架空输电线路状态监测技术探索

王博楠

（大庆油田第五采油厂，黑龙江 大庆 163000）

电力系统中的输电线路实际分布较为广泛，也是对整个电能输送产生影响较大的电力设备，我国大部分输电线路在实际使用中都采用架空线路形式，这就表明架空输电线路长度最长、分布范围最广泛、运行环境最复杂、所处环境最恶劣。但电力系统在长期发展过程中，除了进行一定的巡查之外，还需要进行定期性维护，架空输电线路长期以来的管控和监督力度较弱。架空输电线路长期复杂运行、动植物及人物破坏等突发情况对架空输电线路使用寿命造成极大威胁，这类问题的出现使得输电线路实际受力情况及绝缘能力逐渐下降，若遇到强大的外力破坏或是恶劣天气影响，则会导致短路故障或是断路故障问题的出现。近年来，随着我国电力系统各个环节对新兴技术的使用，电力系统整体检测水平已经获得了非常大的提升，但是，输电线路实际监测水平进步非常缓慢。本文将此作为基本要素，对架空输电线路状态检测技术在实际应用中所能取得的效果进行分析。

1 架空输电线路检测现状

电网结构中的输电线路是一项基础要素，输电线路基本状态对于整个电网运行的安全性有着非常关键的作用。近年来，变电设备检测技术不断完善，设备状态检测技术也趋于成熟化，但输电线路在我国电力行业中仍采用粗放型管理方式，很难应对社会快速发展状态下的供电量日益提高的基本需求，更不能满足智能电网实际发展需求。导线是整个智能电网稳定发展的关键点之一，是电能进行稳定传输的核心部件，导线运行状态是否良好能够决定线路整体运行是否安全，所以需要加强对导线状态的监测。

从目前发展情况进行分析，架空输电线路所采用的最常用监测方式为人工监视及人工巡视方式，人工监测及人工巡视方式需要大量人力资源及物力资源，并且消耗时间较长，获得结果误差较大。人工方式需要的巡视周期比较长，很难发现较慢的损坏问题，同时，受到自然天气影响较大。例如，风雪、大风、夜间等各类天气情况下，在树木遮盖的条件下，需要穿越各类障碍物，这种状态下使用人工巡视很难对可能出现的问题及时发现，这类问题下恰巧最容易出现各种故障问题。监测的主要目的并不单单是为了在故障出现后对故障进行查找并对故障原因进行分析，更重要的是，能够对这一故障带来的隐患进行排查，避免安全隐患的发生。要想达到这一目的，则需要进行实时在线监测，采用自动化设备对输电线路进行长期监测，所以，将自动化建设系统与架空输电线路进行结合，成为线路布置中的关键点，也成为监测稳定发展的一大趋势。

架空输电线路状态监测的对象为架空输电线路，主要包含杆塔、架空地线、绝缘子。状态监测的主要目的就是能够将架空输电线路主要状态进行获取，例如，导线温度、实际运行环境温度、风吹振动情况等。华北地区及花红地区的导线温度、微风振动、绝缘子污秽、风偏舞动、覆冰、图像等在线状态检测装置，已经能够将省级电网层面中的集中监测进行有效实现。我国部分地区电网目前已经实现了架空地线微风振动实时检测，部分市级电网已经实现有人监测。因雷电监测所涉及的覆盖面积比较大，危害性比较强，国家针对此情况建设了全国联网雷电监测系统进行监测。

2 分析架空输电线路状态监测技术

2.1 获取信息

获取信息过程中，主要使用各类传感器装置进行信息获取。传感器能感应到被测量数据，并能够按照规定将其转化为可用信号装置或是器件，除了能够对被检测物体的基本状态信息进行反映外，还能够对信息实际变化情况进行反映，这就是传感器固有的动态特点及静态特点。对于一些状态类信息来讲，如电流、温度、电压等，其实时性数据具备一定的作用，对于状态信息来讲，如位置信息，因为位置安装具备确定性，在实际使用中，变化情况能够反映出的倾斜程度及摆动程度更具备有效意义。传统传感器主要包含气体、电压、电流、压力、振动、温度、风速、风向等传感器，这部分传感器一般都会被使用在固定环境中，很难被应用在架空输电线路状态监测中。近年来，智能传感器及光纤传感器更具备稳定性及准确定特点，智能传感器及光纤传感器本身体积比较小，自身重量较轻，不会被电磁影响，具备较强灵敏度，可靠性较强，比较适合应用在架空输电线路中的复杂运行环境中，这能够为输电线路状态监测提供有力工具。

2.2 供电方式

不管是数据传输还是传感器传输，都需要一定能量。与变电站及室内布置的传感器不相同，架空输电线路传感器需要在户外各类条件下进行布置，所以需要采取各种不同的供电方式。

使用太阳能进行供电。太阳能发电技术在近几年发展中已经取得了非常大的进步，已经能够被长时间使用，只要保证位置及尺寸的合适性，就能够确保电能的充足性。使用感应方式进行供电。这是目前采用最广泛的能量供给方式，因为被检测输电线路具备电能，只需要使用感应圈进行部分电能的获取，将部分电能传输给感应设备，则能够保证传感器的正常运行，并且不会因为太阳照射情况受到运行限制。

2.3 传输数据

传感器将数据获取后，数据传输成为一项难题。在目前解决措施中，多采用无线通信及光纤专网进行传输，但伴随光纤复合架空地线的不断发展，相信其将会成为数据传输的主要方式。光纤传输信号具备较强可靠性，实际传输容量比较大，技术发展成熟，在运行中不会出现各类问题，只需要保证在通信间断中能够采取相关措施进行应对即可。无线传输在实际使用中会面临各项问题，无线传输网的标准性及成熟型有待考察，除此之外，无限性传输安全性更值得考量。与光纤传输相比，无线传输结果能够在大范围内获取信号，所以，采用加密方式避免信息外漏、确保信号可靠性成为重点内容。

3 架空输电线路状态监测应用

3.1 监测覆冰厚度

线路监测中的重点工作之一有覆冰厚度。我国南方部分地区经常出现冻雨及其他恶劣天气导致的大范围停电事故，这一现象的出现引起了监测单位的高度重视，监测水平逐渐强化。覆冰厚度采取的主要方式有倾角法及称重法等，使用绝缘子串悬挂荷载进行在线实时监控，再使用模型对覆冰厚度进行合理计算，精确掌握覆冰实际分布特点及规律，为融冰、防冰及除冰等提供一定支撑。覆冰厚度检测过程中，需要在重点区域内进行布置，例如，发生过重冰灾区域、风道、水面附近等比较容易发生覆冰的地理区域等位置。

3.2 导线舞动监测

近年来，我国已经加大了导线舞动监测研究力度，导线舞动会对导线、连接金具、杆塔等产生比较大的损害。通过监测，能够对线路实际舞动规律及基本特点进行有效掌握，进而根据实际情况提出防治措施。为了对舞动导线进行监测，需要在一段导线上进行多个舞动传感器的布置，更加准确地对导线舞动频率及振幅进行分析，并对导线舞动轨迹图进行绘制。布置舞动监测的位置主要有已经发生过舞动的地区及易发生舞动的地区，除此之外，还可以选择输电线路档距较大的重点地区进行舞动监测布置。

3.3 监测杆塔倾斜

杆塔倾斜检测设备使用双轴倾斜传感器，能够对横向倾斜角、顺线倾斜角及综合倾斜角进行测量，为状态监测系统提供一定的基础性信息，确保能够对杆塔倾斜的规律及特点进行掌握，并能够对原因进行有效分析，将杆塔纠偏措施提出，避免杆塔出现严重倾斜现象，影响整体线路正常运行。所以，杆塔倾斜监测装置需要安装在易滑坡区、淤泥区、土质松软区、风化岩石区、沉降区、采空区等。

4 结语

架空输电线路分布比较广泛，并且运行条件非常复杂，在此种条件下进行监测，难度比较大，只有采用在线实时监控，才能够保证监测线路实际运行情况能够达到运行目的。为了保证实时监测运行的顺畅性，就需要对数据传输、传感装置、供电等相关问题进行处理。将完善的传输通道建设完毕后，还需要根据实际情况使用各种类型的传感器，保证能够对各类状态下的数据信息进行实时测量，并将测量到的数据及信息传输到处理环节中，保证架空输电线路状态监测工作的顺利进行，进而实现监测的目的。