基于BIM技術的電力在線監測技術在輸電線路運維中的應用研究

劉沛軒

摘??要：現如今我國是經濟快速發展的新時期，人們的生活水平得到了提高，對電力供應的質量和數量提出了更高的要求。由于受地域限制以及環境的影響，輸電線路設計路徑不僅多變復雜而且自然地理條件極其惡劣，輸電線路頻繁遭遇各種威脅。加上線路中各種電力設備、電氣元件和電纜隨著服役年限的延長而逐漸老化，嚴重影響了輸電線路穩定、有效地工作。傳統運維管理模式下，維護人員周期性巡視雖然可以發現設備隱患，但是受其自身局限性的影響，對輸電線路在特殊氣候與環境中難以實現有效監測，并且對線路走廊外力的變化在巡視周期的真空期無法及時掌握，故而使輸電線路容易因缺乏監測而于下一個巡視開始之前便發生故障。

關鍵詞：輸電線路;線路運維;在線監測技術

引言

社會與科技的高速發展大大增加了用電負荷，用電安全逐漸引起人們的重視。輸電線路桿塔的接地電阻直接影響著供電系統安全，輸電線路桿塔接地電阻越小，抗雷擊效果越好，電路受雷擊損害致使跳閘的可能性就越小，因此有效的輸電線路桿塔接地狀態在線監測方法就顯得尤為重要。利用在線監測方法時刻監視接地電阻，發現不合格接地電阻應立刻采取應對措施，可極大地增強輸電線路供電安全性;并且有效輸電線路桿塔接地狀態在線監測方法可準確快速檢測出接地短路點，為電路搶修提供寬裕時間。但是當前通常采用人工方式檢測輸電線路桿塔接地狀態，存在測量時間長、無法及時監測到故障點的弊端。因此，本文提出新的輸電線路桿塔接地狀態在線監測方法。

1系統原理

首先，輸電線路在線監測系統的構成呈明顯的多樣性，二級網絡結構模式為該系統的主要結構模式，主要由線上監測裝置部分，監測中心，線路監測基站等三大部分構成，其中線上監測裝置部分主要由溫度監測儀，導線覆冰監測儀等構成。其次，要全面掌握輸電線路在線監測技術的工作原理，則要對輸電線路在線監測技術的相關技術參數進行整體的把控與掌握，而技術參數主要由環境運行的參數與設備運行的參數兩大部分構成，輸電線路在線監測技術則主要是通過對數據信息與各類參數的采集與分析，從而完成輸電線路的全面監測和管理。同時，監控系統的管理人員則能通過對監測中心反饋的信息與參數進行查閱與處理，有效的預防輸電線路在運行過程中可能出現的問題，從而保證輸電線路安全穩定的運行。

2在線監測技術在輸電線路運維中的應用

2.1線路覆冰厚度預測

模塊功能。對覆冰厚度可以覆冰物理參數與所需氣象參數為依據進行計算。基本原理。對可能覆冰量的計算，為獲取相應模型，現假設：（1）線路運行為無風環境;（2）導線為半徑R的無線長圓柱體;（3）被導線捕獲的全部雨滴均結成冰（即凍結系數為1），并且水密度，淞冰密度在上述假設條件下，線路覆冰厚度只取決于降水量，而與導線直徑無關。但在通常情況下，導線覆冰的形成總是在有風天氣下進行，并且導線被含有過冷卻水滴的濕空氣橫掠，此時相當于擾流圓柱體的流動，故流線將發生變化。一部分無風時原本可以被導線捕獲的小水滴可能被風吹走，因而存在一個導線捕獲水滴的過程，導線捕獲水滴量的多少與風速和水滴直徑d（中值體積直徑）等因素有關，引入捕獲系數，并按以下試驗關聯式進行計

算：式中：V為空氣運動黏度，雨淞情況下取值13.2×

10-6m2/s;C為常數，雨淞情況下取值1.64。由上式可知，環境風速越快、過冷卻水滴直徑越大，水滴所擁有的慣性力則越強，導線的捕獲系數也就越高。一般在雨淞形成時，風速V<10m/s，因此，E值在0.7～0.9。將下雨產生的導線捕獲水量P×RW和風吹濕冷空氣產生的導線捕獲水量V×W按矢量合成，考慮捕獲系數E及各物理量單位的統一，得到導線捕獲的總水量Wt（g/cm2·h）可表示為下式：最后，根據結果是否超過提示線、預警線、報警線給出檢修建議。此外，在線監測技術在輸電線路運維管理中的應用還表現在絕緣子鹽密預測、桿塔傾斜預測和線路微風振動引起的疲勞壽命預測方面，對此同樣應予以重視。

2.2技術方案

相關監測技術采用具備接收氣象傳感器、磁場檢測儀的測量檢測板，對桿塔周圍的氣象情況進行實時監測。這些數據被通信模塊輸送到遠端控制中心，并生成數據變化的直觀圖像，得到氣象參數變化曲線，再根據一定的函數關系對天氣趨勢進行預測。氣象監測設備的殼體側面設置有與其垂直的第一、第二連接桿，兩根連接桿處于同一水平面，第一連接桿的一端固定安裝在檢測板的殼體上。與此同時，設備中還有一對活塞桿相對的第一水平液壓缸和第二水平液壓缸，第三水平液壓缸安裝固定于第一豎直液壓缸的活塞桿上，而第四水平液壓缸則固定于第二豎直液壓缸的活塞桿上，以此類推，可以確定第三水平液壓缸和第四水平液壓缸的安裝位置。同時，第一弧形夾板安裝于第一水平液壓缸的活塞桿上，第二弧形夾板安裝固定于第二水平液壓缸的活塞桿上，以此類推，可以確定第三弧形夾板和第四弧形夾板的安裝位置。弧形夾板的弧面在安裝時統一朝向塔桿。另外，設備還配有檢測板、控制模塊、磁場檢測儀、氣象傳感器、數據通信模塊、頂端安裝太陽能供電板、氣象傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器、降雨量傳感器以及氣壓傳感器等部件。

2.3輸電線路冰閃監測

我國大部分地區的輸電線路都能遇到低溫嚴寒天氣很容易遭受寒冰覆蓋，從而出現冰閃故障，對此就需要對其進行在線監測，及時排查出冰閃故障，減少因為覆冰所導致的輸電線路故障，具體的在線監測原理為：第一，憑借測試輸電線路的拉力來分析有無冰體覆蓋，可以將拉力傳感設備配設于絕緣子串，對應測試出輸電線路被冰體覆蓋后的受力情況，并負責采集四周客觀環境各項指數，例如：溫度、風力大小、適度水平等，把這些參數傳輸至監控系統，系統具有數據處理與分析功能，能夠妥善地向相關人員提供覆冰反饋信息，以便采取控制措施。第二，測試輸電線路的相關參數，例如：傾斜角、弧垂等集中分析輸電線路的覆冰情況，再對應采集其他數據，例如：導線傾斜的弧度、角度等，并算出導線的重量，同其正常狀態時的重量加以對比，計算出覆冰量，也能評估出輸電線路的危險程度。

2.4監測輸電線路在線舞動

輸電線路通常處于露天環境，自然會受到來自于大自然的各種力量的襲擊，例如：風力、雨水等，其中風力侵襲是最為常見的襲擊，當輸電線路雨大大風天氣時難免出現低頻率振動，長期的舞動如果得不到控制則可能帶來不良危害，影響輸電線路的常規傳輸功能，甚至可能導致輸電線路斷線，或者造成短路、跳閘以及桿塔倒塌等故障。為了預防線路舞動所帶來的故障，就要做好輸電線路在線舞動監測工作，具體的監測方式為：第一，利用傳感器來搜集數據信息，妥善分析這些數據，傳感器能夠將來自于輸電線路的舞動信息變為電流信息，同時對這些信號實施妥善加工與處理，同時把測量數據信息憑借無線網來上傳到監控設備，參照監控機收到的信號、信息等能夠大致得出導線舞動的相關信息、數據等，對應判斷輸電線的舞動情況。第二，視頻監測。監測設備安裝在輸電線路系統中，該設備具有可視功能，也就是能透過視頻畫面來獲取線路的狀態，從而為輸電線監測提供便利，監測人員可以憑借輸電線坐標系之間的圖像、以及相關參數等，再利用科學的計算來對應得出輸電線路的旋轉角度，從而判斷其舞動情況。

結語

綜上所述，本文通過導線溫度預測和線路覆冰厚度預測方面的分析，論述了在線監測技術在輸電線路智能化運維中的應用。

參考文獻

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