在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用研究

雷玉春

【摘 ?要】在電力系統(tǒng)的發(fā)展中，高壓輸電線路作為其主要的構(gòu)成部分，有著很高的危險(xiǎn)性。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠不斷提升高壓輸電線路的安全運(yùn)行以及輸送能力，并且能夠監(jiān)測(cè)高壓輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度提升和信息多樣化。文章主要就在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在高壓輸電線路中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】高壓輸電線路;在線監(jiān)測(cè)技術(shù);應(yīng)用

引言

在輸電線路的運(yùn)行管理中，對(duì)線路設(shè)備進(jìn)行檢修是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的必要手段。而輸電線路在線監(jiān)測(cè)是為了避免對(duì)線路設(shè)備過(guò)度檢修常用的技術(shù)手段，在提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和降低經(jīng)濟(jì)損失方面表現(xiàn)出了較好的效果。隨著電網(wǎng)的不斷改善，輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也需要隨之完善，以滿足更多的實(shí)際需求。因此，針對(duì)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的改優(yōu)研究一直在繼續(xù)。除了對(duì)原有輸電線路絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輸電線路氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行研究以外，更多是對(duì)防外力破外、故障定位等進(jìn)行探討和研究。

1在線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理如圖1所示。高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理，主要是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)中的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，且對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行有效分析，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備狀態(tài)實(shí)施相應(yīng)的預(yù)估和判斷。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以對(duì)高壓輸電線路的故障做好提前預(yù)知，即預(yù)測(cè)故障部位和類(lèi)型，從而為設(shè)備的進(jìn)一步檢修提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)信息。為了合理應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，監(jiān)測(cè)裝置需滿足以下要求：（1）加強(qiáng)重視輸電線路高空作業(yè)中輸電線路安裝的安全性和便捷性。（2）對(duì)輸電線路信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞揭约按鎯?chǔ)方式進(jìn)行規(guī)范化，確保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理。（3）保證安裝的裝置不會(huì)對(duì)輸電線路自身的安全性產(chǎn)生影響，防止所安裝的裝置對(duì)線路自身的機(jī)械性能產(chǎn)生影響。（4）所安裝的裝置需要滿足電暈要求和無(wú)線干擾要求，確保線路性能穩(wěn)定。（5）在線監(jiān)測(cè)裝置在安裝中需要具有相應(yīng)的適應(yīng)性和抗磁性，不需要外界電源提供動(dòng)力，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的合理降低。

2輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測(cè)中心、線路采集終端以及各類(lèi)傳感器組成，借助電力系統(tǒng)診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息對(duì)線路異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與判斷。具體是在采集外部環(huán)境信息（如風(fēng)速、風(fēng)向、濕度與溫度等）后，利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將其傳送至監(jiān)測(cè)中心，然后借助系統(tǒng)軟件歸納和分析所獲信息，最后通過(guò)相應(yīng)的修正理論模型或試驗(yàn)，對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。在線監(jiān)測(cè)過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)線路存有異常、缺陷和故障等現(xiàn)象，系統(tǒng)便會(huì)將預(yù)警信息及時(shí)發(fā)出，同時(shí)分析原因并確定位置，便于調(diào)度和指揮專(zhuān)業(yè)人員對(duì)電路進(jìn)行搶修，以防隱患蔓延造成事故，有效提升了輸電線路的可靠性。

2.2監(jiān)測(cè)原理

由于輸電線路在遭受自然災(zāi)害、缺陷發(fā)展與污穢積累等破壞下，電力設(shè)備會(huì)在物化與電氣等方面呈現(xiàn)出一定的征兆以及少量漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程，因此在將相應(yīng)信息及時(shí)采集并經(jīng)處理分析后，以具體數(shù)值大小與變化趨勢(shì)為依據(jù)便可對(duì)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)與剩余壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患并發(fā)出預(yù)警信息，其為在線監(jiān)測(cè)技術(shù)原理。在現(xiàn)代輸電線路中，由于電力設(shè)備種類(lèi)較多且結(jié)構(gòu)差異明顯，因此對(duì)被測(cè)信號(hào)的抽取與轉(zhuǎn)換（目的是讓監(jiān)測(cè)裝置可以識(shí)別）需借助于多種形式的傳感器，然后通過(guò)電纜傳送，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)接收。

3在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用

3.1輸電線路防盜系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)

輸電線路防盜系統(tǒng)早期應(yīng)用的是聲控探測(cè)、紅外線探測(cè)等技術(shù)。隨著科技的進(jìn)步現(xiàn)階段線路防盜系統(tǒng)采用了新型的桿塔防盜報(bào)警裝置，這種裝置采用的技術(shù)手段是微波感應(yīng)式防盜系統(tǒng)。微波感應(yīng)式防盜系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)分機(jī)、監(jiān)測(cè)中心以及監(jiān)測(cè)巡檢人員三部分構(gòu)成。變電站中每個(gè)桿塔均會(huì)安裝獨(dú)立的監(jiān)測(cè)分機(jī)，監(jiān)測(cè)分機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿塔的情況以及周?chē)h(huán)境中移動(dòng)物體狀態(tài)，由此來(lái)確定被盜竊桿塔的位置、時(shí)間，以便于巡檢人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)處理。

3.2輸電線路動(dòng)態(tài)增容及溫度變化在線監(jiān)測(cè)

輸電線路增容方式主要有動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)增容和靜態(tài)提溫增容。靜態(tài)提溫增容需要假設(shè)符合技術(shù)規(guī)程的前提下環(huán)境溫度+40℃，導(dǎo)線上的風(fēng)速和日照強(qiáng)度仍符合技術(shù)要求，這就將導(dǎo)線的溫度提升至80～90℃，從而提高導(dǎo)線輸送的能量。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)增容是在線路上安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，利用監(jiān)測(cè)分機(jī)對(duì)導(dǎo)線自身狀態(tài)以及外界環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)所得參數(shù)計(jì)算線路載流量的極大值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)線路輸送能量的最大化，這種方法不需要突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)定。

3.3氣象監(jiān)測(cè)

相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)采用具備接收氣象傳感器、磁場(chǎng)檢測(cè)儀的測(cè)量檢測(cè)板，對(duì)桿塔周?chē)臍庀笄闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這些數(shù)據(jù)被通信模塊輸送到遠(yuǎn)端控制中心，并生成數(shù)據(jù)變化的直觀圖像，得到氣象參數(shù)變化曲線，再根據(jù)一定的函數(shù)關(guān)系對(duì)天氣趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的殼體側(cè)面設(shè)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(cè)板的殼體上。與此同時(shí)，設(shè)備中還有一對(duì)活塞桿相對(duì)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(lèi)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(shí)，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(lèi)推，可以確定第三弧形夾板和第四弧形夾板的安裝位置?；⌒螉A板的弧面在安裝時(shí)統(tǒng)一朝向塔桿。另外，設(shè)備還配有檢測(cè)板、控制模塊、磁場(chǎng)檢測(cè)儀、氣象傳感器、數(shù)據(jù)通信模塊、頂端安裝太陽(yáng)能供電板、氣象傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、降雨量傳感器以及氣壓傳感器等部件。

3.4動(dòng)態(tài)增容在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

現(xiàn)階段，對(duì)高壓輸電線路的輸送容量進(jìn)行增加主要采用靜態(tài)提溫增容及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)增容技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為一種新型的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，靜態(tài)提溫增容技術(shù)能夠提升高壓輸電線路的溫度，以此來(lái)增大輸送容量。然而，這種技術(shù)在一定意義上不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對(duì)導(dǎo)線和一些設(shè)備在應(yīng)用方面的壽命會(huì)產(chǎn)生影響，由此提出動(dòng)態(tài)增容技術(shù)。動(dòng)態(tài)增容技術(shù)能夠呈現(xiàn)輸電線路潮流及熱穩(wěn)定限額的變化狀態(tài)，為工作人員提供良好的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)還能分析輸電線路的容量，確保輸電線路在運(yùn)行中其自身的輸送能量符合相關(guān)要求。動(dòng)態(tài)增容技術(shù)在高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用能夠評(píng)估線路運(yùn)行的溫度是否符合要求，還可以合理分析自然因素，不斷提升線路的運(yùn)行故障處理效率。如果輸電線路中的運(yùn)行溫度高于標(biāo)準(zhǔn)要求，就需要轉(zhuǎn)移負(fù)荷量或者停用，以此來(lái)確保輸電線路的安全性。

結(jié)語(yǔ)

總之，隨著當(dāng)前電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)獲得了普遍應(yīng)用，能夠有效避免輸電線路故障所產(chǎn)生的危害，全天候地實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行中相關(guān)指標(biāo)的采集及運(yùn)輸，為工作人員對(duì)輸電線路中相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)提供支撐。然而，現(xiàn)階段輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)還存在一些問(wèn)題，主要就是由于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間尚短，運(yùn)行的環(huán)境比較惡劣，造成穩(wěn)定性、可靠性和相應(yīng)的監(jiān)測(cè)精度方面存在問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張璐.高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（14）.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司）