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摘要：输电线路的状况对人们的日常生活有很大影响，影响线路安全的因素有很多，如果不能对这些因素进行及时检测，并且对发生的线路故障不能做出准确的诊断，就会影响线路运行安全，给人们的生活带来不便。鉴于此，本文就输电线路在线监测与故障诊断技术展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：输电线路；在线监测；故障诊断
1、概述
输电线路主要由铁塔、基础、导线、地线、金具、绝缘子等组成，构成组件的类型较少，但绝对数量较大，线路的任何一处出现故障都可能引起整条线路的停运，对电力系统的冲击巨大。随着经济和社会发展速度的加快，线路沿线污秽等级提升及鸟害影响造成的线路污闪问题日益明显。局部环境和微气象对线路安全运行的影响也是线路运行维护工作的重要难点。导线舞动和风偏所造成的危害也时有发生。对输电线路进行在线监测与故障诊断是提高电力系统可靠度的重要措施。通过各类在线监测装置及时评估线路存在的安全隐患并准确预警对输电线路的安全可靠运行具有重要意义。输电线路在线监测与故障诊断是在不影响输变电设备正常运行的条件下，对设备的电气、机械等状态参量进行连续或者分时检测，获取能表征设备电气及机械性能等运行状态的特征参量，并通过故障分析与诊断来评估设备的运行状态。
2、在线监测系统简介
2.1、在线监测系统的构成
如图1所示，在线监测系统由线路现场监测装置、数据传输系统、数据分析和显示系统组成。①线路现场监测装置：由相应的传感器组成，并利用这些传感器检测线路上的状态物理量，并将这些物理量转换为合适的电信号，传送到后续单元。②数据传输系统：对采集的信号，通过移动网络传输到电网主站系统。③数据分析和显示系统：对采集到的数据进行处理和分析，并根据需要最终显示出来。
图1在线监测信号系统
2.2、在线监测系统类型介绍
（1）山火：通过监测线路附近的温度、湿度、烟雾、CO2图像，实现对线路附近山火的实时监控，解决了实时监控输电线路沿线山火的难题，为输电线路防灾减灾节省了人力物力，且提供信息指导。（2）覆冰：通过监测线路附近的温度、湿度、导线拉力、图像等，实现对线路附近覆冰的实时监控，解决了实时监控输电线路沿线覆冰难题，为指导下一步输电线路抗冰融冰工作提供准确数据。（3）盐密：通过监测输电线路附近的盐密情况，对线路所在区域污秽做出判定，为下一步线路的防污工作提供信息指导。（4）外力破坏：通过实时监测输电线路附近的外力破坏情况，及时掌握线路外力破坏类型、程度，为线路通道防外力破坏发生提供信息依据。
3、输电线路在线监测内容分析
输电线路在线监测内容较多，主要包括以下几个方面：
3.1、图像监测
图像监测是输电线路在线监测的基本手段。通过视频图像对输电线路周围环境进行全天候监控，能够随时了解输电线路危险点、导线舞动、风偏变化、悬挂异物、塔材等情况。
3.2、温度监测
导线温度与其载流量密切相关。除此之外，导线温度与环境温度、气候条件、风速等也存在紧密关联。客观上来看导线的最高允许温度（70℃）是一个理论值，其结果是相对保守的。在实际环境当中，设定值远高于理论值。换句话说，导线允许流量实际值与规定值之间存在着隐形容量。需要借助测温系统实现导线温度监测，从而及时获得输电线路潮流变化、线路运行温度变化情况，以此来分析输电线路输送余量，从而为输电线路动态扩容提供依据。
3.3、覆冰监测
受环境影响，输电线路覆冰因素较多，包括雾凇、湿雪、冻雾覆冰等。影响覆冰的主要因素包括气温、湿度、风等。当导线迎风面覆冰达到一定厚度时，受不平衡力影响，导线可能出现反复扭转。因此，需要通过专门的覆冰监测系统来综合判断导线的覆冰情况，以便清楚地掌握覆冰的特征及规律，从而对覆盖冰进行有效处理。
3.4、线路舞动
输电线路舞动主要是空气动力不稳定所导致，其主要影响因素包括风的激励、线路结构以及覆冰等。若导线舞动幅度偏大，摆动频率较高，可能会造成相间闪络、金具损坏等，甚至可能导致线路跳闸、导线折断等事故，对电网正常运行产生严重影响。
4、故障诊断现状
诊断故障就是根据监测数据对线路的状况进行分析，判断其状态是否良好。而现在已经有了更加智能化的技术可以使诊断过程更自动化。一些大学的研究人员通过研究提出或者设计出了一些诊断模型。比如，重庆大学的研究人员根据线路闪络方面的原理，在特征量的基础上提出了针对污秽度的模型。而华北电力的研究人员设计出了针对线路监测问题的辅助系统，可以帮助解决以往系统存在的监测不全面，趋势预测不够强，以及缺乏检修的建议等方面的问题，刘畅一行人根据一些先进的科学原理如马尔科夫，利用每年线路最大的覆冰数据来对接下来一两年内的线路覆冰情况进行预测，并建立模型，通过覆冰的厚度以及线路周围的气象环境数据，来预测线路在一瞬间内可能达到的最大覆冰厚度。而王峰一行人则根据收集到的线路舞动的相关数据，采用了模糊综合的方法对线路的舞动情况进行了提前的预测。这些研究成果都更好地促进了线路监测方面的高度自动化。
5、在线监测系统目前存在的展望
为实现输电设备的状态检修，需要输电线路在线监测装置提供稳定、准确、可靠、全面的监测信息。为此，需要对在线监测装置质量保障、监测特征量选取、相关理论算法及信息融合等方面开展进一步的研究工作，其未来发展方向主要为：(1)在线监测装置的统一化、标准化、集成化。以统一的标准打造各类在线监测产品线，保障监测装置的稳定、可靠运行，并通过传感器集成技术实现输电线路在线监测装置的低功耗、多参量、高精度监测。(2)监测技术多元化。紧随相关技术发展水平，进一步研究机器人巡线、无人机巡线、光纤传感器等新兴监测技术，积极推进基于OPGW光纤的通信传输技术，实现输电设备的全方位监测及监测信息的远距离、大带宽传输。(3)信息模型全景化。积极开展输电设备全景信息模型研究工作，实现各类在线监测信息、自动化系统运行维护信息及资产管理信息的挖掘和融合，推进设备状态检修及全寿命周期管理的实施。
结束语
通过探讨我们了解了在输电线路方面的线路检测系统、信息传输、故障诊断几方面的现状，并且指出了这些过程中存在的一些问题，并对以后的发展指出了方向。线路检测技术和故障诊断技术对于保障输电线路的安全非常重要，我们应该积极创新，用更加先进的科学技术来促进这项工作的不断进步。
参考文献：
[1] 高晓婧.基于模糊综合评判的输电线路在线监测综合评估[D].华北电力大学(北京)，2016.
论文作者:王峰1,钱关政 2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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