輸電線路雷電在線監控系統的設計與研發

韓 寶,李 峰,李孟孟,牛中峰,朱玉磊

（鄒平縣供電公司,256200）

輸電線路雷電在線監控系統的設計與研發

韓 寶,李 峰,李孟孟,牛中峰,朱玉磊

（鄒平縣供電公司,256200）

輸電線路大都分布在戶外，長期受到雷電等惡劣氣候的影響，很容易造成電力事故并引發巨大的經濟損失。因此有必要對輸電線路進行雷電防護，鑒于此，本文對目前輸電線路主要防雷措施進行分析，并根據雷擊對電力系統破壞的機理，對輸電線路雷電在線監控系統的設計與研發進行深入分析。

輸電線路；防雷技術；在線監控；設計

0 引言

輸電線路主要用于電流的輸送，通常設置在戶外，因此容易受到氣候、地形等外界條件的影響，尤其是雷電等惡劣氣候，當輸電線路遭受雷擊時，會使導線上的電荷量急劇上升，輕則引起絕緣子閃絡，重則導致絕緣子破裂、擊穿以及斷線，從而直接影響供電設備的安全運行。因此有必要對輸電線路進行雷電的在線監測與防護，根據天氣等情況及時報警提高線路運行的可靠性和安全性。

1 在線監控系統的架構設計

輸電線路雷電在線監控系統主要用于氣象條件和輸電線路狀況的監測，借助現代通信技術進行數據的實時傳輸，結合專家數據庫及時的給出氣候和雷電信息，有效地預防輸電線路遭受雷擊引起的事故。整個輸電線路雷電在線監控系統主要由專家軟件、省監控中心主機、地市局監控中心主機以及線路監測分機構成，輸電線路雷電在線監控系統拓撲結構如下圖-1所示：

由圖可知，各個線路監測分機負責對氣象條件例如溫度、濕度、風速以及雨量等信息進行采集，然后再利用全球移動通信系統（Global System for Mobile Communication，GSM）以及短信息服務技術（ShortMessageService，SMS）發送至上一層的地市局監控中心主機，通過監測中心可以對這些數據進行分類整理。地市局監控中心主機與省監控中心主機通過局域網（LocalAreaNetwork，LAN）互聯，省監測中心可以直接調用地市局監測中心的各項數據，并借助專家軟件了解該地區輸電線路的運行狀況。

2 在線監測系統的功能設計

上文中分析了輸電線路雷電在線監控系統由專家軟件、省監控中心主機、地市局監控中心主機以及線路監測分機構成，下面我們就對這幾大部分的具體設計進行詳細分析：

2.1 前端設備

輸電線路雷電在線監控系統的前端設備，也就是在線監測分機是信息采集的核心部位，主要負責對輸電線路周圍環境的溫度、濕度、風速以及雨量等信息進行采集。主要設置于戶外輸電線路上，整體設計采用球形機結構，真空密閉防止戶外灰塵吸附產生靜電干擾，并且可以有效地降低維護成本。

2.2 信息傳輸設備

由于輸電線路雷電在線監控系統的前端設備大都位于戶外，而且受到線路分布廣、跨度大、環境復雜的影響，要想將前端設備采集到的數據實時準確的傳輸到監控中心，就必須借助現代化的通信設備。本文研究的輸電線路雷電在線監控系統的信息傳輸設備主要采用GSM以及SMS，將前端設備采集到的環境數據信息、報警數據信息以及各項視頻信息準確、及時的傳送至監控中心，實現對輸電線路、塔桿情況的在線監測并且實現本地儲存。

2.3 后端設備

后端設備是整個輸電線路雷電在線監控系統的核心環節，通過專用的服務器以及互聯網作支撐，采用網頁瀏覽的形式進行數據信息的查詢和維護，管轄區域內的工作人員可以通過計算機實現輸電線路雷電防護的現場視頻瀏覽，線路運行維護人員也可以通過計算機定期查看重點防護區域內的雷電預防視頻，而且操作更加方便和快捷。

2.4 專家軟件

專家軟件可以對輸電線路桿塔上的氣象條件進行實時監測，然后通過對分機的點測、巡測數據進行分析判斷，利用建立的數據庫對環境溫度、雨量、風速、風向等信息分析輸電線路區域當前的天氣狀況，并且提供及時的雷電預警，并且把報警信息以短信的形式發送給輸電線路管理人員。專家軟件集中了導線應力、絕緣子串傾斜角、風偏角以及環境適度等信息，建立該線路的雷電信息數據庫，便于省地市級監控中心的調用和查看。

3 雷電在線監測系統的應用效果

輸電線路雷電在線監控系統在線路視頻監控方面，由于其供電和信號傳輸方式的特殊性，需要在正是投入運行過程中借助光纜進行信號傳輸。該系統可以有效的對溫度、濕度、風速以及雨量等信息進行采集，并借助現代通信技術進行數據的實時傳輸，結合專家軟件給出輸電線路現場環境數據信息以及雷雨信息，有效地預防雷擊事故的發生。并且通過對數據的分類和整理建立有關雷電氣象的動態數據庫，實現省地市之間的資源共享，為輸電線路雷電在線檢測和后期維護提供基礎數據，并且對雷電重災區的輸電線路改造和事后重建提供理論依據。

4 結束語

綜上所述，雷電會嚴重破壞戶外輸電線路，從而引發嚴重的電力安全事故。因此采用科學有效地防雷措施是輸電線路防雷工作的關鍵所在。通過對現階段國內電網架空線路以及變電站的主要防雷措施進行細致分析并且對戶外架空線路的防雷措施提出了一些改進建議，強調了采取防雷改進措施的必要性，也只有正確的實施雷電的在線監控，才能有效地確保輸電線路防雷工作地可靠性。

[1] 王琪.雷擊架空輸電線路暫態電流行波仿真與模式識別方法研究[D]重慶大學，2014

[2] 陳家宏.中國電網雷電定位系統與雷電監測網[J]高電壓技術.2008(03)

[3] 喻劍輝,張元芳編著.高電壓技術[M]中國電力出版社,2006

韓寶，男，1987 - ，本科，鄒平縣供電公司，助理工程師，從事農電管理方向研究。

Design and development of transmission line lightning-line monitoring system

Han Bao,Li Feng,Li Mengmeng,Niu Zhongfeng,Zhu Yulei
(Zouping County power company,256200)

Most transmission line located in the outdoors,long affected by lightning and other bad weather, it is easy to cause electrical accidents and caused huge economic losses.Therefore it is necessary transmission lines lightning protection, in view of this,the paper is currently the main transmission line lightning protection measures were analyzed and the mechanism of lightning damage to the power system according to the design and development of transmission line lightning-line monitoring system for further analysis.

Transmission Line；Lightning protection；Online Monitoring；Design

圖-1 雷電在線監控系統拓撲圖