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

韓卿 王葉薇 陜貴平

通訊作者：韓卿，1980年9月，男，漢，山西五臺(tái)，國(guó)網(wǎng)忻州供電公司，中級(jí)工程師，學(xué)士。主要研究輸電線路運(yùn)維。

摘要：隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)電力資源的需求量在不斷的加大，進(jìn)而就對(duì)輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量提出了更高的要求。而輸電線路作為我國(guó)電網(wǎng)的重要組成部分，其不僅決定著整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，而且還是人們基礎(chǔ)生活的保障。而在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用，就能實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)輸電線路的運(yùn)行狀況，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)其在運(yùn)行過程中存在的潛在危險(xiǎn)問題，以此來(lái)確保運(yùn)維措施的及時(shí)采取，進(jìn)而不斷的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測(cè)技術(shù);輸電線路;運(yùn)維;應(yīng)用

一、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概述

通過對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述的分析與了解，可在一定程度上有效的提高在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在輸電線路的運(yùn)行效率，確保充分的發(fā)揮出在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行狀況的良好監(jiān)控，降低安全事故以及故障事故的發(fā)生概率，以此來(lái)不斷的提高輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量。下面，就針對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概述展開具體的分析與討論。

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要就是指：實(shí)時(shí)的監(jiān)控高壓輸電線路的運(yùn)行狀況，根據(jù)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)收集相關(guān)參數(shù)，并綜合分析與輸電線路的有關(guān)信息，確保為后續(xù)運(yùn)維工作的展開提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。此外，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，還能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)輸電線路在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障問題，并能識(shí)別故障的類型和故障出現(xiàn)的部位，這樣就能避免輸電線路的運(yùn)行出現(xiàn)更大的故障問題，以此就能減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在輸電線路運(yùn)行中運(yùn)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，還能在一定程度上改善傳統(tǒng)的電力資源管理模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電力設(shè)備的維修方式缺陷，確保能夠有效的提高電力設(shè)備的維修水平和維修質(zhì)量，以此來(lái)為電力企業(yè)的發(fā)展獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益【1】。

二、我國(guó)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)在21世紀(jì)初就著手研究和開發(fā)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，并且隨著后續(xù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)在我國(guó)的推廣，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展速度得到了極大提高，之前的一些遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸問題也得到了有效解決。我國(guó)的電力科學(xué)研究院著重研發(fā)雷電定位系統(tǒng)，而諸如西安金源電氣有限公司等企業(yè)則著重研發(fā)絕緣子泄漏電流方面，我國(guó)的研究院、企業(yè)都有著自己的研究重點(diǎn)，從不同的重點(diǎn)去研發(fā)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在研發(fā)前期存在穩(wěn)定性等方面的問題，并且用戶也無(wú)法得到生產(chǎn)信息，這些問題限制了泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)也由于缺陷的制約而得不到普及。直到2005年我國(guó)的一些企業(yè)研發(fā)出了線路防盜、線路降溫、線路覆冰等技術(shù)，使得輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了廣闊的發(fā)展空間，并在我國(guó)的電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)的研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)在研發(fā)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的過程中，還融入了傳感、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，將這些技術(shù)相融合研發(fā)出了視頻在線監(jiān)測(cè)、桿塔振動(dòng)等先進(jìn)裝置，并構(gòu)建了完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著近年來(lái)不斷的發(fā)展，我國(guó)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，構(gòu)建的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也越來(lái)越完善，并且在導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)、雷擊定位等方面也得到了大力應(yīng)用。

三、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線路運(yùn)維中的具體運(yùn)用

（一）、輸電線路視頻監(jiān)測(cè)

隨著科技技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，相應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能也得到了不同程度的完善。而輸電線路視頻監(jiān)測(cè)可有效的對(duì)絕緣子串、地線以及桿塔等設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視，并且還能監(jiān)測(cè)到輸電絕緣子的閃絡(luò)弧光情況，這樣就能給輸電線路運(yùn)維工作的展開提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。輸電線路視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過使用紅外線技術(shù)，來(lái)拍攝監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻錄像，確保能夠及時(shí)的抓取到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的圖片，確保能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的信息以數(shù)字或者視頻的形式傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)平臺(tái)。因此，輸電線路視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)通常用于自然環(huán)境和地理環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，通過自動(dòng)拍攝的方式或者遠(yuǎn)程操控的方式來(lái)將輸電線路的運(yùn)行細(xì)節(jié)傳輸出去，這樣運(yùn)維工作人員就能在監(jiān)控中心獲取到關(guān)于輸電導(dǎo)線、線路設(shè)備運(yùn)行狀況以及輸電鐵塔的運(yùn)行情況，以此就能減少人力資源的投入，并能在一定程度上解決惡劣天氣對(duì)運(yùn)維工作展開的影響【2】。

（二）、輸電線路雷擊定位監(jiān)測(cè)

輸電線路雷擊定位監(jiān)測(cè)技術(shù)較輸電線路視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)不同的是，其常常用于故障定位以及故障診斷方面。該系統(tǒng)的運(yùn)用方式主要有綜合雷擊故障定位、行波故障定位以及逐個(gè)桿塔安裝故障定位三種方式。該系統(tǒng)的主要運(yùn)行原理是根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)信息來(lái)及時(shí)的辨別雷擊故障類型和故障點(diǎn)，以此來(lái)促進(jìn)運(yùn)維工作的有序開展。此外，該系統(tǒng)的主要功能有數(shù)據(jù)采集、測(cè)量和通信，確保能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息及時(shí)的傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)進(jìn)行分析，以此就能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)輸電線路所存在的運(yùn)行安全隱患問題，以此來(lái)及時(shí)的排除輸電線路運(yùn)行的故障問題【3】。

（三）、微風(fēng)振動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)

彎曲振幅法和速度測(cè)量法是微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)常用的兩種方式。其中，彎曲振幅法主要就是指：測(cè)量線路上兩個(gè)固定點(diǎn)之間的相對(duì)振幅來(lái)有效的監(jiān)測(cè)電路設(shè)備的運(yùn)行狀況，并根據(jù)導(dǎo)線或者地線相對(duì)于線夾的彎曲振幅，來(lái)計(jì)算出導(dǎo)線或者地線在線夾出口的動(dòng)彎應(yīng)變量，這樣就有助于導(dǎo)線振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)方法的有效確定。此外，加速度測(cè)量法與彎曲振幅法不同的是：其主要通過運(yùn)用傳感器內(nèi)部質(zhì)量體的慣性與運(yùn)動(dòng)加速度特征不一致的原理實(shí)現(xiàn)與輸電線路運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)速度與加速度以及位移的微分與積分的關(guān)系，來(lái)獲取位移的具體值，這樣就能獲取到導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)的振幅，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)【4】。

（四）、輸電線路微氣象在線監(jiān)測(cè)

輸電線路微氣象在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象狀況的監(jiān)測(cè)，其不僅可以監(jiān)測(cè)到線路所處環(huán)境的溫度、濕度和風(fēng)速風(fēng)向，而且還能監(jiān)測(cè)到大氣的壓力和降雨量，并能將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)予以記錄，這樣就能為相關(guān)氣象防范措施的采取提供數(shù)據(jù)支持，該系統(tǒng)目的是實(shí)現(xiàn)信息的搜集。而通訊單元安裝在信息處理中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)傳輸并完成相關(guān)指令，而信息處理單元就能實(shí)現(xiàn)所傳輸數(shù)據(jù)的分析和存儲(chǔ)，確保為后期線路運(yùn)維工作的展開以及輸電線路的重新設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考【5】。

（五）覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

導(dǎo)線通常是長(zhǎng)時(shí)間暴露在外界環(huán)境當(dāng)中的，因此會(huì)受到惡劣天氣狀況的影響而發(fā)生問題。針對(duì)這一情況，就需要應(yīng)用覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過這一技術(shù)來(lái)對(duì)導(dǎo)線狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握變電站絕緣子、高壓輸電線路在惡劣天氣下的覆冰情況。覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還需要結(jié)合科學(xué)、合理的分析方法，并且在分析過程中需要建立數(shù)學(xué)模型，這樣才能有效對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，才能明確線路的覆冰狀況。工作人員通過運(yùn)用覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以掌握線路的覆冰情況，對(duì)可能受到冰雪災(zāi)害的線路進(jìn)行預(yù)測(cè)，并及時(shí)通知線路維修人員前去維修，做到防患于未然，將各種事故發(fā)生的可能性降到最低。具體運(yùn)用覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，首先需要采集、記錄導(dǎo)線的傾斜角、弧垂等信息，之后根據(jù)輸電線路的具體參數(shù)進(jìn)行分析，計(jì)算出輸電線路上覆冰的厚度、重量等，將計(jì)算出的結(jié)果和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，就能對(duì)覆冰的危害進(jìn)行定級(jí)，從而及時(shí)通知輸電線路維修人員。還可以通過輸電線路上布置的拉力傳感器來(lái)觀察輸電線路的拉力狀況，從而通過輸電線路受到的拉力來(lái)判斷輸電線路上覆冰的實(shí)際情況。

三、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線路防外力破壞的應(yīng)用

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅在輸電線路運(yùn)維方面得到了較為廣泛的應(yīng)用，而且在輸電線路的防外力破壞方面也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)時(shí)的監(jiān)控輸電線路的運(yùn)行狀況，避免其受到外力因素的破壞。其中，隨著人們用電量的不斷增加，對(duì)于電力資源的需求量在不斷的增加，這樣就導(dǎo)致輸電線路盜取現(xiàn)象頻發(fā)。因此，盜取破壞逐漸成為了威脅線路安全的主要因素。有些單位或者個(gè)人為了獲取更多的經(jīng)濟(jì)利益，而采取違法施工行為，這樣不僅導(dǎo)致電力線路跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，而且還會(huì)引發(fā)停電事故。而通過運(yùn)用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就可借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的高效監(jiān)控，以此就能避免出現(xiàn)輸電線路的偷盜現(xiàn)象【6】。

（一）、圖像視頻采集單元

圖像視頻采集單元主要向現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻或者音頻數(shù)據(jù)的傳輸，確保工作人員能夠及時(shí)的了解輸電線路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況。其中，攝像機(jī)在運(yùn)行時(shí)，可采用可見光，這樣就能對(duì)輸電線路進(jìn)行全天24小時(shí)不間斷的監(jiān)控。而對(duì)于信號(hào)的傳輸，應(yīng)采用GPRS/CDMA/3G等網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，這樣監(jiān)測(cè)中心就能根據(jù)信號(hào)的傳輸狀況來(lái)判斷輸電線路的運(yùn)行異常狀況。因此，圖像視頻采集單元的構(gòu)建，就能有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和良好通訊。此外，通過圖像視頻采集單元，用戶可以自行的設(shè)定移動(dòng)端的接收人，這樣在一定程度上體現(xiàn)出了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的靈活性和便利性【7】。

（二）、監(jiān)測(cè)分機(jī)

監(jiān)測(cè)分機(jī)主要實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)中心的良好互動(dòng)與交流，確保控制視頻服務(wù)器電源的開啟與關(guān)閉。因此，在設(shè)置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)分機(jī)模塊，確保能夠及時(shí)的接收到由攝像機(jī)傳遞過來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和跟蹤，進(jìn)而將分析好的結(jié)果傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，為監(jiān)測(cè)工作人員相關(guān)管理措施的采取提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。此外，監(jiān)測(cè)分機(jī)還能分擔(dān)監(jiān)測(cè)主機(jī)的任務(wù)，避免出現(xiàn)隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，出現(xiàn)服務(wù)器崩潰的情況。而通過使用監(jiān)測(cè)分機(jī)，就能有效的達(dá)到分流的目的，將不同地區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到不同的監(jiān)測(cè)分機(jī)上，以此來(lái)有效的提高在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（三）、監(jiān)測(cè)中心后臺(tái)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)中心后臺(tái)系統(tǒng)是整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，其對(duì)于有效的防止輸電線路受到外力破壞具有至關(guān)重要的作用。其中，監(jiān)測(cè)中心后臺(tái)系統(tǒng)主要包含視頻智能識(shí)別系統(tǒng)以及客戶MP端兩個(gè)部分。由于該系統(tǒng)存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)信息，故其運(yùn)用了容量較大且訪問速度較快的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，確保實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)。此外，該系統(tǒng)還具有多參數(shù)預(yù)警功能，一旦出現(xiàn)異常情況，就會(huì)立即觸發(fā)報(bào)警功能，并將現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)音頻信息和報(bào)警信息一同傳遞到監(jiān)測(cè)中心，確保提高對(duì)輸電線路的良好管理，提高輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量【8】。

四、結(jié)論：

不斷的將在線監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用在輸電線路的運(yùn)維工作中，對(duì)于有效的提高輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及有效的滿足人們的實(shí)際用電需求都具有至關(guān)重要的作用。因此，我們應(yīng)首先認(rèn)識(shí)與了解在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概述，進(jìn)而從輸電線路視頻監(jiān)測(cè)、輸電線路雷擊定位監(jiān)測(cè)、微風(fēng)振動(dòng)的在線監(jiān)測(cè)以及輸電線路微氣象在線監(jiān)測(cè)四個(gè)方面來(lái)將在線監(jiān)測(cè)技術(shù)高效的運(yùn)用在輸電線路的運(yùn)維中，并從圖像視頻采集單元、監(jiān)測(cè)分機(jī)以及監(jiān)測(cè)中心后臺(tái)系統(tǒng)三個(gè)方面將在線監(jiān)測(cè)技術(shù)高效的運(yùn)用在輸電線路的防外力破壞方面，確保促進(jìn)輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低故障事故的發(fā)生概率，避免出現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)象，以此就能為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展提供更多充足的電力資源。

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