高壓輸電線路在線檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

摘 要：現(xiàn)階國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求越來(lái)越依賴(lài)，同時(shí)對(duì)供電部門(mén)的要求也越來(lái)越高，所以我們對(duì)高壓輸電線路的遠(yuǎn)距離電網(wǎng)的運(yùn)行與實(shí)施的安全性要求也越來(lái)越高。因此在冬季遠(yuǎn)距離高壓輸電線路氣候條件與地理位置等環(huán)境惡化，原因是輸電線路的覆冰厚度比較大，再加上氣溫比較低，因此造成了高壓導(dǎo)線給人們帶來(lái)的危險(xiǎn)性比較大。所以在維護(hù)以及運(yùn)行高壓線路的時(shí)候還存在一系列的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：高壓；輸電線路在線檢測(cè)；覆冰；環(huán)境影響

1 各種不同類(lèi)型的輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1 概述

線路上監(jiān)測(cè)裝置的電源和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸通信兩大因素分別對(duì)輸電線路的在線以及研究檢測(cè)技術(shù)造成了影響。在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，通訊電子技術(shù)以及傳感技術(shù)發(fā)展快速的情況之下，各種各樣的輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)施被人們不斷地研發(fā)出來(lái)。如導(dǎo)線擺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、覆冰下輸電線路的在線監(jiān)測(cè)、桿塔傾斜監(jiān)控系統(tǒng)等。

1.2 覆冰下輸電線路的在線監(jiān)測(cè)

在對(duì)輸電線路進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)時(shí)，覆冰監(jiān)測(cè)導(dǎo)線會(huì)根據(jù)后臺(tái)診斷分析對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如此可以提前預(yù)防事故的發(fā)生，同時(shí)管理人員也會(huì)及時(shí)地接收到發(fā)送來(lái)的警報(bào)。因此可以有效的減少各種線路事故的發(fā)生。

輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理：

（1）由監(jiān)測(cè)線路拉力反應(yīng)而得知。傳感器安裝在絕緣子上，可以有效的監(jiān)測(cè)覆冰后的各種狀況，并且可以采集各種參數(shù)如環(huán)境的變化及不同，然后會(huì)及時(shí)地將收集到的信息傳輸至后方監(jiān)控中心，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和理論修正，發(fā)送冰情預(yù)報(bào)信息，并且發(fā)除冰警報(bào)。

（2）監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的傾斜角或者是弧度都反映了覆冰狀況。參數(shù)是通過(guò)導(dǎo)線傾斜角度以及弧垂的采集后，再對(duì)氣象環(huán)境參數(shù)、線路參數(shù)及輸電線路狀況方程，進(jìn)行分析比較后就可以計(jì)算各種覆冰技術(shù)的參數(shù)，如覆冰的平均厚度和覆冰的重量等等，從而對(duì)輸電線路覆冰的危險(xiǎn)做出等級(jí)判斷，除冰信息就可以及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)出。由于上面所說(shuō)的第一個(gè)原理是運(yùn)用傳感器在絕緣子上這一點(diǎn)，可以將應(yīng)力傳感器通過(guò)實(shí)驗(yàn)與安全性論證為其前提條件。另一個(gè)原理則是在保持線路參數(shù)不變的情況下，線路運(yùn)行的安全性也不會(huì)發(fā)生什么變化。通過(guò)前面兩種去除高壓輸電線路覆冰的方法的介紹，而不能得出檔內(nèi)各段導(dǎo)線的覆冰形態(tài)的結(jié)論，而得出的結(jié)論是：高壓輸電線路的覆冰厚度是由導(dǎo)線覆冰的厚度而決定的。

1.3 輸電線路氣象和導(dǎo)線風(fēng)偏對(duì)在線監(jiān)測(cè)的影響

輸電線路氣易用和導(dǎo)線風(fēng)偏是根據(jù)風(fēng)偏校驗(yàn)和線路設(shè)計(jì)而得出的最為有效而實(shí)時(shí)的依據(jù)；從而運(yùn)行部門(mén)可以實(shí)時(shí)合理的采取預(yù)防風(fēng)偏的措施，并可以通過(guò)協(xié)助運(yùn)行部門(mén)發(fā)現(xiàn)放點(diǎn)故障的方面；區(qū)域氣象資料的收集，氣象資料的記錄及觀測(cè)是由檢測(cè)中心的送電線路所完成，并積累運(yùn)行區(qū)域氣象資料，改善風(fēng)偏計(jì)算的方法，并且可以由此而對(duì)輸電線路桿塔上最大的瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，同時(shí)也會(huì)對(duì)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)軌跡和風(fēng)壓不均等情況進(jìn)行記錄，如此一來(lái)，便為制定出合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供了最佳的理論依據(jù)。

1.4 輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

受自然力、重力或其它因素的影響，煤礦采空區(qū)上面的覆巖石會(huì)發(fā)生不同的變化，從而引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害，如地面的裂縫、滑坡以及地面的塌陷等等，因此容易造成地基的變形和采空區(qū)桿塔傾斜，還可能造成嚴(yán)重的輸電線路安全。

在全球移動(dòng)通信的桿塔傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)下能夠?qū)φ谶\(yùn)行的桿塔傾斜度進(jìn)行實(shí)際的監(jiān)控，已經(jīng)應(yīng)用到220kv和以下電壓等級(jí)輸電系統(tǒng)當(dāng)中，并且發(fā)現(xiàn)在桿塔傾斜，基礎(chǔ)移位和塔材變形等多種情況下，也可以有效的保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

由于鐵塔荷載大，特高壓結(jié)路中塔頭無(wú)線電容易受到一些外界因素的干擾，再加上山區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)不強(qiáng)等原因，仍無(wú)法保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此國(guó)家電網(wǎng)公司針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題開(kāi)展了特高壓GSM桿塔傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的研制，并且最終取得了成功，采用了此項(xiàng)技術(shù)后，特高壓線路運(yùn)行就可通過(guò)桿塔傾斜的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。

1.5 輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)

如果導(dǎo)線舞動(dòng)損害線路，就會(huì)造成塔材和螺絲變形與折斷，還有金屬斷裂和導(dǎo)線落地等情況的發(fā)生，從而造成大部分地區(qū)停電的狀況。因此對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)，可有利于導(dǎo)線舞動(dòng)的觀測(cè)和記錄工作的順利進(jìn)行，從而能夠準(zhǔn)確地將易舞線路和易舞分布區(qū)繪制出來(lái)，這對(duì)指導(dǎo)線路防舞設(shè)計(jì)起著十分重要的作用。

其實(shí)根據(jù)檔距和線路的情況，在一檔導(dǎo)線中安裝導(dǎo)線擺監(jiān)測(cè)儀，同時(shí)采取3個(gè)方向的加速信息，如此依據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)加速度信息的計(jì)算分析和線路信息，可以獲取舞動(dòng)半波數(shù)和計(jì)算導(dǎo)線運(yùn)行軌跡的相關(guān)參數(shù)，根據(jù)獲取的信息分析線路可能會(huì)發(fā)生的舞動(dòng)危害，然后發(fā)出警報(bào)，如此一來(lái)，就可以有效地避免各種事故的發(fā)生。

2 特高壓線路中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 基本要求

正是由于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在特高壓線路中的可行性，才會(huì)產(chǎn)生對(duì)特高壓線路安全運(yùn)行的意義。特高壓線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)范的依據(jù)，在特高壓線路在線監(jiān)測(cè)裝置中表現(xiàn)為5個(gè)方面的具體要求：

第一個(gè)要求是在不影響電氣性能的可靠性下，在特高壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中需要安裝1000kv特高壓，只有這樣才不會(huì)影響電氣性能的可靠性，并且需要滿足1000kV特高壓交流線路的電暈要求以及無(wú)線電干擾要求。

第二個(gè)要求線路機(jī)械性能的可靠性不能受到干擾，在特高壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中安裝的裝置要良好，并且不能給線路帶來(lái)危險(xiǎn)。

第三個(gè)要求在線路運(yùn)行人員的高空作業(yè)下，在特高壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中安裝方式應(yīng)該既簡(jiǎn)單和方便與可靠。

第四個(gè)要求保證特高壓線路長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，以及可以抵抗特高壓線路電磁場(chǎng)，同時(shí)可以應(yīng)對(duì)各種天氣和不需要連接外部電源以及避免各種維護(hù)。

第五個(gè)要求要想在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，必須使數(shù)據(jù)傳輸方式和存儲(chǔ)方式符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 應(yīng)用范圍

加強(qiáng)線路安全穩(wěn)定運(yùn)行是能夠保障特高壓線路中應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的正常運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)該有積累運(yùn)行數(shù)據(jù)的需要，并且突出重點(diǎn)和體現(xiàn)差異化作為原則，在這樣的前提下就有了6個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：

2.2.1 將覆冰在線監(jiān)測(cè)裝置安裝在重要交叉跨越（包括主干鐵路、主干高速公路）、覆冰較重地區(qū)、山區(qū)較長(zhǎng)耐張段和易覆冰的微氣象區(qū)，并且與輸電線路視頻監(jiān)控裝置相結(jié)合，那么就可發(fā)揮較大的作用。

2.2.2 將導(dǎo)線風(fēng)偏和氣象裝置安裝在微氣象區(qū)和微地形區(qū)，對(duì)導(dǎo)線風(fēng)偏數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)氣象條件、運(yùn)行、設(shè)計(jì)等各個(gè)方面進(jìn)行深入透徹地分析，從而使特高壓輸電線路對(duì)強(qiáng)風(fēng)的抵御能力有所增強(qiáng)。

2.2.3 將桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置安裝在煤礦采動(dòng)的影響區(qū)內(nèi)，對(duì)桿塔傾斜的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，如此可以及時(shí)地對(duì)采空區(qū)塌陷可能發(fā)生的線路事故進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)防。

2.2.4 將微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在大跨越線路上。

2.2.5 將舞動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置安裝在舞動(dòng)易發(fā)的區(qū)域，如此可以對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)的曲線和波數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。

2.2.6 可以將視頻監(jiān)測(cè)裝置安裝在重要跨越、大跨截止線路和一些極為偏僻的地區(qū)，如此可以對(duì)這些特殊地段的線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.3 建立在線監(jiān)測(cè)管理的平臺(tái)

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在特高壓線路中的運(yùn)用，可以利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整合，以及對(duì)數(shù)據(jù)集中處理與綜合都有著十分重要的作用，同時(shí)還能有效地節(jié)約投資。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制顯示可以通過(guò)在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)而得到實(shí)現(xiàn)：可以建立具有開(kāi)放性的數(shù)據(jù)接口，而這個(gè)接口是通過(guò)Web服務(wù)的方式對(duì)各種不同廠家的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和處理的。還可以建立具有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，如此一來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中、應(yīng)用和管理。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用輸電線路在線系統(tǒng)對(duì)輸電結(jié)路運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然后通過(guò)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)傳遞準(zhǔn)確的信息，經(jīng)過(guò)對(duì)這些信息的分析和判斷，就可以判斷出設(shè)備的真實(shí)狀況。同時(shí)，通過(guò)對(duì)平臺(tái)信息的分析，管理者也可以發(fā)布準(zhǔn)確而有效的指令，將可能發(fā)生的事故進(jìn)行及時(shí)的排除和預(yù)防，從而保證了線路的正常運(yùn)行。另外特高壓交流試驗(yàn)示范工程分別將7類(lèi)87套在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行了安裝，如覆冰、舞動(dòng)和視頻等。與特高壓數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以使得三維可視化技術(shù)在線監(jiān)測(cè)顯示與控制平臺(tái)提供有效的依據(jù)，同時(shí)還可以通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備的在張查詢，更加有效地保證了特高壓工程的正常運(yùn)行。