朱明接
清远电力规划设计院有限公司 广东省清远市 511500
摘要：随着电力事业的不断改革和进步，输电线路是最为主要的组成部分，输电线路在线监测系统是在对输电线路结构运行状态、线路理学理论研究、评估并具备大规模研究试验条件的基础上，采用包括新能源、嵌入式系统、电磁屏蔽、网络通信、无线传感网络、机械故障诊断和传感等各种新型技术，同时结合三维地理信息技术而开发的新一代高科技产品。该系统主要通过无线的方式采集输电线路运行状态参数以及其周围的气象环境等参数，并利用线路在线监测管理平台在线进行分析输电线路存在的缺陷和潜在危害，并在图形上进行特殊展示和信息查看，协助运行部门对输电线路进行有效的维护。
关键词：输电线路；智能故障监测；预警系统设计；应用
引言
输电线路的状况对人们的日常生活有很大影响，影响线路安全的因素有很多，如果不能对这些因素进行及时检测，并且对发生的线路故障不能做出准确的诊断，就会影响线路运行安全，给人们的生活带来不便。所以对于输电线路的检测和诊断，有必要进行深入的探讨。
1在线监测系统类型介绍
（1）山火：通过监测线路附近的温度、湿度、烟雾、CO2图像，实现对线路附近山火的实时监控，解决了实时监控输电线路沿线山火的难题，为输电线路防灾减灾节省了人力物力，且提供信息指导。（2）覆冰：通过监测线路附近的温度、湿度、导线拉力、图像等，实现对线路附近覆冰的实时监控，解决了实时监控输电线路沿线覆冰难题，为指导下一步输电线路抗冰融冰工作提供准确数据。（3）盐密：通过监测输电线路附近的盐密情况，对线路所在区域污秽做出判定，为下一步线路的防污工作提供信息指导。（4）外力破坏：通过实时监测输电线路附近的外力破坏情况，及时掌握线路外力破坏类型、程度，为线路通道防外力破坏发生提供信息依据。
2在线监测系统与故障诊断
2.1导线舞动与风偏监测
输电线路的舞动是由于空气动力不稳定而产生的现象，是输电线路在运行中因自然条件作用而发生的一种比较严重的现象。导线舞动一旦形成，持续时间很长，一般可达数小时，会引发导线鞭击、烧伤、断股、断线，金具严重磨损、断裂，杆塔倾倒、线路跳闸等，对输电线路造成极大的破坏作用，容易造成大面积停电灯严重事故。而输电线路的在线监测系统在导线舞动和风偏监测中，可做到：（1）在实时监测导线绝缘子串风偏角度、导线跳线、仰角参数的同时，并结合微气象环境参数和线路相关参数算出导线距塔体最小电气间隔和相间距离，为防止因导线风偏引发的放电事故提供数据支持，及时补救线路缺陷。并且通过收集累积线路风偏运行资料，为线路绝缘子设计方案提供参考。（2）结合线路周围微气象环境参数和导线覆冰情况，一旦发现导线舞动幅度超出标准，及时分析线路是否发生舞动危害，并发出报警信息，避免发生相间放电、倒塔等危害。
2.2导线弧垂监测
输电线路的导线弧垂过小或者过大都将影响输电线路的安全运行。当弧垂过小时，导线承受的应力过大，在冬季气温过低时可能造成断线事故。当弧垂过大时，不能保证导线对地面的安全距离，大风时还有可能造成短路事故。导线弧垂受温度、应力、覆冰厚度、动态增容、环境风速等因素影响。在线监测系统采用倾角法，即采用角度传感器测量弧垂。该方法的原理是：线路覆冰时导线弧垂的增加最明显。所以，可以实时监测导线的弧垂，并结合对当地气象条件的分析，以实现实时综合监测线路的覆冰情况。（1）采集导线角度、弧垂参数，结合输电线路相关线路参数和微气象环境参数，并利用输电线路相关状态方程计算，得出导线覆冰后的比载、覆冰平均厚度和覆冰重量等覆冰参数。一旦发现覆冰厚度和重量超标，发出除冰报警信息，并通知线路运行部门及时采取措施，避免发生覆冰导致的倒塔和舞动等危害。
（2）监测输电线路周围的气象环境状况，包括：环境温度和湿度、风速、风向、光辐射强度、雨量以及大气压力，对超标的参数进行报警，为线路运行状态情况如导线弧垂、温度、风偏、覆冰、舞动、导地线微风振动、杆塔倾斜等提供气象环境数据。
2.3绝缘子监测
通过电流传感器从绝缘子中取得泄漏电流信号，绝缘子运行状态综合监测终端定期采集泄漏电流信号，放大和滤波过的信号经隔离之后进入中央处理器的模拟———数字（A/D）转换器件。绝缘子运行状态综合监测终端完成监测点绝缘子污秽信息的采集、存储和传输的功能。每个杆塔绝缘运行状态综合监测终端可监测1~6串独立绝缘子。（1）盐密的测量是使用置于空气中的高纯度石英棒，即一个大气为包层、以棒为芯的多模介质光波导。在石英棒上无污染时，由光波导中的基模和高次模同时传输光的能量。其中绝大部分能力在光波导的芯中传输，只有少部分光能沿芯包界面的包层传输，类似于光纤通讯中的光传输机理。当盐密度相同情况下，随灰密的增加绝缘子的污闪电压呈下降趋势。所以，相同的盐密下的不同灰密对绝缘子的耐受电压有着不同的影响。故对灰密的监测也是防污闪工作的重要内容之一。（2）复合绝缘子监测：采取在复合绝缘子的棒芯植入光纤传感器或在生产过程中埋入光纤传感器的模式，通过试验来测试棒芯中光纤传感器的波长变化和应力变化来实时监测线路覆冰，在线复合绝缘子的运行状况、导线重力等现场的一系列情况。
2.4导地线监测
当发现导地线振动水平超标时，可采用在一定程度上降低微风振动的幅值等相应的补救防振措施。这样可阻止导地线产生或者加剧疲劳断股，可有效地延长导线的运行寿命，以减少更换新导线投资。
3问题及改善方向
3.1存在问题
（1）稳定性不够好，缺乏可靠性。在设计和制作这些装置时，由于不能按照规定的标准进行操作，所以导致装置的精确度不高，容易出现各种故障，对于监测得到的信息处理效果差，对紧急情况会出现错误报警或者不报警的现象。（2）精确度低。监测系统利用网络技术来进行信息的收集和处理，但是由于对网络技术和一些传输技术掌握不足，运用不到位，使得利用网络处理的信息结果和实际情况相差甚远，不够精确。用于处理信息的算法需要不断进行优化提高。（3）信息交互差。对线路问题的监测问题往往只重视一个或几个方面，造成各监测系统的信息重复率比较高，而且由于各种信息格式不同，难以进行交互。
3.2改善方向
（1）监测装置要符合标准。根据规定的标准来制造监测装置，保障装置的精确度以及可靠性，并合理利用传感技术优化监测效果。（2）发展多种技术。研究一些更先进的技术来帮助监测线路系统，比如让机器人去巡查线路问题，利用无人机去巡查线路，以及传感器技术等，提高监测的全面性以及信息的远距离传输。（3）加强信息交互。对于线路的各类问题都要进行监督，信息种类要全面化，并且将各种信息进行整合处理，加强交互和融合，促进线路状态的全面管理。
结语
输电线路在线监测系统实现了对输电设备运行状况的实时监控，为故障诊断提供了全面的判断。同时通过输电线路在线监测系统积累输电线路运行资料，帮助线路运行部门制定合理的检修时间间隔和预防性维护计划，有利于提供输电线路的维护和管理水平。
参考文献
[1]黄礼华，黄庆华.输电线路在线监测与故障诊断技术研究[J].电力安全技术，2021，18（7）：24~27.
[2]周唯，张道维.智能电网输配电线路在线监测与故障诊断探讨[J].科研，2021（10）：00178.
[3]夏娟.基于Web的在线输电线路智能故障检测系统的设计与研究[J].信息与电脑：理论版，2021（18）：106~107.
[4]张景沛，桑赵刚.特高压输电线路在线监测装置应用现状分析及建议[J].山西电力，2020（3）：67~69.