輸電線路覆冰在線監測系統設計的幾點探討

摘 要：新時期，為提升輸電線路系統運行的安全性與高效性，應重視對輸電線路覆冰在線監測系統的設計，能及時在覆冰條件下對輸電線路運行情況進行全方位的監測，可時刻獲取荷載數據，便于維護與管理者及時做好應對處理，可見，前期的系統設計工作極其重要。對此，本文就輸電線路覆冰在線監測系統設計展開分析與研究。

關鍵詞：輸電線路；覆冰；監測系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.159

在社會發展體系中，電力系統占據著重要的地位，旨在為人們的日常生活、商務運作與工業生產等提供基本的電力服務，是社會發展進程中的基礎性設施。若想為人們提供高質量的電力服務，保證在覆冰期間線路運行的高效性，應打造輸電線路覆冰在線監測系統，重視對系統的科學性設計，制定更為專業的設計的方案，以保證系統具備專業監控功能、數據存儲功能、數據處理功能等，能實現對覆冰階段輸電線路系統運行情況進行全面監測。

1 系統整體設計方案

設計輸電線路覆冰子線監測系統之前，設計者必須要了解系統屬性、用途、性能、工作條件與具體的適用范圍等，進而才可得到科學而合理的設計方案[1]。對于監測系統而言，主要分為監測分機、監測中心和無線通信網絡等幾個部門。監測分機主要是采集氣象參數、絕緣子串拉力與串傾角、現場圖像等信息，在無線網絡這一重要載體下來將以上數據傳輸到監測中心。等到將數據傳輸到監測中心之后，應將監測分機所上傳的信息開展分析、整理、存儲與打印，還要結合實況來開展預警與預測。此外，監測中心在通信時，需要依照監測分機與協議來操作，還要對監測分機參數進行配置[2]。在權限范圍內，客戶端可訪問監測中心，從而系統、全面的把握輸電線路的基本覆冰信息。

2 輸電線路覆冰在線監測系統的設計策略

2.1 監測分機設計

通過對監測系統的分析，意識到監測分機主要是具備采集、打包與發送數據信息的基本功能。受到氣候條件的影響，由于氣壓、溫度、風速、風向與雨量等因素的共同作用，很可能會發生覆冰現象。若輸電線路存在覆冰問題，極易改變絕緣子的傾角與串拉力。面對此類問題，所設計的監測分機，要具備收集氣壓、濕度、溫度、風速風向、絕緣子傾角與串拉力等的采集功能，通過對現場的圖像采集來了解輸電線路的覆冰狀態。通常情況下，監測分機會設定在野外，很難實現直接性的取電，因此，在設計時，應使用太陽能加蓄電池來為輸電線路提供電能支持。在監測分機中，硬件結構是必不可少的。分機中所選用的微控器主要是運用LPC2368微處理器，其是以ARM7內核為條件，能夠支持仿真32位中央處理器，其具備應用編程與系統編程的基本功能[3]。所謂的控制器，其主要管理蓄電池的放電情況，在電路條件下，可把蓄電池電壓轉換為電源所需的電壓，采取不同傳感器來采集氣象參數、絕緣子傾角、絕緣子串拉力等數據，借助圖像采集系統來處理攝影師拍攝到的圖片資源，進而更好的符合無線網絡條件的具體傳輸要求。

2.2 軟件設計

在整個監測系統中，所選用的軟件為基于μC/OS-II的操作系統，此系統呈現多任務的特點。應用此系統，其源碼呈現公開狀態，能滿足固化、移植與裁剪的基本要求，主要適用于較小的系統之中。在系統應用中，可將μC/OS-II移植在LPC2368內，結合分機功能來劃分系統，主要負責圖像采集、氣象數據采集、系統初始化、網絡數據處理與短消息處理等多項任務。若想實現整個監測系統的實時性，要科學設計任務優先級，借助系統來實現對信號量的發送，能為監測者提供足夠的信息支持，便于為決策的制定提供借鑒。

2.3 拉力傳感器

選擇拉力傳感器時，必須要充分考慮絕緣子屬性、桿塔結構與輸電系統所在地等因素。當前，輸電線路覆冰在線檢測系統中所應用的壓力傳感器為應變片式壓力傳感器。選擇完畢后，開展在線監測系統測量工作時，還要開展絕緣子串拉力的測試工作，測試所選擇的專用傳感器為JHXT型傳感器，可將球頭掛環功能予以取代。此外，該種傳感器安裝起來比較方便，主要是在合金鋼彈性體之上粘貼箔式應變片，然后實施測量。應用此種傳感器，其在結構上相對緊湊，且測量精度高、穩定性強。實際測量時，溫度漂移相對較小，在輸出上還具有對稱性的特點。應用此種傳感器，主要是利用三線制模擬輸出功能，其輸出電流信號控制在4～20m A之內。

3 結束語

綜上所述，輸電線路覆冰在線監測系統的設計，設計者應具備足夠的安全意識，借助監測系統獲取覆冰階段線路的運行狀態，一旦存在安全風險，能及時作出反應，以保證輸電線路運行的高效性，可為用戶提供高質量的電力服務。系統設計的開展，應重視對監測分機的硬件結構、軟件系統與拉力傳感器等進行精心設計，一旦出現覆冰情況，應及時開展預警，并采取措施予以應對，能大大提升輸電線路的安全性與可靠性。

參考文獻：

[1]王敩青，戴棟，郝艷捧，李立浧，傅闖，饒宏.基于在線監測系統的輸電線路覆冰數據統計與分析[J].高電壓技術，2012，38（11）：3000-3007.

[2]王黎明，李海東，梅紅偉，關志成.輸電線路覆冰在線監測系統國內外研究綜述[J].高壓電器，2013，49（06）：48-56.

[3]寧益輝.輸電線路覆冰在線監測系統的設計[J].中國高新技術企業，2017，（09）：187-188.

作者簡介：曹偉（1989-），男，湖北潛江人，本科，研究方向：輸電線路設計。endprint