设施，监测输电线路区域的受力情况，在根据周围环境的指标数据，例如湿度、风力、温度等等，将参数一一分析比对，传输给监控中心的工作人员，以便其作出相应的应对方案。其二，收集输电线路的有关参数，例如倾斜角度、弧垂、导线重量等等相关的数据，与覆冰时的数据进行比对参考，就能够计算出大概的覆冰量，从而评估出线路的危险程度，及时制定方案来进行解决^[3]。如某线路参数为：

LGJ-240/30 K=2.5 V=28.8m/s C=20mm

监测过程中，拉断力应在75000N以上，自重负载9.0N/m以上，截面积为270mm²，弹性模量为73000N/mm²，膨胀系数（热）为0.00001960（1/度），张力上限30000N，运行张力平均值18000N。可通过在线监测收集上述参数的实时数据，评析覆冰危险系数，超过张力上限和弹性模量最大值，应着手处理覆冰。

3.2 雷电在线监测技术的建设与应用

雷电在线监测技术，其原理是通过对雷电发生时所产生的电磁辐射信号等一系列的信号进行检测，再由技术人员针对雷电信息波段的分析计算来定位出发生雷电事故的输电线路区域。广东地区气候潮湿，经常会遇到雷电暴风雨的天气，这就对电力工作人员的雷点检测技术提出了很高的要求。在线雷电监测系统就是这样一个非常有效的检测系统。其通过对收到雷电干扰的线路地段进行准确的定位，根据电磁辐射信号和雷电波段信息的反馈，分析计算出雷电发生的位置、时间，以及雷击时的电流幅度、回击和极性情况，动态的呈现出该区域的雷电活动情况。再具体的实际运用中，需要根据雷电电流值和雷电产生次数进行分析比对，并结合实际情况，整理出相关数据。雷电电流的测量可以从电流的波形和幅值两方面进行判断。

3.3 杆塔倾斜监测技术的建设与应用

杆塔是输电线路的载体和基础，它的稳定性是对输电线路持续提供电力的重要保障，只有保证了杆塔的稳定，才能使得电力线路稳定的工作。电力铁塔受到地壳移动、风吹、腐蚀、冰雪灾害、作业承载不均等的影响，会产生一定的起伏波动和姿态变化，如果超过一定界限，就会产生变形、倾斜、倾倒等致命的危险，严重威胁到电力传输的稳定性和安全性。所以针对这一问题，杆塔倾斜监测技术建设的搭建和应用就应运而生。输电线路地灾预警系统原理是通过跟踪北斗卫星信号，实时提供的监测点毫米级精确位置，计算监测点到北斗地基增强系统中基准点的位置，测算基线变化，对差异数据进行回归分析，对结果进行判别，达到预警目的。

3.4 导线微风震动监测技术的建设与应用

根据以往的相关经验，导致导线微风震动的原因一般都很隐蔽，但是其造成的隐患却很大。表面来看，导线的微风震动对于输电线路的影响似乎不大，但是实际上，却很容易导致线路的疲劳断股，量的积累最后造成质的变化。由于受到工作人员长期的忽视，导线的微风震动在到达一定程度后，就会给电力的传输造成很大的影响。导线微风震动监测技术就是通过安装振动仪来对输电线路接触点和一定距离的线路进行监控和测量，在结合线路周围的环境因素，进而分析计算微风震动所导致的输电线疲劳隐患，进而帮助线路运维人员对其进行必要的维修和更换，以此来确保输电线路的正常运行^[4]。

3.5 绝缘子污秽在线监测技术的建设与应用

绝缘子的布置分为水平布置和垂直布置两种。在实际情况中，有很多无法预料的突发状况，存在着很多的风险根本无法避免。所以在绝缘子布置项目过程中，计划和实际进度会存在一定的差异，这就需要施工人员及时的进行调整和比对进程，发现影响进程的问题加以解决，保证工程的如期完成，尽早的实现绝缘子污秽在线监测技术的落实。在搜集的信息的过程中，会遇到一些无用的信息，需要对数据进行加工处理，从而减少计算量，降低工作负担。电力负荷中心发电的不平衡，远距离、大功率的输电，输电线路所途径的地区气候问题等等复杂多变的情况在所难免，所以研究污秽、冰雪覆盖、低气压等等复杂环境下的绝缘子放电属性和电压调节都是非常必要的。这对于绝缘子污秽在线监控技术的运用来说都是必须要考虑到的因素。

3.6 视频在线监测技术的建设与应用

輸电线路的视频在线监测应用的范围十分的广泛。在林区、动物活动频繁的地区、人口密集区、事故易发区等等地区，视频在线监控技术拥有非常高的运用价值。通过在线视频监控技术，可以清晰的还原上述区域的场景，简单明了的掌握输电线路周围的环境因素，及时发现对于输电线路可能造成影响的行为，并可以及时的制定出相应的预防和解决办法。在实际工作中，建议引入智能评估技术，就监测结果给予预警。可采用分布式控制技术、PLC逻辑控制技术、CAN总线技术、单片机技术、通信技术和传感器技术，构成多技术联合工作的在内线监测模式，以集成技术实现上述功能性模块的有序作业。如监测范围内共有X条输电线路，可选取易出现风险的线路，在线路周边放置传感器和监测设备。假定有动物攀援至线路处，线路所受压力将出现变化，默认线路工作时的标准压力为W，则动物攀援至线路上可导致线路受压水平出现变化，该变化可变现为一个非线性的数集：

X=[X_-n……X_-2;X_-1;X;X₁;X₂……X_n]

因动物攀援可导致线路压力出现“高、低相间”似的变化，即便该动物不处于监控范围内，传感器也可以将通过通信线路进行信息传递，单片机根据数据记忆，可评估该线路所受压力存在异常，即可给出预警，由人员尝试进行驱赶或其他处理。

4 输电线路在线监测建设与应用的改善

4.1 各类监测系统的维护和完善

做到对监测系统的有效维护。通常情况下，为了对输电线路进行全方位的监控，会设置非常多的监控地点和监控设备，这就容易导致监控系统的重叠和混乱。这就需要指派专家工作人员对其进行系统的梳理规划，减少设别系统的重叠。并实时的进行维修和养护，保证不同的输电线路监测设备始终处于高效工作的状态。一旦发现系统或者设备的故障，及时的组织人员进行维修和更换，以确保输电线路在线监测系统的整体运行，为持续的供电作业提供保障。增强系统的稳定性，并且积极开发远程维护修复技术，降低成本，实现监控价值的最大化。如利用卫星进行杆塔功能监测，工作模式见图1。

该模式下，多个卫星可通过不同角度实时进行杆塔定位，精确度可达到厘米级，地面接收站可取流动式，将移动接收站放置于高点，实时接收卫星信号，了解杆塔是否出现了倾斜和偏移，并借助视频系统予以信息传递，及时处理杆塔出现的问题。

4.2 对监控人员加强培训

首先，抛开以往陈旧的监控思路，对监控人员进行系统而专业的技术培训，让工作人员能够熟练的使用各种监控设备，并可以根据设备反馈回来的参数进行有效的数据分析，及时的找到输电线路系统中的问题所在，准确的制定出解决方案，保证供电线路持续稳定的工作。其次，制定相应的人员管理制度，让输电线路在线监控的工作人员能够按照要求规范的操作设备，分析数据，制定解决办法。最后，做好监控系统人员的调度工作，使其适应现有的在线监测工作要求。转变以往的工作模式，熟悉现有的工作流程，让输电线路在线监测工作流畅有序的进行，保证输电线路在线监测技术能够发挥出百分之百的实际效用。

5 结语

综上所述，随着我国输电线路监测技术的不断完善发展，输电线路在线监测技术的作用受到越来越多的电力企业的认可和信赖。

参考文献

[1]李冰彧.输电线路视频在线监测系统建设及探讨[D].华北电力大学（北京），2017.

[2]杜思桥.临安市输电设备安全预控平台建设[D].华北电力大学（北京），2017.

[3]李明磊.输电线路在线监测技术现状分析[J].科技展望，2016，26（05）：89.

[4]冯景良.在线监测技术在输电线路运行检修中的应用[J].科技创新与应用，2017（16）：204.

收稿日期：2019-07-12

作者简介：江流峰（1986—），男，汉族，广东河源人，工程师，本科，研究方向：输配电运行与检修。