一種輸電線路多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)

謝景海， 袁敬中， 郭 嘉， 孫 密， 潘國兵， 劉 鑫

(1.國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 北京 100038； 2.浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 杭州 310023)

隨著電力系統(tǒng)行業(yè)的快速發(fā)展以及國家對智能電網(wǎng)建設(shè)的需求，國家電網(wǎng)公司加大了對高壓輸電線路運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。保證高壓輸電線路穩(wěn)定高效地運(yùn)行，才能為工業(yè)、生產(chǎn)生活提供穩(wěn)定的電力保障。嚴(yán)寒地區(qū)由于氣候惡劣，高壓輸電線路表面易形成不同程度的覆冰現(xiàn)象[1],輸電線路在覆冰的情況下發(fā)生舞動，極易造成線路的相間閃絡(luò)、線路斷線等危害，甚至?xí)斐蓷U塔發(fā)生疲勞損傷而引起倒塌[2]，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大的危害[3-7]。

為了預(yù)防和降低輸電線路覆冰和舞動等原因造成的危害，電力行業(yè)工作者針對這些問題以及特性進(jìn)行了研究。周燦梅等[8]采用圖像傳感器采集輸電線路圖像，識別線路覆冰狀態(tài)，但導(dǎo)線舞動會造成采集圖像的清晰度不高，降低識別地準(zhǔn)確率。熊菲等[9]利用布里淵時(shí)域反射傳感系統(tǒng)對線路覆冰進(jìn)行監(jiān)測，所用傳感器屬于光纖傳感器，需使用長距離的光纖線纜，傳輸和處理數(shù)據(jù)需要較長時(shí)間。高明等[10]使用拉力和傾角傳感器監(jiān)測線路覆冰，但該方法會因?qū)Ь€舞動造成測量不準(zhǔn)確。錢文曉等[11]利用接觸式和非接觸式聯(lián)合傳感器進(jìn)行輸電線路弧垂監(jiān)測，但未考慮其他因素對輸電線路的造成的影響。魏建林等[12]利用光幕傳感器對線路舞動進(jìn)行監(jiān)測，在測量舞動時(shí)具有較高的精度，但未考慮到大霧等特殊天氣的情況下，傳感器的測量精度會大幅度降低。胡志堅(jiān)等[13]采用差分全球定位系統(tǒng)(differential global position system，DGPS)獲取空間位置測量舞動，而采用DGPS定位方式測量導(dǎo)線舞動時(shí)，會出現(xiàn)由于接收的衛(wèi)星信號狀態(tài)不佳，導(dǎo)致測量誤差急劇增大的情況。劉昌盛等[14]提出了一種架空線路舞動監(jiān)測系統(tǒng)，但未運(yùn)用DGPS方式來提高定位精度。王海濤等[15]提出了一種全景狀態(tài)的輸電線路評估模型，對于實(shí)際的輸電線路運(yùn)行監(jiān)測和評估具有一定的參考價(jià)值。此外，各科研單位研發(fā)了各類傳感器對線路進(jìn)行監(jiān)測[16]。從上述研究內(nèi)容上看，大部分只是考慮輸電線路的某種因素造成的影響，所研制的設(shè)備沒有將智能感知設(shè)備與金具相結(jié)合形成智能金具，未能對輸電線路的狀態(tài)進(jìn)行多參數(shù)綜合監(jiān)測。

為實(shí)現(xiàn)高精度的線路電流數(shù)據(jù)監(jiān)測及故障診斷，研制了嵌入式高速錄波模塊，能以2 M/s速率進(jìn)行電流高速錄波，同時(shí)通過歸一化電流差值識別算法進(jìn)行電流故障識別，然后將故障前后10個(gè)周期的錄波數(shù)據(jù)傳出。針對線路覆冰和導(dǎo)線舞動的檢測需求，融合傳感器、通信、控制、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，在導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)集成設(shè)計(jì)了用于高壓輸電線路的多參數(shù)可視化物聯(lián)(the internet of things, IoT) 監(jiān)測系統(tǒng)。利用全球定位系統(tǒng)(global position system，GPS)秒脈沖(pulse per second，PPS)信號對所有參數(shù)序列進(jìn)行嚴(yán)格時(shí)間對齊，為實(shí)現(xiàn)全輸電線路的參數(shù)重構(gòu)和故障分析奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)多參數(shù)綜合監(jiān)測高壓輸電線路的運(yùn)行環(huán)境參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行電流故障診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)下具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

圖1 多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成Fig.1 Multi-parameter visualization IoT monitoring system configuration diagram

1 多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球、智能間隔棒、鐵塔綜合狀態(tài)監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)傳輸基站、中繼服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)成。其中，導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球由激光測距儀、GPS定位模塊、溫/濕度傳感器、電流傳感器和內(nèi)置供電電池組成。

導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球采集溫/濕度、電流等參數(shù)，鐵塔綜合狀態(tài)監(jiān)測裝置采集鐵塔的微小形變量等參數(shù)，以上參數(shù)均通過微功耗短距離無線傳輸方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)基站。數(shù)據(jù)基站將以上數(shù)據(jù)通過4G通信方式，輸送到中繼服務(wù)器中。由中繼服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、加密處理等操作，再傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器中。數(shù)據(jù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)平臺展示各項(xiàng)監(jiān)測參數(shù)。

1.1 自感應(yīng)取電模塊

嵌入式導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球體積小，難以獲得持續(xù)穩(wěn)定的電能。試驗(yàn)顯示，由于靜電吸附原因，在高壓線路上難以采用光伏面板的方式來獲取電能。針對監(jiān)測終端的用電需求，采用互感取能方式供電，從高壓線路中獲取電能?；ジ腥‰娔Ｐ偷墓ぷ髟砣鐖D2所示，利用互感原理，從高壓輸電導(dǎo)線上獲取電能。首先，自感應(yīng)取電線圈從高壓輸電導(dǎo)線上感應(yīng)電能；其次，自感應(yīng)線圈獲取的感生電流經(jīng)過整流濾波電路濾除高頻紋波，增加隔離保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)對電路的故障保護(hù)作用，可防止雷擊、短路等原因造成的大電流沖擊；最后，利用穩(wěn)壓電路有效地保證了電路輸出穩(wěn)定的供電電壓。

圖2 自感應(yīng)取電裝置工作原理Fig.2 Working principle of self-induction power supply device

1.2 高速錄波模塊

高速錄波模塊采用高速16位模數(shù)轉(zhuǎn)換(analog to digital，AD)芯片，最高可實(shí)現(xiàn)每秒兩百萬次采樣(million samples per second, MSPS)的采樣速率，具有低噪聲低功耗的特點(diǎn)，2 MSPS采樣率下功耗僅為9.5 mW。通過主控單元將AD芯片設(shè)置為turbo工作模式，同時(shí)主控單元輸出高速采樣時(shí)鐘信號，實(shí)現(xiàn)了2 MSPS的采樣率。高速錄波模塊為實(shí)現(xiàn)線路監(jiān)測、電流故障識別提供了高分辨率的數(shù)據(jù)。

1.3 溫/濕度模塊

溫濕度傳感器用于監(jiān)測輸電線路的環(huán)境的溫度和濕度。在環(huán)境溫度為-1～-5 ℃和空氣濕度大于85%的情況下，易造成輸電線路覆冰。利用溫濕度傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，可以判斷輸電線路是否有發(fā)生線路覆冰的風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 測高模塊

對地測高采用雙模測距方式，同時(shí)利用GPS模塊和激光測距模塊監(jiān)測輸電線路的擺動。由于GPS模塊支持GPS、北斗等多種定位方式，可大幅度提高GPS模塊的定位精度，使得這種雙模測距的方式具有很強(qiáng)的魯棒性，適用于惡劣的環(huán)境狀況。利用輸電導(dǎo)線高度變化是否發(fā)生異常，判斷是否發(fā)生故障。

1.5 通信模塊

藍(lán)牙通信作為常用的通信方式，具有短距離微功耗的特點(diǎn)。選用的藍(lán)牙通信模塊，可在200 m范圍內(nèi)進(jìn)行通信。模塊的工作頻率為2.4 GHz。通過主控單元(micro controller unit，MCU)設(shè)置模塊的數(shù)據(jù)傳輸速率為256 Kbps，設(shè)置最大的發(fā)射功率為4 dBm，測得發(fā)射模塊的平均功耗為60 mW。

2 導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球

導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球安裝在高壓輸電線路上，可有效監(jiān)測高壓輸電導(dǎo)線的舞動狀態(tài)，對輸電線路電流進(jìn)行實(shí)時(shí)錄波，同時(shí)監(jiān)測環(huán)境溫/濕度以及對地測距。導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球以及內(nèi)部示意如圖3所示。

圖3 導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Schematic diagram of the internal structure of the wire comprehensive status monitoring ball

2.1 供電系統(tǒng)

導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球的供電系統(tǒng)分為兩部分：第一部分，利用自感應(yīng)取電裝置獲得電能，用于對導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球進(jìn)行供電。當(dāng)導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)部電路所消耗的電能小于自感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電能時(shí)，會將多余的電能儲存到導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)置碳酸鋰蓄電池中。第二部分，當(dāng)導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)部電路消耗的電能大于自感應(yīng)取電裝置獲取的電能時(shí)，不能保證導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球的正常工作。此時(shí)內(nèi)置的碳酸鋰電池放電，用于補(bǔ)償自感應(yīng)取電方式的電能供應(yīng)不足。

2.2 電流傳感器

電流使用羅氏線圈電流傳感器測量，其測量電流的原理運(yùn)用了法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律，所獲電能滿足：

(1)

式(1)中：U為羅氏線圈輸出電壓；M為互感系數(shù)；I為電流；t為時(shí)間。

根據(jù)式(1)，可知測量的結(jié)果是電流信號對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。因此，在測量輸電線路電流時(shí)，需要在信號調(diào)理電路中設(shè)計(jì)一個(gè)積分電路，用于將測量信號轉(zhuǎn)化為電流信號。

2.3 對地測高

高壓輸電線路電纜隨風(fēng)舞動，帶動導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球擺動。根據(jù)導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球?qū)Φ馗叨?，可以監(jiān)測輸電線路的舞動狀態(tài)?？紤]到天氣等因素的影響，導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球內(nèi)置雙模對地測高模塊，分別是激光測距模塊和GPS模塊。正常的天氣情況下，激光測距模塊具有較高的精度，對地距離的測量時(shí)精度可達(dá)到厘米級。在大霧天氣下，由于激光光線的傳輸受到大霧的干擾，會嚴(yán)重影響激光測距模塊的精度，因此本文設(shè)計(jì)了受天氣因素影響較小的GPS測量模塊，利用基于多?？臻g距離權(quán)重融合方法設(shè)計(jì)的GPS差分定位系統(tǒng)，有效避免了天氣原因造成的測量誤差，可大幅度提高GPS系統(tǒng)定位的精度。

2.4 通信系統(tǒng)

導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球通過藍(lán)牙通信模塊，將各個(gè)傳感器測得的參數(shù)值通過Modbus-RTU通信協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)據(jù)基站?？紤]到高壓輸電線路存在電磁干擾問題，設(shè)計(jì)的導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球具有靜電屏蔽功能，僅留有細(xì)小的天線開口，其他位置為完全封閉狀態(tài)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

3 故障錄波裝置軟硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件系統(tǒng)及其工作原理

故障錄波裝置是導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球中最為核心的部分。故障錄波采集系統(tǒng)由STM32主控單元、供電系統(tǒng)、羅氏線圈、積分濾波電路、AD采樣電路、北斗授時(shí)定位模塊、安全數(shù)碼卡(secure digital memory card，SD)存儲模塊電路和片外8 Mbit 靜態(tài)隨機(jī)存取寄存器(static random-access memory，SRAM)電路組成。其中，主控芯片采用意法半導(dǎo)體公司的STM32F407ZGT6高性能芯片，AD采樣芯片采用ADI公司的AD4001芯片。北斗授時(shí)定位模塊使用中科微的ATGM332D-5R31芯片，具有同步秒脈沖輸出引腳，且同時(shí)支持GPS和北斗雙模定位。故障錄波系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

SPI為串行外設(shè)接口；USART為通用同步異步收發(fā)器； FSMC為可變靜態(tài)存儲控制器圖4 故障錄波系統(tǒng)架Fig.4 Architecture of fault recording system

ATGM332D-5R31北斗芯片輸出PPS信號，STM32主控芯片接收PPS信號，同時(shí)通過輸出脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation，PWM)波作為AD采樣控制時(shí)序。羅氏線圈感生出高壓輸電線路的電流信號，并在調(diào)理電路進(jìn)行積分和濾波處理后，得到電流調(diào)理信號。調(diào)理濾波后的電流信號經(jīng)過AD采樣電路，得到16位電流動態(tài)值。采樣值經(jīng)過標(biāo)定處理后，由故障波形識別算法進(jìn)行實(shí)時(shí)在線計(jì)算，得到故障波形數(shù)據(jù)并計(jì)算有效值。根據(jù)STM32內(nèi)部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(real-time clock，RTC)，為當(dāng)前的故障波形和有效值標(biāo)定時(shí)間戳，以安全數(shù)字輸入輸出接口(secure digital input and output，SDIO)方式存儲到SD卡中。識別出電流故障后，將故障前后10個(gè)周期的錄波數(shù)據(jù)傳出。

3.2 故障電流識別

對于故障波形的識別，采用一種歸一化電流差值識別算法，可以對故障電流進(jìn)行有效地識別。相比于其他方法，此方法在識別電流故障中簡單實(shí)用，適用于低功耗的嵌入式產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)測得的電流I的表達(dá)式為

I=Bsin(ωt+φ)

(2)

式(2)中：B為電流的幅值；ω為角頻率；φ為初相位。

裝置AD采樣速率為2 MSPS，以100 ksps對AD采樣得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行抽樣處理，等效于對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波。抽樣后一個(gè)周波可以得到1 000個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值。為識別電流是否發(fā)生故障，通過前后兩個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值的歸一化后的電流差值的絕對值(ΔI)作為判斷依據(jù)。設(shè)前一個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值I1為

I1=Bsin(ωt1+φ)

(3)

式(3)中：I1為t1時(shí)刻對應(yīng)的電流瞬時(shí)值。

后一AD采樣電流瞬時(shí)值I2為

I2=Bsin(ωt2+φ)

(4)

式(4)中:I2為t2時(shí)刻對應(yīng)的電流采樣瞬時(shí)值。

根據(jù)國家高壓輸電線路工頻交流電的頻率f=50 Hz,則有

(5)

前后兩個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值作差歸一化處理為

(6)

當(dāng)ΔI大于某一閾值ε時(shí)，則認(rèn)為電流波形發(fā)生了故障。

3.3 有效值計(jì)算

有效值可作為判斷輸電線路電流是否發(fā)生故障的依據(jù)之一。與故障電流識別電流抽樣處理方式類似，有效值計(jì)算時(shí)一個(gè)周波抽樣得到1 000個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值。如圖5所示，①表示當(dāng)前時(shí)刻的電流采樣周期數(shù)據(jù)，②表示下一時(shí)刻的電流采樣周期數(shù)據(jù)。以一個(gè)周期①中的1 000個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值進(jìn)行有效值(Frms)的計(jì)算，計(jì)算公式為

(7)

圖5 有效值計(jì)算示意圖Fig.5 Schematic diagram of effective value calculation

式(7)中:n為第n個(gè)采樣點(diǎn);f[n]表示第n個(gè)采樣點(diǎn)的電流瞬時(shí)值。

在計(jì)算得到第一個(gè)有效值之后，以矩形窗口移動一個(gè)采樣間隔，得到②位置的1 000個(gè)AD采樣電流瞬時(shí)值，采用式(7)進(jìn)行有效值計(jì)算。以此類推，可以得到采樣電流的實(shí)時(shí)有效值。

3.4 軟件設(shè)計(jì)

故障錄波的程序流程圖如圖6所示。首先，故障錄波采集裝置的硬件系統(tǒng)程序初始化。然后，利用GPS模塊輸出的PPS秒脈沖信號對齊MCU輸出的PWM采樣時(shí)鐘信號。其次，利用AD錄波模塊對電流信號進(jìn)行采樣，進(jìn)行故障波形識別和電流信號的有效值計(jì)算。利用GPS模塊的授時(shí)功能，對識別出的故障電流波形和有效值進(jìn)行時(shí)間戳的標(biāo)定。最后，將得到的數(shù)據(jù)存儲到SD卡中。

圖6 故障錄波程序流程圖Fig.6 Flow chart of fault recorder

4 裝置研制與實(shí)驗(yàn)分析

設(shè)計(jì)的輸電線路多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于確保采樣信號的同步性。因此，需要保證北斗芯片輸出的秒脈沖具有嚴(yán)格的對齊性。為了驗(yàn)證秒脈沖的同步性和故障錄波性能，在實(shí)驗(yàn)室搭建了測試樣機(jī)平臺，并將該套設(shè)備掛網(wǎng)進(jìn)行測試。

4.1 北斗模塊秒脈沖同步性實(shí)驗(yàn)

測試平臺利用兩塊故障錄波采集板及3 m長的有源陶瓷天線，實(shí)現(xiàn)北斗同步衛(wèi)星信號的接收以及同步秒脈沖信號的輸出。將故障錄波采集板北斗模塊中的ATGM332D-5R31北斗芯片的PPS引腳引出，連接到示波器DSO-X 3034A，輸出波形如圖7所示。 從圖7可以看出，不同北斗模塊PPS引腳輸出的波形嚴(yán)格對齊。利用PPS引腳輸出從而嚴(yán)格保證MCU生成采樣信號的同步性，實(shí)現(xiàn)安裝在高壓輸電線路上的不同導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球可以進(jìn)行同步采樣。

圖7 不同北斗模塊PPS引腳輸出波形Fig.7 PPS pin output waveforms of different Beidou modules

4.2 高速錄波波形采集實(shí)驗(yàn)

為了檢驗(yàn)故障錄波裝置高速錄波的可行性，在實(shí)驗(yàn)室搭建測試平臺。利用信號發(fā)生器Tektronix AFG3022C輸出幅值為50 mV，頻率為50 Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波電流信號。將故障錄波采集裝置AD采集的數(shù)據(jù)繪出得到信號波形(圖8)。從圖8可以看出，采集的信號波形與信號發(fā)生器輸出的信號波形基本相同，驗(yàn)證了故障錄波裝置高速錄波的可行性。

圖8 AD采集信號波形圖Fig.8 AD acquisition signal waveform

圖10 多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)裝置安裝圖Fig.10 Installation diagram of the multi-parameter IoT monitoring system device

4.3 故障錄波波形重現(xiàn)

為了檢驗(yàn)故障錄波裝置錄波時(shí)記錄故障的能力和算法的有效性。取歸一化電流差值識別算法中的前后兩個(gè)采樣電流差值的閾值ε=2.19×10-9A。實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用信號發(fā)生器的任意波形發(fā)生器，改變信號的幅值模擬故障信號的發(fā)生，設(shè)置信號發(fā)生器輸出幅值為50 mV,頻率為50 Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，并瞬間改變信號的幅值為12.5 mV。信號發(fā)射器輸出波形和故障信號采集波形如圖9所示。從圖9可以看出，采用以上故障錄波識別算法，可以有效地識別示波器輸出的信號故障。表明故障錄波采集裝置具有很好的故障波形重現(xiàn)能力，驗(yàn)證了上述故障電流識別算法可以有效識別出故障電流。在實(shí)際的運(yùn)用中，能有效地監(jiān)測輸電線路是否發(fā)生了電流故障。

4.4 多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)

在冀北某條高壓輸電線路兩端各安裝一套多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)。每套設(shè)備包括3對導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球、自感應(yīng)取電環(huán)及一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸基站。圖10為多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)的裝置實(shí)物及現(xiàn)場安裝圖。將多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出曲線(圖11)，可以看出，輸電線路多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)可有效監(jiān)測輸電線路各參數(shù)狀態(tài)，利用這些參數(shù)變化，判斷輸電線路是否發(fā)生了故障，通過溫/濕度判斷輸電線路是否存在覆冰風(fēng)險(xiǎn)，并利用監(jiān)測電流的狀態(tài)可以判斷輸電線路是否發(fā)生了電流故障。實(shí)驗(yàn)表明該多參數(shù)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用于實(shí)際的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測時(shí)，能夠利用多參數(shù)綜合系統(tǒng)對輸電線路進(jìn)行監(jiān)測，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。

圖11 多參物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)曲線Fig.11 The parameter curve of the multi-parameter IoT monitoring system

5 結(jié)論

研制了一種輸電線路多參數(shù)可視化物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)，該物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測輸電線路的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，能夠監(jiān)測輸電線路的電流、舞動以及環(huán)境的溫/濕度。得出如下結(jié)論。

(1)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)各監(jiān)測模塊內(nèi)置于導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測球，其內(nèi)置GPS芯片PPS引腳輸出的秒脈沖具有嚴(yán)格的同步性，利用這一特性設(shè)計(jì)的故障錄波采集裝置能夠進(jìn)行高速錄波。同時(shí)，由于各采樣終端輸出秒脈沖同步對齊這一特性，確保了各終端采集的數(shù)據(jù)具有嚴(yán)格的對齊性，為利用多個(gè)終端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多參數(shù)綜合監(jiān)測輸電線路奠定了基礎(chǔ)。

(2)物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)的高速錄波結(jié)果具有高度的同步性和準(zhǔn)確性，具有故障波形重現(xiàn)和輸電線路電流故障診斷的能力，并可通過多參數(shù)綜合系統(tǒng)對輸電線路進(jìn)行監(jiān)測。