特高压输电线路在线监测技术的应用

刘增超　唐晓森

摘要：输电线路受外力破坏时易发生短路和断线故障，输电线路状态监测技术由此而生。从某种程度上说状态监测技术的应用切实缓解了输电线路运行维护压力。基于输电线路杆塔点多面广的特点和需长期暴露在野外的特点，输电线路监测技术实际应用时很难安装在牢固可靠位置，也无法利用站内现有的光纤网络通信手段，在降低维护成本同时，还可保证测信息稳定、可靠传输。很多监测设备尚处于完善中，无法有效指导、服务生产。近年来，虽然电力系统整体监测水平已经有了较大的提高，但是基于特高压输电线路分布广、电能输送大的特点，特高压输电线路在线监测技术水平却发展缓慢。那么如何加强特高压输电线路的运转并提高安全，仍需我们在实际应用中进行不断总结和探索。所以本文主要分析特高压输电线路在线监测技术的应用，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。

关键词：特高压输电;在线监测;应用分析

1导言

自二十世纪七十年代开始，特高压输电技术己经进入了研究阶段，四十多年时间内，美、日、俄、中等国家先后研究、建立了特高压输电线路。目前，我国晋东南一南阳一荆门特高压输电线路己经成功投入运营。特高压输电工程中，输电线路有着非同寻常的重要性，输电线路对于特高压输电系统的稳定与安全有着直接的影响，因此，需要引起格外的关注。特高压输电线路不少处于恶劣的地质条件以及恶劣的运行环境下。所以，对输电线路的状态采用先进的监测技术进行监测有着重要的意义。通过监测确保事故隐患能够第一时间发现并即刻清楚，保障特高压输电线路处于良好的运用状杰。

2.特高压输电线路在线监测技术概述

输电线路在线监测技术受线路上监测装置的电源问题和监测数据的传输通信问题两方面的技术因素制约。目前已开发出了多种输电线路在线监测装置，对应的多种输电线路监测技术应运而生。输电线路覆冰在线监测包括对线路拉力和导线倾斜角、弧垂等参数的两种监测方式反映出覆冰实际情况的不同工作原理，以实现对导线的覆冰情况的实时监测并及时预警，方可减少输电线路的冰闪、舞动、断线、倒塔等事故故障;而输电线路气象和导线风偏在线监测则是在绝缘子串上安装角度测量，再结合线路本体数据及风速、温度等测量数据，综合计算出导线的风偏状况;目前我国电网公司对特高压GSM杆塔倾斜监测报警装置的研制，经试验证明能实时监控线路运行杆塔倾斜情况并预警;微风振动的长期积累会导致高压架空输电线路的疲劳断股，而且这种破坏有很强的隐蔽性。微风振动监测系统是利用导线振动监测仪对导线与线夹最后接触点外一定距离处导线相对于线夹的弯曲振幅、频率和线路周围的风速、风向、气温、湿度等气象环境参数的记录并结合导线本身力学性能实现对线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命的判断;导线舞动不仅危害大且有着长期性，而输电线路导线舞动监测则是选择在一档导线中安装一定数量的导线舞动监测仪，实现对导线三个方向的加速度信息的采集，并根据线路的基本信息和对监测点加速度的计算和分析，完成对舞动线路的舞动半波数及计算导线运行轨迹参数分析，判断舞动危害进而及时预警;输电线路的视频监控方式可对输电线路本体情况和输电线路环境参数进行实时且全天候的监测，但受网络传输速度限制缺陷也很多，通过无线网络的远程监控功能，该监测技术切实可行;输电线路绝缘子污秽监测包括采用停电方式进行的污秽度在线监测和监测绝缘子表面泄漏电流的泄漏电流在线监测。

3.在线监测技术在特高压线路中的应用

3.1基本要求

在线监测技术应用在特高压线路上具有必要性和可行性，对保证特高压线路安全运行意义重大。为逐步规范在线监测系统的技术要求和为特高压线路在线监测系统的选型提供依据，特高压线路在线监测装置应满足以下基本要求：

1）不影响线路电气性能可靠性，安装的装置应满足1000k V特高压交流线路的电晕要求和无线电干扰要求。2）不影响线路机械性能可靠性，安装的装置不能成为线路结构的薄弱点，不能带来结构上的隐患。3）应充分考虑线路运行人员的高空作业环境，安装方式简单、方便、可靠。4）应能在特高压线路上长期稳定运行，能抵抗特高压线路电磁场，适应各种恶劣气候，无需外在电源，免维护。5）数据传输方式及存储方式符合标准，便于在线监测数据统一管理。

3.2应用范围

在特高压线路中应用在线监测技术应以加强线路安全稳定运行保障为主，适当考虑积累运行数据的需要，以突出重点、体现差异化为原则，提出各种在线监测系统的应用范围：1）对重要交叉跨越（包括主干铁路、主干高速公路）、山区较长耐张段、覆冰较重地区（如太行山区）和易覆冰的微气象区等安装覆冰在线监测装置，并结合输电线路视频监控装置使用，以发挥更大作用。2）在微地形、微气象区及对导线风偏敏感地区安装气象和导线風偏装置，积累导线风偏数据，从气象条件、设计、运行等方面深入分析，增强特高压输电线路抵御强风的能力。3）在煤矿采动影响区安装杆塔倾斜监测装置，实时监控杆塔倾斜情况，有效预防采空区塌陷诱发的线路事故。4）在大跨越线路上安装微风振动监测装置。5）在舞动易发区安装舞动监测装置，积累导线舞动的运动曲线、波数等数据资料。6）在大跨越线路、重要跨越及特别偏僻的地区安装视频监测装置，加强特殊地段线路的监控。7）必要时考虑在污秽特别严重的地区安装绝缘子污秽监测装置。积累某段特高压线路的特定污区数据，建立特定线路的污秽数据库，总结该段线路绝缘子的积污规律，建立专家诊断系统，实现正确有效判断特定线路绝缘污秽状态的目的。

3.3在线监测管理平台

由于多种在线监测技术同时应用在特高压输电线路上，为节约投资，充分、合理地利用监测数据，开发在线监测管理平台，对在线监测系统进行整合，实现数据集中处理和综合应用分析显得十分重要。在线监测管理平台能实现监测数据的集中处理、显示和控制：1）建立开放性的标准数据接口。可以采用Web服务的方式提供接口，实现对不同厂家各种格式数据的统一接收。2）建立标准化的数据库，实现所有在线监测数据的集中存储、管理和应用。

4结论

输电线路在线监测系统实现了线路运行状态的实时监控，并通过监测管理平台的信息显示、统计、分析，能直观地给出设备状况的辅助判断，运行人员也可以平台信息为基础进行人工分析，方便管理者提供决策和正确发布指令，及早发现事故隐患并及时予以排除，保障线路以良好的状态可靠运行。特高压交流试验示范工程共安装覆冰、杆塔倾斜、气象和风偏、视频、微风振动、舞动及绝缘子盐密共7类87套在线监测装置，结合特高压航测数据，可提供基于三维可视化技术的在线监测显示和控制平台，实现了关键监测点设备状况的在线查询，促进了特高压工程的运行维护水平的提升。

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