電力行業(yè)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及展望

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高電網(wǎng)輸送能力等方面發(fā)揮著日益重要的作用。本文介紹了目前輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要類(lèi)型及其監(jiān)測(cè)原理，并結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了存在的不足之處，探討了輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。

電力行業(yè)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及展望

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院 宋 偉、周 慶、鄧幫飛、張海兵、肖前波/文

一、引言

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用是電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高電網(wǎng)輸送能力的必然要求。架空輸電線路是電網(wǎng)資產(chǎn)最大，分布最廣，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、惡劣，外力影響因素多發(fā)的電力環(huán)節(jié)。由于輸電線路的設(shè)備安全問(wèn)題大多無(wú)法通過(guò)肉眼發(fā)現(xiàn)，如導(dǎo)線運(yùn)行溫度過(guò)高、弧垂變化、風(fēng)偏放電、微風(fēng)振動(dòng)、桿塔傾斜等，因此，有必要在輸電線路上安裝相應(yīng)的傳感設(shè)備，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備危害的及時(shí)感應(yīng)，判斷線路設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)危急狀況進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

二、輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置的工作原理

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是在不影響設(shè)備運(yùn)行的條件下，通過(guò)直接安裝在輸電線路上的監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)的特征量進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)記錄、傳輸及處理的技術(shù)。輸電線路在線監(jiān)測(cè)是智能電網(wǎng)建設(shè)中輸電環(huán)節(jié)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢修、提升輸電線路安全運(yùn)行水平的重要技術(shù)手段。

輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常包含監(jiān)測(cè)單元、在線監(jiān)測(cè)基站、監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)等，是典型的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其工作過(guò)程如下：在導(dǎo)地線、絕緣子、桿塔上安裝監(jiān)測(cè)單元，實(shí)時(shí)或定時(shí)將受監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)及氣象環(huán)境等信息，通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至裝在桿塔上的在線監(jiān)測(cè)基站，基站再通過(guò)無(wú)線傳輸通信網(wǎng)絡(luò)將信息數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析處理、顯示及預(yù)警。監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)也可發(fā)出控制指令，通過(guò)監(jiān)測(cè)基站控制監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，或改變監(jiān)測(cè)單元的工作狀態(tài)。

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)包括：

1.導(dǎo)線覆冰監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線覆冰監(jiān)測(cè)主要采用稱(chēng)重法監(jiān)測(cè)輸電線路等值覆冰厚度，監(jiān)測(cè)的特征量主要有溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、導(dǎo)線溫度、絕緣子縱向傾角、桿塔掛點(diǎn)處荷載等。通過(guò)在懸垂絕緣子串上安裝拉力傳感器、角傳感器，測(cè)量絕緣子串的縱向偏斜角度以及絕緣子串作用在桿塔掛點(diǎn)處的拉力大小，根據(jù)力矩平衡和力平衡條件，可以計(jì)算得到作用在絕緣子串上的導(dǎo)線綜合荷載大小。輸電線路覆冰時(shí)，作用在輸電桿塔上的綜合荷載包括垂直檔距內(nèi)的導(dǎo)線荷載、覆冰荷載以及風(fēng)荷載。風(fēng)荷載可根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量結(jié)果，按照輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算得出；導(dǎo)線荷載可根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)、桿塔檔距等設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算得出。利用以上信息即可計(jì)算得到覆冰荷載，進(jìn)而計(jì)算得到導(dǎo)線等效覆冰厚度。

2.現(xiàn)場(chǎng)污穢度監(jiān)測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)污穢度在線監(jiān)測(cè)裝置主要采用光傳感器鹽密在線監(jiān)測(cè)法，全天候地采集運(yùn)行狀態(tài)下絕緣子串泄露電流和溫度、濕度等氣象參數(shù)。光傳感器測(cè)量鹽密是基于介質(zhì)光波導(dǎo)中的光場(chǎng)分布理論和光能損耗機(jī)理。置于大氣中的低損耗石英棒是一個(gè)以棒為芯、大氣為包層的多模介質(zhì)光波導(dǎo)。在石英棒上無(wú)污染時(shí)，由光波導(dǎo)中的基模和高次模共同傳輸光的能量，其中絕大部分光能在光波導(dǎo)的芯中傳輸，但有少部分光能將沿芯包界面的包層傳輸，光波傳輸過(guò)程中光的損耗很小。當(dāng)石英玻璃棒上有污染時(shí)，由于污染物改變了高次模及基模的傳輸條件；同時(shí)，污染粒子對(duì)光能的吸收和散射等產(chǎn)生光能損耗；該裝置的光傳感器就是利用檢測(cè)、分析光能以及相關(guān)參數(shù)來(lái)測(cè)量“鹽密”。所使用的光傳感器對(duì)大氣中鹽污十分靈敏，它可以高精度測(cè)量鹽密，并不受人為因素的影響。將傳感器與絕緣子串處于相同環(huán)境，通過(guò)計(jì)算可得出絕緣子表面的鹽密值。

3.線路風(fēng)偏監(jiān)測(cè)

輸電線路風(fēng)偏在線監(jiān)測(cè)裝置包括檢測(cè)儀、氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)儀和監(jiān)測(cè)中心，風(fēng)偏檢測(cè)儀多采用雙軸角度傳感器，可以安裝在絕緣子低壓端或?qū)Ь€（跳線）上，以對(duì)輸電線路的絕緣子串風(fēng)偏角、搖擺角和導(dǎo)線風(fēng)偏角、搖擺角進(jìn)行測(cè)量。氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)儀安裝在桿塔上，根據(jù)需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度、風(fēng)速、風(fēng)向等微氣象參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)中心設(shè)置在線路運(yùn)行單位。

4.微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)

輸電線路導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置是利用高精度加速度傳感器高速測(cè)量采樣周期內(nèi)所有振動(dòng)的波形，并對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得導(dǎo)線振動(dòng)的頻率、振幅和各種頻率的振動(dòng)次數(shù)，并可通過(guò)分析軟件進(jìn)一步計(jì)算導(dǎo)線懸掛點(diǎn)出口處的動(dòng)彎應(yīng)變和應(yīng)力以及被測(cè)導(dǎo)線大致的估算壽命。導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置還配有氣象采集單元，用于提供線路當(dāng)?shù)氐臍庀髤?shù)，如溫度、濕氣、風(fēng)速、風(fēng)向、日照、雨量等，不同氣象條件的風(fēng)速、特別是不同環(huán)境溫度將直接影響電線張力，從而影響導(dǎo)線的振動(dòng)水平。所以通過(guò)氣象參數(shù)和導(dǎo)線振動(dòng)數(shù)據(jù)的綜合，可以分析各種氣象條件下導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的實(shí)際情況。

5.導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置主要通過(guò)在導(dǎo)線上安裝舞動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置（數(shù)據(jù)采集終端），采集現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線舞動(dòng)的幅值、頻率、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象參數(shù)。在一檔導(dǎo)線中安裝多個(gè)導(dǎo)線舞動(dòng)采集單元的方式進(jìn)行舞動(dòng)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)線舞動(dòng)采集單元可采集三個(gè)方向的加速度信息，通過(guò)對(duì)導(dǎo)線上監(jiān)測(cè)點(diǎn)加速度的采集和分析，可利用相關(guān)數(shù)學(xué)模型分析出導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的振動(dòng)頻率、振幅等信息。通過(guò)一檔內(nèi)多個(gè)舞動(dòng)點(diǎn)處的加速度的計(jì)算分析，以及相應(yīng)檔內(nèi)的線路基本信息，可分析舞動(dòng)線路的舞動(dòng)半波數(shù)及可計(jì)算導(dǎo)線運(yùn)行的軌跡相關(guān)參數(shù)。通過(guò)GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將有效參數(shù)傳往監(jiān)控中心。后臺(tái)軟件分析系統(tǒng)利用趨勢(shì)分析技術(shù)、人工智能、模糊判斷、迭代技術(shù)等手段對(duì)數(shù)據(jù)和桿塔的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析處理，推導(dǎo)出輸電線路的舞動(dòng)狀況。再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣象條件和近期氣象預(yù)報(bào)，預(yù)測(cè)舞動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì)；依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定預(yù)報(bào)警值，采用多種方式預(yù)、報(bào)警。

6.導(dǎo)線溫度監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測(cè)裝置主要采用接觸類(lèi)導(dǎo)線溫度采集單元。接觸類(lèi)導(dǎo)線溫度采集單元是指安裝在導(dǎo)線上的導(dǎo)線溫度采集單元，其測(cè)溫傳感元件與導(dǎo)線、金具表面可接觸；測(cè)溫時(shí)采用合理的固定方式，將鉑電阻、熱敏電阻、數(shù)字溫度傳感器等溫度傳感元件與導(dǎo)線、金具外表面充分接觸，經(jīng)過(guò)傳感、信號(hào)處理和無(wú)線傳輸?shù)龋瑢?shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)導(dǎo)線或金具表面溫度。

7.導(dǎo)線弧垂監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線弧垂在線監(jiān)測(cè)裝置主要采用雙軸角度傳感器監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的弧垂、對(duì)地距離參數(shù)，根據(jù)模型進(jìn)行相應(yīng)分析計(jì)算，得到最小電氣間隙等，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線弧垂?fàn)顩r。角度傳感器測(cè)量元件采用雙軸[x軸（橫線路方向）、y軸（順線路方向）]角度傳感器，根據(jù)測(cè)量重力加速度在加速度傳感器敏感軸x軸、y軸方向上的分量，即可計(jì)算出弧垂采集單元在兩個(gè)方向上的角度，進(jìn)行依據(jù)桿塔的相關(guān)參數(shù)，可計(jì)算導(dǎo)線傾角，通過(guò)相關(guān)公式模型換算出弧垂值和對(duì)地距離。

8.桿塔傾斜監(jiān)測(cè)

通過(guò)雙軸傾角傳感器測(cè)出桿塔在順線路方向和橫線路方向傾斜角度，進(jìn)而計(jì)算出桿塔在順線路方向和橫線路方向的傾斜度和綜合傾斜度。

9.圖像視頻監(jiān)測(cè)

視頻監(jiān)測(cè)裝置主要為攝像頭，攝像頭采用定焦鏡頭，免去自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程產(chǎn)生的額外功率消耗，視頻監(jiān)控裝置分別安裝在輸電線路監(jiān)視點(diǎn)附近的桿塔上，同一裝置上可以有1～3個(gè)攝像頭分別采集導(dǎo)線、地面和桿塔等的圖像信號(hào)。

圖像監(jiān)測(cè)裝置采用CCD攝像機(jī)通過(guò)屏蔽雙絞線輸出的模擬視頻信號(hào)送入數(shù)據(jù)集中器的視頻處理傳輸模塊，進(jìn)行視頻采樣、A/D轉(zhuǎn)換，將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，之后送入計(jì)算處理單元進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)處理，最后將壓縮后的數(shù)字圖視頻信號(hào)通過(guò)CDMA/3G網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。

表1 輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置按電壓等級(jí)裝用情況

圖1 輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置類(lèi)型分布

圖2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)

10.微氣象監(jiān)測(cè)

通過(guò)氣象傳感器，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、大氣壓強(qiáng)、降水量、光輻射等參數(shù)。采集裝置把采集到的參數(shù)通過(guò)公網(wǎng)向狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送，狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。

三、在線監(jiān)測(cè)裝置供電方式

輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置一般安裝在野外環(huán)境，必須開(kāi)發(fā)獨(dú)立的供電裝置為其供電。目前國(guó)內(nèi)外輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供電方式主要包括用電流互感器從高壓導(dǎo)線取能方式、激光供能方式、蓄電池供電方式和太陽(yáng)能供電方式等。

1.利用電流互感器感應(yīng)供電

感應(yīng)供電電源由感應(yīng)裝置和電源整流電路組成。其中，感應(yīng)裝置主要由鐵芯和環(huán)繞在鐵芯上的線圈組成，用于感應(yīng)電力線周?chē)蛔冸姶艌?chǎng)的能量，以交變電壓的形式送入電源整流電路進(jìn)行處理，電源整流電路把交變的電壓轉(zhuǎn)為直流電壓給監(jiān)測(cè)裝置提供電源。該方法必須經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)，增加了誤差來(lái)源，降低了電源的穩(wěn)定性能。

2.激光供能

激光供能是采用激光或其他光源從低壓側(cè)通過(guò)光纖將光能傳送至高壓側(cè)，再由光電轉(zhuǎn)換器件將光能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)降壓后輸出穩(wěn)定的直流電源。該方法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電源紋波小，但是壽命有限，造價(jià)高，維護(hù)困難。

3.蓄電池供電

蓄電池分為一次性蓄電池和可充電蓄電池。蓄電池輸出的電壓降隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)發(fā)生衰減，電池還會(huì)自放電，降低容量。由于一次性蓄電池的容量有限，而監(jiān)測(cè)終端安裝在高壓架空導(dǎo)線上，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法更換電池，所以即使系統(tǒng)進(jìn)行了低功耗處理，一次性蓄電池還是無(wú)法保證監(jiān)測(cè)終端長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作；可充電蓄電池由于可循環(huán)充電，常作為輔助電源存儲(chǔ)電能，配合其他供電電源共同使用。

圖3 在線監(jiān)測(cè)故 障裝置類(lèi)型分布

圖4 在線監(jiān)測(cè)故 障裝置

4.太陽(yáng)能供電

太陽(yáng)能供電主要通過(guò)太陽(yáng)能—蓄電池組合供電方式供電。太陽(yáng)能供電與蓄電池供電結(jié)合，白天有日照時(shí)太陽(yáng)能陣列向負(fù)載供電，并向蓄電池充電，在夜晚或陰雨天缺乏日照時(shí)，由蓄電池向負(fù)載放電，以保證系統(tǒng)供電的連續(xù)和穩(wěn)定。安裝在桿塔上的太陽(yáng)能電池板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存于主機(jī)箱內(nèi)的蓄電池組內(nèi)，為主機(jī)箱提供電源，可保證在冰、雨、無(wú)光照天氣下主機(jī)箱仍能持續(xù)工作。

四、監(jiān)測(cè)信息的無(wú)線傳輸、處理及診斷技術(shù)

1.信息無(wú)線傳輸技術(shù)

在電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)中常用的通信方式有電力線載波通信、光纖傳輸、CDMA、GPRS、Wi-Fi等。不同的通信方式在性能、特點(diǎn)和應(yīng)用上都不同，數(shù)據(jù)傳輸率、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積、功耗和組網(wǎng)方式等方面也各有差異。由于輸電線路線路長(zhǎng)、分布廣，輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息通信主要通過(guò)無(wú)線通信方式，有CDMA、GPRS、Wi-Fi、ZigBee等。在一定信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，充分利用GPRS/CDMA公共網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸；在無(wú)移動(dòng)信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，則可以借助無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，通過(guò)無(wú)線接力等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2.信息處理及診斷技術(shù)

后臺(tái)數(shù)據(jù)處理及診斷系統(tǒng)主要有兩個(gè)作用：1）對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，給出實(shí)時(shí)的分析結(jié)果供線路運(yùn)行管理人員參考；2）對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，給出某段時(shí)間線路的運(yùn)行情況，給出預(yù)測(cè)分析結(jié)果，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，可防止事故的發(fā)生。對(duì)傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理分析的目的是抑制干擾和提取信號(hào)特征，其方法可分為時(shí)域分析、頻域分析等。診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是傳感器的精密化與多維化、診斷理論與診斷模型的多元化、診斷技術(shù)的智能化。其中數(shù)學(xué)診斷方法有模糊診斷、灰色系統(tǒng)診斷、故障樹(shù)診斷、小波分析、混沌分析與分形特征提取等；智能診斷方法有模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算和專(zhuān)家網(wǎng)絡(luò)等；以特征量性質(zhì)的診斷方法有閾值診斷、時(shí)域波形診斷、頻域特征診斷和指紋診斷等。

五、在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用情況分析

1.安裝規(guī)模

某地區(qū)于2009年開(kāi)始推廣輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用，截至2015年底，共計(jì)在71條線路上安裝了導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線弧垂、導(dǎo)線舞動(dòng)、桿塔傾斜、微氣象、微風(fēng)振動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)污穢度、風(fēng)偏和圖像10類(lèi)輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置177套，各類(lèi)型裝置數(shù)量如圖1所示，按電壓等級(jí)裝用情況如表1所示。在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行年限分布如圖2所示，其中運(yùn)行年限在1年以?xún)?nèi)的在線裝置較多，占比33.33%。

2.裝置運(yùn)行情況及分析

該地區(qū)輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置故障較為頻繁，運(yùn)行情況不甚理想。177套裝置中73套裝置出現(xiàn)過(guò)諸如供電、通訊和傳感器等問(wèn)題故障而不能長(zhǎng)期正常運(yùn)行，故障裝置涉及除導(dǎo)線舞動(dòng)外的其余9類(lèi)輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置，如圖3所示。其中，圖像和微氣象在線監(jiān)測(cè)裝置故障數(shù)量較多，占比達(dá)到54.79%。2015年度裝置故障率達(dá)到0.87次/（臺(tái)?年）。

輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置故障的主要技術(shù)原因是電源供電問(wèn)題。輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置主要是通過(guò)太陽(yáng)能-蓄電池方式供電，受自然環(huán)境影響，裝置安裝地區(qū)春秋季節(jié)多陰雨，冬季易出現(xiàn)霧霾天氣，在這三個(gè)季節(jié)日照較少，這致使蓄電池儲(chǔ)能不足，形成了在春、秋、冬三個(gè)季節(jié)由于蓄電池電量不足輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置無(wú)法正常工作，主要體現(xiàn)為輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置通信故障、無(wú)法接收指令等，2015年供電問(wèn)題造成故障次數(shù)占總故障次數(shù)的42.21%，輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性受到極大影響。同時(shí)，蓄電池長(zhǎng)期處于儲(chǔ)能不足狀態(tài)又易造成其壽命下降，惡性循環(huán)導(dǎo)致供電能力嚴(yán)重衰減，蓄電池壽命僅有3—5年左右。運(yùn)行年限在5年以上的故障裝置占比達(dá)到35.62%，如圖4所示。

電源供電不僅易引起故障的產(chǎn)生，同時(shí)也限制了部分類(lèi)型監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)性。以圖像和視頻在線監(jiān)測(cè)裝置為例，由于其運(yùn)行耗能較高，僅通過(guò)蓄電池供電無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)在線的需要，圖像和視頻在線監(jiān)測(cè)裝置都是定時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)間有限，對(duì)突發(fā)性事件無(wú)法做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

在運(yùn)行過(guò)程中，除電源供電問(wèn)題外，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性差也造成運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)諸多問(wèn)題。2015年，該地區(qū)輸電在線監(jiān)測(cè)裝置共有12臺(tái)發(fā)出告警，但是由于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差造成有效報(bào)警率極低。這與部分類(lèi)型監(jiān)測(cè)量并不是直接獲取，與裝置安裝位置、數(shù)學(xué)計(jì)算模型等有關(guān)，這造成計(jì)算結(jié)果不能反映真實(shí)情況。以導(dǎo)線覆冰為例，其通過(guò)集成角度傳感器的拉力傳感器測(cè)量拉力大小，進(jìn)而計(jì)算得到導(dǎo)線等效覆冰厚度，但是受外部環(huán)境影響和計(jì)算模型限制，導(dǎo)線覆冰監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)地輸電線路覆冰情況差異較大。

針對(duì)在運(yùn)行過(guò)程中暴露出來(lái)的問(wèn)題，輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化提升：

（1）電源供電能力提升。目前的太陽(yáng)能-蓄電池供電方式不僅無(wú)法滿(mǎn)足全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)的需要，同時(shí)受地區(qū)日照條件的影響較大?？梢詮男铍姵貎?chǔ)能容量和充電方式兩方面進(jìn)行提升，通過(guò)采用更高儲(chǔ)能密度的新材料作為儲(chǔ)能介質(zhì)，提高蓄電池的儲(chǔ)能容量；發(fā)展感應(yīng)供電和蓄電池供電結(jié)合的組合供電方式，利用電磁感應(yīng)從輸電線路取能供電，在線路負(fù)荷電流較小或停運(yùn)時(shí)，由蓄電池供電，由于感應(yīng)供電需要整流、濾波、穩(wěn)壓等，提高感應(yīng)供電的穩(wěn)定性和抗沖擊能力將是將是這種方式需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

（2）監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性提升。目前監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性仍存在不足，導(dǎo)致未能準(zhǔn)確掌握輸電設(shè)備狀態(tài)?？梢詮膬煞矫孢M(jìn)行提升：一是改進(jìn)基礎(chǔ)算法，針對(duì)不同的外部監(jiān)測(cè)環(huán)境優(yōu)化計(jì)算模型，獲得更加準(zhǔn)確的處理數(shù)據(jù)，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性；二是提升數(shù)據(jù)分析能力，通過(guò)數(shù)據(jù)診斷方法和智能診斷方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電設(shè)備狀態(tài)的預(yù)測(cè)和故障原因的智能分析。

六、展望

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路中已經(jīng)大范圍應(yīng)用，已經(jīng)開(kāi)始逐步取代傳統(tǒng)的人工巡檢方式，但是由于應(yīng)用時(shí)間較短，實(shí)時(shí)性和可靠性仍有待提高。隨著傳感器技術(shù)、裝置供電技術(shù)、信息傳輸處理及診斷技術(shù)等關(guān)鍵在線監(jiān)測(cè)裝置關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高輸電線路的運(yùn)行管理水平，在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高電網(wǎng)輸送能力等方面發(fā)揮日益重要的作用。