配網架空線路實時監測系統

符方炫

摘要：配網架空線路故障停電仍然是影響配網正常運行和居民正常用電的最主要原因。目前已經有多種辦法來預防、減少配網線路故障停電，最先進的就是實現配網自動化。配網自動化是通過配電終端（FTU/DTU/TTU）在線路.上不同位置的部署安裝，通過主站系統對配電線路進行管控，但由于配電終端的安裝位置造成部分情況復雜的配電線路，故障停電多發，并且故障時，難以確定故障位置，給搶修工作帶來極大地困難。為此，在運行線路上部署故障實時定位及監測系統就成，為一種行之有效方法，通過系統對故障特征信息的監測、采集、計算、分析，實現對短路故障、接地故障、斷線故障等故障快速準確檢測并定位線路故障位置。

關鍵詞：配網;架空線路;實時監測

一、項目內容

項目目的：實現實時實地檢測，遠程監控配網中低壓架空線路周圍是否存在有障礙物如樹障等，從而避免因此而引發的電力故障隱患。

項目宗旨：提供配網中低壓架空線路準確的監測信息以提高工作效率。

研究內容：本設備分為下位機障礙檢測端和上位機監測控制端，下位機負責監測中低壓架空線路上的樹障信息，閾值范圍內將報警信息上傳最終由主機匯總信息，并發送到上位機進行信息記錄、處理。太陽能供電節能環保，供電穩定環境適應性強，基本不需要人員維護降低成本距離檢測采用一體化超聲波測距模塊，工業級標準設計，采用收發一體的防水帶線探頭，運用非接觸試超聲波探測技術設計而成。檢測范圍在20-800cm的距離，檢測范圍廣，環境適應能力強;數據傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號覆蓋廣數據傳輸穩定，電池電量檢測功能實時監測電池的電量保障系統運作的穩定性，上位機數據處理實現友好的人機交互。分機安裝采用不銹鋼圈抱箍結構，固定在輸電線桿上的方式，可適應各種粗細的輸電線桿，各種高度的安裝位置。

二、應用前景

在配網線路的規劃中，處于方便施工和便于維護的考慮，中低壓架空線路都盡可能的沿著道路。由此便帶來了線路下方的樹木有可能觸及到線路，導線與樹枝接觸處放電，電流沿樹流入大地，嚴重時會燒傷導線，而且使樹身帶電，人接觸樹時會危及人身安全;樹枝同時碰著兩條導線，會造成線間或相間短路，同時刮風時尤其臺風天氣樹木接觸導線加速電力導線的磨損;電力線路對其接觸的樹木放電，使電力線路損耗增加。基于這些問題供電企業每年都會投入大量的資金和人員對電力線路進行巡檢清障，對可能造成事故的樹障隱患進行砍伐修剪，但是在尋找安全隱患時目前就是靠維護人員的巡邏和群眾的反饋，不僅效率低、投入大而且有可能存在漏檢的情況，經常發行線路故障停電。

為了解決這個實際性的問題我們提出了配網架空線路隱患實時監測系統，主要亮點是供電采用太陽能供電的隱患障礙檢測系統，信息無線傳輸到PC端實現實時實地檢測，遠程監控，電子模塊可以保證數據傳輸的穩定性。無論是臺風等惡劣天氣，還是線路電桿出線傾斜倒桿我們都可以通過系統第一時間收到反饋，進而進行消缺。架空線路嵌入式隱患實時監測系統不僅節省了維護運營成本，還保障數據檢測全面性。

三、項目采用的技術原理

利用嵌入式環境語言開發制作成套系統，設計出適合大規模安裝應用在中低壓架空線路的隱患監測系統。架空線路嵌入式隱患實時監測系統組成：隱患檢測的下位機系統，遠程監控的上位機系統。用于隱患檢測的下位機系統下位機由太陽能供電、CPU數據處理傳感器距離檢測、GPRS/GSM信息傳輸模塊組成;采用太陽能供電節能環保，供電穩定環境適應性強，基本不需要人員維護降低成本;距離檢測AJSR04M一體化超聲波測距模塊，工業級標準設計，采用收發一體的防水帶線探頭，運用非接觸試超聲波探測技術設計而成。檢測范圍在20-800cm的距離，檢測范圍廣，環境適應能力強;數據傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號覆蓋廣數據傳輸穩定，主控選用STM32F103RET6主控芯片程序方面，采集超聲波傳感器的數據并處理，根據設置的閾值信息判斷是否上傳報警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時報警，并停止外設工作直到有充足電量后在重新啟動并上傳信息到上位機端提醒，提高數據的可靠性。用于隱患檢測的上位機系統通過RS422工業串口通信模塊進行數據傳輸獲取數據，將獲取的數據進行分析對比，獲取是否需要進行報警，若需要報警，則上位機發出警報聲和屏幕閃爍直到運維人員發現并處理為止，若無報警，記錄數據到Excel表保存。上位機系統可以根據實際需求，遠程設定距離檢測閾值，確認自動獲取數據信息的間隔時間，確認每個檢測點的狀態信息，獲得每個檢測點的系統運行情況并顯示在界面上，方便運維人員進行記錄。

四、技術關鍵點及創新點

設計滿足架空線路嵌入式隱患實時監測系統的關鍵核心技術特點：該項目使用嵌入式開發環境制作系統，供電系統選用太陽能可充電電池，不僅綠色環保而且減少了設備維護的人員成本;數據傳輸采用GPRSGSM無線傳輸組網，信號覆蓋面積廣，數據傳輸可靠穩定;電腦上位機端可遠程監控中低壓架空線路是否存在安全隱患以達到提高運維人員工作效率的目的。

在下位機安裝時在電線桿上安裝三個超聲波測距模塊實現全方位檢測隱患障礙到電桿的距離，一旦檢測距離小于預先設置的閾值，下位機將會產生報警信息通過數據傳輸模塊傳輸到上位機顯示和處理，實現產品的功能;數據傳輸模塊選用GPRSGSM模塊，信號覆蓋廣數據傳輸穩定，主控選用STM32F103RET6主控芯片程序方面，采集超聲波傳感器的數據并處理，根據設置的閾值信息判斷是否上傳報警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時報警，并停止外設工作直到有充足電量后在重新啟動并上傳信息到上位機端提醒，提高數據的可靠性。用于隱患檢測的上位機系統通過RS422工業串口通信模塊進行數據傳輸獲取數據，將獲取的數據進行分析對比，獲取是否需要進行報警，若需要報警，則上位機發出警報聲直到運維人員發現并處理。

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（作者單位：廣東電網有限責任公司湛江供電局）