在線監(jiān)測技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用

田偉 沈志偉

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，人們對供電的數(shù)量以及質(zhì)量提出比較高的要求。因?yàn)槭艿江h(huán)境和地域制約，輸電線路設(shè)計(jì)的路徑不但變化多端，還受到比較惡劣的自然條件。這就造成了輸電線路受到各種威脅。因此，本文設(shè)計(jì)了輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，最后分析了我國輸電線路運(yùn)維中在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，分別包含：覆冰在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，桿塔傾斜監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用，視頻在線監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用等。

【關(guān)鍵詞】輸電線路;線路運(yùn)維;在線監(jiān)測技術(shù)

在輸電線路當(dāng)中，各類電氣元件以及電力設(shè)備和電纜隨著使用時(shí)間的延長而不斷老化，其嚴(yán)重對輸電線路穩(wěn)定性以及有效性帶來影響。在傳統(tǒng)的運(yùn)維管理模式當(dāng)中，維護(hù)人員的周期性巡視盡管能夠?qū)υO(shè)備隱患進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，然而受到自身局限性的制約，對輸電線路在比較特殊環(huán)境當(dāng)中不能更好的實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測，同時(shí)對線路走廊外力改變在巡視的時(shí)候不能有效的進(jìn)行掌握，進(jìn)而讓輸電線路容易由于缺少監(jiān)測而在下個(gè)巡視開始前就出現(xiàn)一些故障[1]。由于傳統(tǒng)管理模式存在的問題，對輸電線路運(yùn)行環(huán)境，其中包含風(fēng)向、溫濕度以及風(fēng)俗等、絕緣子的污穢狀況和周圍施工情況等，按照具體的參數(shù)制作出了一類實(shí)時(shí)的監(jiān)測系統(tǒng)，對線路當(dāng)中的異常狀況實(shí)時(shí)的進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警，進(jìn)而確保輸電線路更強(qiáng)的可靠性以及供電質(zhì)量，最終提高運(yùn)維管理水平[2]。

一、輸電線路在線的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

輸電線路在線的監(jiān)測系統(tǒng)主要由下面幾個(gè)方面構(gòu)成，分別為監(jiān)測中心、線路采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)和各類傳感器。通過電力系統(tǒng)診斷技術(shù)帶來設(shè)備狀態(tài)信息，進(jìn)而對線路當(dāng)中的一場情況來進(jìn)行判斷和監(jiān)測[3]。一般情況下，在采集外部環(huán)境信息之后，通過衛(wèi)星的通信網(wǎng)絡(luò)將其送到監(jiān)測中心，接著通過系統(tǒng)軟件對得到的信息進(jìn)行分析和歸納，最后利用對應(yīng)修正理論來進(jìn)行試驗(yàn)和模型，有效的判斷輸電線路運(yùn)維狀態(tài)。在線監(jiān)測過程中，如果出現(xiàn)線路異常、故障和缺陷等問題，系統(tǒng)將會(huì)及時(shí)的發(fā)出預(yù)警信息，另外分析存在的原因并且對位置進(jìn)行確定，進(jìn)而更好讓專業(yè)人員來搶修電路設(shè)備，進(jìn)而避免事故出現(xiàn)蔓延，大大提高了輸電線路更強(qiáng)的可靠性。

（二）在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理

由于輸電線路在遭受自然災(zāi)害、缺陷發(fā)展與污穢積累等破壞下，電力設(shè)備會(huì)在物化與電氣等方面呈現(xiàn)出一定的征兆以及少量漸進(jìn)的發(fā)展過程，因此在將相應(yīng)信息及時(shí)采集并經(jīng)處理分析后，以具體數(shù)值大小與變化趨勢為依據(jù)便可對設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)與剩余壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患并發(fā)出預(yù)警信息，其為在線監(jiān)測技術(shù)原理。在現(xiàn)代輸電線路中，由于電力設(shè)備種類較多且結(jié)構(gòu)差異明顯，因此對被測信號的抽取與轉(zhuǎn)換（目的是讓監(jiān)測裝置可以識別）需借助于多種形式的傳感器，然后通過電纜傳送，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測裝置的實(shí)時(shí)接收。

二、我國輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

（一）覆冰在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

這種技術(shù)是針對導(dǎo)線的覆冰狀況實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而保證在天氣狀況比較惡劣的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)對高壓輸電線路和變電站絕緣子等覆冰狀況實(shí)施實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。充分利用科學(xué)先進(jìn)的監(jiān)測分析方法以及建立數(shù)學(xué)模型從而分析監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，將有可能出現(xiàn)冰雪災(zāi)害的線路提前進(jìn)行預(yù)測，并及時(shí)向有關(guān)輸電線路維護(hù)工作人員進(jìn)行報(bào)警，從而有效預(yù)防斷線、倒塔、冰閃以及舞動(dòng)等各種災(zāi)害事故造成的傷害。覆冰在線監(jiān)測技術(shù)的基本工作原理是：監(jiān)測導(dǎo)線傾斜角以及弧垂等有關(guān)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)線路參數(shù)以及輸電線路情況等進(jìn)行研究分析，然后計(jì)算覆冰的重量以及厚度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，從而判定覆冰的危險(xiǎn)級別，及時(shí)發(fā)出準(zhǔn)確的除冰信息預(yù)警。除此之外，充分結(jié)合線路拉力的狀況觀測覆冰的具體情況，將拉力傳感器安裝在絕緣子串上，并對導(dǎo)線在覆冰以后的受力狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的溫、濕度以及風(fēng)向等數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行采集，將收集到相關(guān)數(shù)據(jù)信息集市匯總并傳遞到監(jiān)控中心，經(jīng)過處理與分析，盡快預(yù)報(bào)輸電線路冰情狀況，從而發(fā)出除冰警報(bào)。

（二）桿塔傾斜監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用

矗立在礦山采空地區(qū)上面的輸電線路的桿塔因?yàn)槭艿阶陨碇亓?、外部自然力等各種干擾因素產(chǎn)生的影響，容易造成巖體錯(cuò)位、地面裂隙、滑坡等一些地質(zhì)自然災(zāi)害，導(dǎo)致礦山采空區(qū)的桿塔出現(xiàn)傾斜、甚至導(dǎo)致地基產(chǎn)生變形等，嚴(yán)重影響到輸電線路的安全。而利用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，可以對桿塔傾斜裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號。在等級為220kV電壓的輸電線路中，桿塔傾斜監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)獲得了非常廣泛的運(yùn)用，從而使得桿塔變形以及傾斜等狀況能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用

導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)往往會(huì)造成高壓輸電線路出現(xiàn)疲勞而斷股，盡管其看似對輸電線路不會(huì)產(chǎn)生太大的破壞力，然而其破壞往往比較隱蔽，長時(shí)間的不斷積累，對高壓輸電線路造成的破壞性會(huì)變得更加嚴(yán)重。微風(fēng)監(jiān)測技術(shù)的基本工作原理是導(dǎo)線監(jiān)測振動(dòng)儀可以對導(dǎo)線以及線夾觸點(diǎn)以外的適當(dāng)距離的導(dǎo)線實(shí)施監(jiān)測，特別是其對線夾彎曲的頻率、振動(dòng)幅度以及輸電線路周邊的風(fēng)速、風(fēng)向以及溫度、濕度等各項(xiàng)的氣象參數(shù)，根據(jù)導(dǎo)線自身的力學(xué)特點(diǎn)，對微風(fēng)振動(dòng)的具體狀況、疲勞壽命等加以分析、研究以及判斷。導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用不僅可以預(yù)防微風(fēng)振動(dòng)造成的危害，還可以為輸電線路的防震設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。

（四）導(dǎo)線風(fēng)偏舞動(dòng)在線監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用

導(dǎo)線風(fēng)偏舞動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括氣象采集與風(fēng)偏采集單元、子站以及數(shù)據(jù)信息處理等系統(tǒng)構(gòu)成，通常在桿塔之上安裝氣象采集單元以及子站，而在導(dǎo)線上安裝風(fēng)偏采集單元。通過對氣象風(fēng)偏角、參數(shù)以及傾斜角等有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行處理。運(yùn)用導(dǎo)線風(fēng)偏舞動(dòng)在線監(jiān)測技術(shù)，便于運(yùn)行部門在特殊狀況下采取相應(yīng)的措施，此外，也為輸電線路設(shè)計(jì)過程中綜合考慮設(shè)計(jì)預(yù)防水平、氣候環(huán)境條件等提供科學(xué)合理的技術(shù)依據(jù)。

（五）視頻在線監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用

視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)一般安裝在人口比較密集區(qū)、林區(qū)以及那些交通事故發(fā)生比較頻繁的地段，實(shí)時(shí)監(jiān)測周邊的狀況，及時(shí)找出對輸電線路構(gòu)成威脅的行為，并能夠及時(shí)采取糾正預(yù)防措施。視頻在線監(jiān)測技術(shù)必須借助視頻壓縮以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)，從而對輸電線路本體狀況以及周邊環(huán)境參數(shù)及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測。然而在視頻監(jiān)測的實(shí)踐運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸量比較小、現(xiàn)場視頻難以自行控制、信號不穩(wěn)定等各種狀況，伴隨CDMA以及3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，充分利用無線傳輸使得輸電線路的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語

總而言之，從目前中國的在線監(jiān)測技術(shù)的研究與開發(fā)進(jìn)程來看，在桿塔傾斜、覆冰、導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)與風(fēng)偏舞動(dòng)以及視頻在線監(jiān)測技術(shù)等方面取得了十分重大的突破，并獲得了非常廣泛的應(yīng)用，然而其標(biāo)準(zhǔn)化以及穩(wěn)定性等相關(guān)問題亟需得到解決。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃新波，陳榮貴.輸電線路在線檢測與故障診斷[M].中國電力出版社，2008.

[2] 黃新波，張國威.輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].廣東電力，2009，（1）.

[3] 毋耀宗.淺談輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（06）：120.