淺析輸電線路在線監測的建設與應用

摘 ?要：隨著我國現代化網絡技術的日益發展，輸電線路在線監測技術得到了越來越多的應用，它對于保障輸電線路的穩定、安全運作具有十分重大的意義。本文闡述了輸電線路在線監測技術的原理和現實意義，并著重研究輸電線路技術中覆冰在線監測、雷電在線檢測、桿塔傾斜檢測、導線微風震動監測、絕緣子污穢在線監測、視頻在線監測以及輸電線路周圍環境的建設和應用，并對這一技術提出了改善和展望意見。

關鍵詞：覆冰監測;雷電在線監測;桿塔傾斜監測;輸電環境建設

中圖分類號：TM75???文獻標識碼：A??文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

國家經濟的繁榮帶動了電力事業的蓬勃發展，而隨著人們對于電能越來越大的需求和應用，傳統的靠人力巡查來對輸電線路進行監測和檢修，不僅效率低下，浪費大量的人力物力，更不利于對輸電線路進行及時有效的排查，及時發現缺陷與隱患。所以，輸電線路在線檢測技術就應運而生，替代了傳統的人力排查監測，提高了輸電線路的運行維護水平。

1 輸電線路在線監測技術的原理

輸電線路在線監測技術，就是在日常輸電線路上安裝設備儀器，對設備的運行狀態和特征體量進行實時的數據分析記錄，并實時的上傳回監控中心的一種技術。在輸電線路在線監測系統的組成上來看，多采用的是二級網絡系統，包含線上監測設備、線路監測基站的搭建和監測中心。輸電線路在線監測技術具體的工作原理就需要工作人員掌握牢靠的在線監測技術信息參數，其參數包羅了環境運行參數和設備運行參數。所謂的輸電線路在線監測技術就是對這些參數進行科學系統的分析檢測，來實現輸電線路的在線管理和檢驗，對可能出現的線路故障問題進行提前的預警和提供及時有效的解決方案^[1]。

2 輸電線路在線監測的意義

電力作為人們日常生活和生產中必不可少的基本能源，它的正常供應是保證千家萬戶幸福生活和各行業持續發展的基礎。其清潔、無污染的優點是其他資源所無法比擬的。隨著電能應用范圍的越來越廣，電力行業在人們日常生活中的作用越來越重要。國家對電力行業的大力扶持，讓其成為國家眾多基礎行業中的重中之重，對國家社會的發展做出了巨大的貢獻。正是基于這一點，如何保證供電系統的穩定和人們日常工作生活中電能資源的供應，就對電力行業提出了越來越高的要求。因此，做好輸電線路的在線監控工作，保障電力能源的正常供應不間斷，對于國家的發展、人民的幸福具有舉足輕重的作用。而輸電線路在線監測技術的建設和應用，就顯得尤為的重要^[2]。

3 輸電線路在線監測的建設與應用

3.1 覆冰在線監測技術的建設與應用

覆冰在線監測技術，就是指在極度惡劣的天氣條件之下，對輸電線路在覆蓋冰層的前提下，進行的實時監測。覆冰在線監測技術的原理為：其一，根據輸電線路拉力數據來分析是否有冰雪覆蓋線路，設立絕緣子串拉力傳感設施，監測輸電線路區域的受力情況，在根據周圍環境的指標數據，例如濕度、風力、溫度等等，將參數一一分析比對，傳輸給監控中心的工作人員，以便其作出相應的應對方案。其二，收集輸電線路的有關參數，例如傾斜角度、弧垂、導線重量等等相關的數據，與覆冰時的數據進行比對參考，就能夠計算出大概的覆冰量，從而評估出線路的危險程度，及時制定方案來進行解決^[3]。如某線路參數為：

LGJ-240/30?K=2.5?V=28.8m/s?C=20mm

監測過程中，拉斷力應在75000N以上，自重負載9.0N/m以上，截面積為270mm²，彈性模量為73000N/mm²，膨脹系數（熱）為0.00001960（1/度），張力上限30000N，運行張力平均值18000N。可通過在線監測收集上述參數的實時數據，評析覆冰危險系數，超過張力上限和彈性模量最大值，應著手處理覆冰。

3.2 雷電在線監測技術的建設與應用

雷電在線監測技術，其原理是通過對雷電發生時所產生的電磁輻射信號等一系列的信號進行檢測，再由技術人員針對雷電信息波段的分析計算來定位出發生雷電事故的輸電線路區域。廣東地區氣候潮濕，經常會遇到雷電暴風雨的天氣，這就對電力工作人員的雷點檢測技術提出了很高的要求。在線雷電監測系統就是這樣一個非常有效的檢測系統。其通過對收到雷電干擾的線路地段進行準確的定位，根據電磁輻射信號和雷電波段信息的反饋，分析計算出雷電發生的位置、時間，以及雷擊時的電流幅度、回擊和極性情況，動態的呈現出該區域的雷電活動情況。再具體的實際運用中，需要根據雷電電流值和雷電產生次數進行分析比對，并結合實際情況，整理出相關數據。雷電電流的測量可以從電流的波形和幅值兩方面進行判斷。

3.3 桿塔傾斜監測技術的建設與應用

桿塔是輸電線路的載體和基礎，它的穩定性是對輸電線路持續提供電力的重要保障，只有保證了桿塔的穩定，才能使得電力線路穩定的工作。電力鐵塔受到地殼移動、風吹、腐蝕、冰雪災害、作業承載不均等的影響，會產生一定的起伏波動和姿態變化，如果超過一定界限，就會產生變形、傾斜、傾倒等致命的危險，嚴重威脅到電力傳輸的穩定性和安全性。所以針對這一問題，桿塔傾斜監測技術建設的搭建和應用就應運而生。輸電線路地災預警系統原理是通過跟蹤北斗衛星信號，實時提供的監測點毫米級精確位置，計算監測點到北斗地基增強系統中基準點的位置，測算基線變化，對差異數據進行回歸分析，對結果進行判別，達到預警目的。

3.4 導線微風震動監測技術的建設與應用

根據以往的相關經驗，導致導線微風震動的原因一般都很隱蔽，但是其造成的隱患卻很大。表面來看，導線的微風震動對于輸電線路的影響似乎不大，但是實際上，卻很容易導致線路的疲勞斷股，量的積累最后造成質的變化。由于受到工作人員長期的忽視，導線的微風震動在到達一定程度后，就會給電力的傳輸造成很大的影響。導線微風震動監測技術就是通過安裝振動儀來對輸電線路接觸點和一定距離的線路進行監控和測量，在結合線路周圍的環境因素，進而分析計算微風震動所導致的輸電線疲勞隱患，進而幫助線路運維人員對其進行必要的維修和更換，以此來確保輸電線路的正常運行^[4]。

3.5 絕緣子污穢在線監測技術的建設與應用

絕緣子的布置分為水平布置和垂直布置兩種。在實際情況中，有很多無法預料的突發狀況，存在著很多的風險根本無法避免。所以在絕緣子布置項目過程中，計劃和實際進度會存在一定的差異，這就需要施工人員及時的進行調整和比對進程，發現影響進程的問題加以解決，保證工程的如期完成，盡早的實現絕緣子污穢在線監測技術的落實。在搜集的信息的過程中，會遇到一些無用的信息，需要對數據進行加工處理，從而減少計算量，降低工作負擔。電力負荷中心發電的不平衡，遠距離、大功率的輸電，輸電線路所途徑的地區氣候問題等等復雜多變的情況在所難免，所以研究污穢、冰雪覆蓋、低氣壓等等復雜環境下的絕緣子放電屬性和電壓調節都是非常必要的。這對于絕緣子污穢在線監控技術的運用來說都是必須要考慮到的因素。

3.6 視頻在線監測技術的建設與應用

輸電線路的視頻在線監測應用的范圍十分的廣泛。在林區、動物活動頻繁的地區、人口密集區、事故易發區等等地區，視頻在線監控技術擁有非常高的運用價值。通過在線視頻監控技術，可以清晰的還原上述區域的場景，簡單明了的掌握輸電線路周圍的環境因素，及時發現對于輸電線路可能造成影響的行為，并可以及時的制定出相應的預防和解決辦法。在實際工作中，建議引入智能評估技術，就監測結果給予預警。可采用分布式控制技術、PLC邏輯控制技術、CAN總線技術、單片機技術、通信技術和傳感器技術，構成多技術聯合工作的在內線監測模式，以集成技術實現上述功能性模塊的有序作業。如監測范圍內共有X條輸電線路，可選取易出現風險的線路，在線路周邊放置傳感器和監測設備。假定有動物攀援至線路處，線路所受壓力將出現變化，默認線路工作時的標準壓力為W，則動物攀援至線路上可導致線路受壓水平出現變化，該變化可變現為一個非線性的數集：

X=[X_-n……X_-2;X_-1;X;X₁;X₂……X_n]

因動物攀援可導致線路壓力出現“高、低相間”似的變化，即便該動物不處于監控范圍內，傳感器也可以將通過通信線路進行信息傳遞，單片機根據數據記憶，可評估該線路所受壓力存在異常，即可給出預警，由人員嘗試進行驅趕或其他處理。

4 輸電線路在線監測建設與應用的改善

4.1 各類監測系統的維護和完善

做到對監測系統的有效維護。通常情況下，為了對輸電線路進行全方位的監控，會設置非常多的監控地點和監控設備，這就容易導致監控系統的重疊和混亂。這就需要指派專家工作人員對其進行系統的梳理規劃，減少設別系統的重疊。并實時的進行維修和養護，保證不同的輸電線路監測設備始終處于高效工作的狀態。一旦發現系統或者設備的故障，及時的組織人員進行維修和更換，以確保輸電線路在線監測系統的整體運行，為持續的供電作業提供保障。增強系統的穩定性，并且積極開發遠程維護修復技術，降低成本，實現監控價值的最大化。如利用衛星進行桿塔功能監測，工作模式見圖1。

該模式下，多個衛星可通過不同角度實時進行桿塔定位，精確度可達到厘米級，地面接收站可取流動式，將移動接收站放置于高點，實時接收衛星信號，了解桿塔是否出現了傾斜和偏移，并借助視頻系統予以信息傳遞，及時處理桿塔出現的問題。

4.2 對監控人員加強培訓

首先，拋開以往陳舊的監控思路，對監控人員進行系統而專業的技術培訓，讓工作人員能夠熟練的使用各種監控設備，并可以根據設備反饋回來的參數進行有效的數據分析，及時的找到輸電線路系統中的問題所在，準確的制定出解決方案，保證供電線路持續穩定的工作。其次，制定相應的人員管理制度，讓輸電線路在線監控的工作人員能夠按照要求規范的操作設備，分析數據，制定解決辦法。最后，做好監控系統人員的調度工作，使其適應現有的在線監測工作要求。轉變以往的工作模式，熟悉現有的工作流程，讓輸電線路在線監測工作流暢有序的進行，保證輸電線路在線監測技術能夠發揮出百分之百的實際效用。

5 結語

綜上所述，隨著我國輸電線路監測技術的不斷完善發展，輸電線路在線監測技術的作用受到越來越多的電力企業的認可和信賴。

參考文獻

[1]李冰彧.輸電線路視頻在線監測系統建設及探討[D].華北電力大學（北京），2017.

[2]杜思橋.臨安市輸電設備安全預控平臺建設[D].華北電力大學（北京），2017.

[3]李明磊.輸電線路在線監測技術現狀分析[J].科技展望，2016，26（05）：89.

[4]馮景良.在線監測技術在輸電線路運行檢修中的應用[J].科技創新與應用，2017（16）：204.

收稿日期：2019-07-12

作者簡介：江流峰（1986—），男，漢族，廣東河源人，工程師，本科，研究方向：輸配電運行與檢修。