淺析輸電線路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)應(yīng)用

【摘要】輸電線路在線系統(tǒng)和故障診斷裝置對線路問題的預(yù)防和處理有著重要作用。本文分別對線路檢測系統(tǒng)、信息傳輸、故障診斷的現(xiàn)狀進行了研究，最后指出了在這方面存在的問題以及在以后發(fā)展中應(yīng)該注意的方向。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；在線監(jiān)測；故障診斷

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)主要通過無線的方式采集輸電線路運行狀態(tài)參數(shù)以及其周圍的氣象環(huán)境等參數(shù)，并利用線路在線監(jiān)測管理平臺在線進行分析輸電線路存在的缺陷和潛在危害，并在圖形上進行特殊展示和信息查看，協(xié)助運行部門對輸電線路進行有效的維護。

一、信號傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

（一）污穢監(jiān)測

污閃對于線路的外絕緣有著特別大的影響，在泄漏電流嚴重的情況下，絕緣子就容易發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象造成的事故僅在雷電災(zāi)害之下，但是它帶來的損失卻是雷電災(zāi)害的10倍。在我國監(jiān)測方法主要有兩類，接觸式和非接觸式監(jiān)測。非接觸式指利用激光、超聲波、無線電波等方式在現(xiàn)場檢測，花費的成本比較高，受到環(huán)境的干擾比較大，監(jiān)測不夠全面。

（二）弧垂監(jiān)測

它對于線路的設(shè)計以及線路的運行都有著重要的意義。溫度、承受力、覆冰情況以及環(huán)境中風速等等這些因素都會對導(dǎo)線的弧垂度有影響，垂度小會使線路的承受力過大，影響它的性能，而垂度過大則說明離地面太近，會影響線路安全。

（三）舞動監(jiān)測

受周圍環(huán)境的影響。導(dǎo)線常常會發(fā)生舞動的情況，并且舞動的時間較長、幅度較大。頻繁舞動會對線路造成損壞，帶來嚴重的事故。對這種現(xiàn)象主要有兩種監(jiān)測方式：一是收集視頻圖像，對這些圖像進行識別；二是利用傳感器收集與線路舞動有關(guān)的參數(shù)。對于前一種方法來說，雖然它的信息收集比較直觀，但由于對圖像處理的技術(shù)還不成熟，算法不完善等因素，導(dǎo)致它沒有很高的精確度。而后者可以對導(dǎo)線舞動的各種信息進行收集和監(jiān)測，更加精準。

二、在線監(jiān)測系統(tǒng)與故障診斷

（一）導(dǎo)線舞動與風偏監(jiān)測

輸電線路的舞動是由于空氣動力不穩(wěn)定而產(chǎn)生的現(xiàn)象，是輸電線路在運行中因自然條件作用而發(fā)生的一種比較嚴重的現(xiàn)象。導(dǎo)線舞動一旦形成，持續(xù)時間很長，一般可達數(shù)小時，會引發(fā)導(dǎo)線鞭擊、燒傷、斷股、斷線，金具嚴重磨損、斷裂，桿塔傾倒、線路跳閘等，對輸電線路造成極大的破壞，易造成大面積停電等嚴重事故。而輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)在導(dǎo)線舞動和風偏監(jiān)測中可做到：（1）在實時監(jiān)測導(dǎo)線絕緣子串風偏角度、導(dǎo)線跳線、仰角參數(shù)的同時，結(jié)合微氣象環(huán)境參數(shù)和線路相關(guān)參數(shù)算出導(dǎo)線距塔體最小電氣間隔和相間距離，為防止因風偏引發(fā)的放電事故提供數(shù)據(jù)支持，及時補救線路缺陷。（2）結(jié)合線路周圍微氣象環(huán)境參數(shù)和導(dǎo)線覆冰情況，一旦發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線舞動幅度超出標準，及時分析線路是否發(fā)生舞動危害，并發(fā)出報警信息，避免發(fā)生相間放電、倒塔等危害。

（二）導(dǎo)線弧垂監(jiān)測

輸電線路的弧垂過小或者過大都將影響輸電線路的安全運行。當弧垂過小時，導(dǎo)線承受的應(yīng)力過大，在冬季氣溫過低時可能造成斷線事故。當弧垂過大時，不能保證導(dǎo)線對地面的安全距離，大風時還有可能造成短路事故。導(dǎo)線弧垂受溫度、應(yīng)力、覆冰厚度、動態(tài)增容、環(huán)境風速等因素影響。在線監(jiān)測系統(tǒng)采用傾角法，即采用角度傳感器測量弧垂。該方法的原理是：線路覆冰時導(dǎo)線弧垂的增加最明顯。（1）采集導(dǎo)線角度、弧垂參數(shù)，結(jié)合輸電線路相關(guān)線路參數(shù)和微氣象環(huán)境參數(shù)，并利用輸電線路相關(guān)狀態(tài)方程計算，得出導(dǎo)線覆冰后的比載、覆冰平均厚度和覆冰重量等覆冰參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)覆冰厚度和重量超標，發(fā)出除冰報警信息，并通知線路運行部門及時采取措施，避免發(fā)生覆冰導(dǎo)致的倒塔和舞動等危害。（2）監(jiān)測輸電線路周圍的氣象環(huán)境狀況，包括環(huán)境溫度和濕度、風速、風向、光輻射強度、雨量以及大氣壓力，對超標的參數(shù)進行報警，為線路運行狀態(tài)情況如導(dǎo)線弧垂、溫度、風偏、覆冰、舞動、導(dǎo)地線微風振動、桿塔傾斜等提供氣象環(huán)境數(shù)據(jù)。

（三）絕緣子監(jiān)測

通過電流傳感器從絕緣子中取得泄漏電流信號，絕緣子運行狀態(tài)綜合監(jiān)測終端定期采集泄漏電流信號，放大和濾波過的信號經(jīng)隔離之后進入中央處理器的模擬——數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器件。絕緣子運行狀態(tài)綜合監(jiān)測終端完成監(jiān)測點絕緣子污穢信息的采集、存儲和傳輸?shù)墓δ堋Ｃ總€桿塔絕緣運行狀態(tài)綜合監(jiān)測終端可監(jiān)測1～6串獨立絕緣子。（1）鹽密的測量是使用置于空氣中的高純度石英棒，即一個大氣為包層、以棒為芯的多模介質(zhì)光波導(dǎo)。在石英棒上無污染時，由光波導(dǎo)中的基模和高次模同時傳輸光的能量。其中絕大部分能力在光波導(dǎo)的芯中傳輸，只有少部分光能沿芯包界面的包層傳輸，類似于光纖通訊中的光傳輸機理。當鹽密度相同情況下，隨灰密的增加絕緣子的污閃電壓呈下降趨勢。（2）復(fù)合絕緣子監(jiān)測：采取在復(fù)合絕緣子的棒芯植入光纖傳感器或在生產(chǎn)過程中埋入光纖傳感器的模式，通過試驗來測試棒芯中光纖傳感器的波長變化和應(yīng)力變化來實時監(jiān)測線路覆冰，在線復(fù)合絕緣子的運行狀況、導(dǎo)線重力等現(xiàn)場的一系列情況。

三、結(jié)語

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對輸電設(shè)備運行狀況的實時監(jiān)控，為故障診斷提供了全面的判斷。同時通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)積累輸電線路運行資料，幫助線路運行部門制定合理的檢修時間間隔和預(yù)防性維護計劃，有利于提供輸電線路的維護和管理水平。

參考文獻

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作者簡介：張平（1963.06—，男，重慶人。