架空输电线路在线监测技术分析

架空输电线路在线监测技术分析

孙自珂

国网冀北电力有限公司唐山供电公司，河北唐山 063000

摘 要：输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上实时记录设备运行状态特征量的测量系统及技术，是实现状态监测、状态检修的重要手段，状态检修的实现与否很大程度上取决于在线监测技术的成功与否。以前，输电线路检查主要依靠运行人员周期性巡视，由于条件的局限性，自然环境和气候等因素，很难及时发现线路中已经存在的问题，线路在线监测系统解决了以上问题。对输电线路的环境温度，风速，覆冰，雷电流，周围施工情况，泄漏电流，杆塔倾斜等实时监测，能及时预测线路的故障，提高输电线路的安全运行和管理水平。为输电线路的状态检修工作提供了必要的参考。

关键词：架空输电线路；在线监测；电网

前言

随着国民经济的高速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供电力供应的质量（稳定性、不间断性及伴随服务）要求也越来越高，因此远距离高压输电线路的电网运行的安全性显得尤为重要。电力企业为了避免因为定期的检修而带来的劳动量，以及避免对设备过度或漏失检修而引起的运行可靠性降低和经济损失，迫切需要以输变电设备状态在线监测与诊断技术为基础的状态维修，从而预防事故的发生，提高电力系统的安全、可靠、稳定性。国家不断加大了对输电线路在线监测技术的投入，同时吸取了国外的经验，提高了检修的效益，节约了成本，推动了状态检修在国内的进展。

一、架空输电线路在线监测技术的现状

在国外，很早之前就已经对输电线路监测有了研究，并研发出一些设备对输电线路进行监测，在现阶段，越来越多的国外研究人员密切关注有关输电线路在线监测的技术。我国在这一领域的研究起步比较晚，随着我国现代电子通信技术的迅速发展，我国的输电线路在线监测技术也逐渐成熟起来。在电网系统中已经得到了广泛的应用，华北、华中、华南电网，以及其他许多地方的电网都运用了输电线路的在线监测技术，比如，雷击监测、视频监测、大跨越微风振动在线监测、风偏监测等等。从这些技术中我们能够看出，在线监测技术已经能够满足应用的需求。

二、在线监测系统的基本结构

分布式数据采集系统是输电线路中被应用的监测系统，监测系统主要是由监测管理中心、监测单元、监测基站等部分组合而成，其中监测管理中心是设置在输电线路运维管理部门，监测基站是被安装在架空输电线路的杆塔上，监测单元安装在输电线路绝缘子串和导地线上。

1、监测基站

架空输电线路的杆塔上安装监测基站，具有收集数据和对外转发的功能，也可以处理不同单元的数据。监测基站，一般都采用无线网络传感技术的通讯手段，达到低耗能的目的，并实现对信息的收发。基站有可以自主识别监测所用的装置，管理监测所得到的数据，实现基站与监测中心的实时通讯。

2、在线监测管理中心

可实现跨越空间和设备特征两个属性的相互结合，依靠在线监测中心的专用软件系统，设备运行状态信息被实时发送到监测管理中心，方便运维人员对设备状态的判断，并根据实际情况及时进行检修，这样，确保输电线路的正常运行。

采集数据处理所用到的系统、维护工作站、值班工作站、Web服务器均是在线监控管理中心的结构之中，收集数据并加以处理的系统可以收集数据，并对信息进行加工、分类，实现信息对外展示以及信息储存等功能；维护工作站主要负责维护系统、录入资料等；值班工作站使运维值班人员更好的使用设备进行监测；Web服务器通过网络连接使自动化系统和MIS系统连接起来。

3、监测单元

监测单元主要是依靠一个传感测量的装置，在线监测部分设备属于监测单元。

三、架空输电线路在线监测技术

1、传感器采集技术

目前，电力行业广泛使用传感器，在架空输电线路监测中传感器应用广泛，原因是传感器的功能较多并且智能。在很多技术里，传感器是应用非常广泛的。比如，因为传感器采集技术不会受到气候等环境因素太大的影响，在输电线路监测时使用传感器技术，能够有效地为数据处理等工作提供信息；在监测识别生长物时，使用测距传感器来测量输电线路和其下面的物体有多远。然而，在使用传感器时，为了使测量更加精确，一般会在输电线的不同位置安装多个传感器，不但使成本变高，而且给输电线增加了很多重量，从而增加了输电线的损坏率，因此，尽管其优点很多，但仍然没有得到真正的推广。

2、视频图像采集和处理技术

现阶段，以远程数字视频监控和识别系统的输电线路在线监测技术应用越来越广泛，在高压线路的铁塔上安装摄像头，并且通过通信系统把采集的视频图像等信息回传监测中心，从而判断输电线路的状况。因为在视频图像的处理中有着很多问题，于是研究人员慢慢研究出各种各样的输电线路图像处理法。通过视频和图像处理的输电线路在线监测系统能够更加直观地监测出结果，并且监测的更加准确，然而这一系统在监控时会受到外界的干扰。假如外界的气候环境恶劣，这一系统的功能就会受到严重影响，因此通过视频和图像处理的输电线路在线监测系统一般只在外界气候等环境良好的地方应用。

3、传感器与视频图像识别结合技术

这一技术的信息采集系统大体上是由现代传感器以及摄像机两大硬件构成，一般采用几个独立的应用系统来进行数据的采集，这些应用系统都是相对独立的，很难发挥其综合的优点，所以，应该在输电线路监测中心建设时按照标准的设计方案做到统一改善。

传动器与视频图像识别结合的信号采集技术，有效地缓解了架设传感器给输电线路带来的负担，将传感器与视频图像结合的信息采集系统的综合优势完全发挥出来，大体上完成了对现场信息的采集，另外，还在很大程度上使输电线的压力降低，使得图像处理技术参数更加简化，在未来，这一技术有可能成为输电线路在线监测的发展方向。

四、维护在线监控技术的措施

只有做好在线监控技术的维护措施，才能有效地保证输电线路更加稳定、更加安全地运行。第一，要及时完善基础的算法。只有对基本的算法做到更好的优化，才能获得更加精确的预处理数据，要尽量降低处理的时间，这样才能保证监测更加准确、更加实时。第二，要提高在线监控系统的可靠性和稳定性。抗干扰能力是在线监控系统必不可少的，以更好地防止自然灾害等情况的发生，提高系统的反映能力，进而能够更好地辨别故障种类。第三，要合理地利用能源。要做到更合理地利用能源，就要发展产能、储能等技术，并且利用可再生能源达到节能的目的。

随着输电线路在线监测技术的不断发展，应该继续改进和提升监测技术，完善相关的标准和规范，制定与各种电压等级的交流、直流架空送电线路在线监测系统切合的管理制度，继续完善系统设备的检验方法。同时，加强创新，设计出更多监测的新方法，以实现在线监测技术作为架空输电线路的辅助运维技术手段，确保输电线路更加安全稳定的运行。

结束语

综上所述，在线监测系统能够收集整理其监测到的数据，方便运维检修人员对事故的分析和判断，预防并减少不必要事故的发生。输电线路在线监测对设备的实时监控，有利于更好的维护设备的运行。随着我国智能电网的迅速发展，提高电网运营的安全性和经济性越来越重要，这给输电线路在线监测技术未来的发展指明了方向，相关研究人员应不断完善和改进输电线路在线监控技术，保证输电线路的安全稳定运行，使得电网更加健康稳定地发展。

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