摘要：为满足我国经济的发展，电网负荷不断增大，输电电压等级也不断提高，输电线路跨越的区域更加广阔，对输电线路管理的难度也越大。在现如今的电力监测系统当中，输电线路在线监测技术起到了越来越重要的作用，其针对确保输电线路覆冰的在线监测发挥了非常重要的价值。
关键词：输电线路；线路覆冰；在线监测
1、输电线路覆冰的危害
输电线路一旦覆冰，将会产生诸多难以弥补的危害，严重影响人们的正常生产、生活。
（1）造成杆塔损坏甚至折断。输电线路上的导线覆冰超过一定厚度，会使杆塔压力承载超重，一旦超过临界值，有可能导致杆塔倾斜甚至折断。
（2）导线跳跃，短路跳闸，供电中断。在输电线路中，有一些导线是垂直排列的，如果下面的输电导线先行脱落覆冰，会引起下层导线跳跃，造成供电系统短路，形成跳闸，供电就会中断，影响人们的正常生产、生活。
（3）导线下垂，引发接地事故。一般遭受覆冰灾害时，输电线路不同导线段的覆冰厚度是不同的，这样就会引起导线不同程度的下垂，绝缘子串将会随之倾斜，有可能引发接地事故。
2、输电线路覆冰的分类
根据冻结性质，输电线路覆冰可分为冻雪、混合冻结、雾凇、雨凇4种类型。其中，雨凇类输电线路覆冰的危害最大，因其比较坚硬，易结冰、易附着；冻雪类输电线路覆冰危害较轻，成分以雪片为主；雾凇类输电线路覆冰，是由水气升华凝结而成的结晶体；混合冻结类输电线路覆冰，是由雨凇和雾凇混合形成。根据覆冰横截面，可将输电线路覆冰分为圆形、椭圆形、翼形和新月形等。根据输电线路覆冰的发展过程，可将输电线路覆冰分为湿增长过程和干增长过程。
3、输电线路在线监测技术的概述
3.1输电线路在线监测技术的介绍
通常所说的输电线路在线监测技术，可以理解为在输电线路上装设仪器设施，对于表征设备的运行情况开展实时的记录，并且及时传送到监控中心。通过收集每项监测数据，判别并分析输电线路的运行情况，并且可以预见性的探讨即将发生的情况，采取科学合理措施，减轻或者消除安全威胁，减少输电线路的损失，进而实现输电线路的在线监测。可以这样说，输电线路在线监测技术不但是维护输电线路安全运行的关键保障，同时也是输电线路状态检修的重要措施。
3.2输电线路在线监测技术系统的原理
①在输电线路的在线监测系统构成上，系统大多采取二级网络结构，包含线路监测基站、监测中心以及线上监测装置，而线上监测装置包含了导线覆冰检测仪、线温度监测仪等。②在实际的工作原理当中，应该明确输电线路在线监测的具体参数，它的技术参数重点包含了环境运行参数以及设备运行参数，而输电线路在线监测技术系统是利用参数分析与信息采集来实现对于输电线路的管理与监测，工作人员可以通过查阅信息参数，对可能产生的问题作出提前预警。
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3.3系统结构
监测终端可以实时测量线路悬垂绝缘子的倾角、耐张串、串拉力、风偏力亦或是悬垂串导线线夹出口的倾斜角度、终端杆塔周边的气象状况（风向、风速、相对温度及湿度）、导线的温度、泄漏电流等有关参数，依托通讯体系传送到主站，主站的后台系统联系静力学核算方式核算出供电路线的覆冰厚度，在等效覆冰厚度和设置覆冰厚度近似时发出警示。等效覆冰厚度是指联系供电路线垂直档距内实际测量的垂直拉力数值或者导线倾斜角度来计算导线的负载，之后转化为供电路线设计标准下的等效冰厚，也就是路线为均衡覆冰，覆冰类型是雨凇，密度大概是0.9×10-3kg/mm2。因此，等效冰厚并非供电路线的真正冰厚。核算的模型能够依据覆冰类别的差异得到有一定差别的等效覆冰厚度，可是各种等效冰厚的负荷影响是不发生变化的。目前，供电路线覆冰网络监控的报警经过等效冰厚度在设置冰厚中所占的比重当做阈值，阈值要进行实验。
4、监测方法
4.1光纤传感技术
基于光纤传感技术的高压输电线路覆冰状态的监测系统主要由这几部分构成：装设有监控程序的光纤光栅应变传感器、光纤光栅波长解调仪、电子计算机等。宽带光信号源自于宽带光源，通过隔离器与耦合器，最终传输到传感光栅上，把此些光纤光栅波长加以选择后，多种波长的窄带光被反射，然后由波长解调仪负责接收。当光纤光栅的温度与负载有显著改变时，光栅解调器的测量波长也会产生显著变化，且把信息传输给电脑加以剖析处理，得出压力分布情况，进而剖析供电路线的目前状况。基于光纤传感技术，和OPPC、OPGW结合运用，会让该监测项目更为健全。要与OPGW技术综合应用，主要是由于其能够在覆冰溶解方面发挥显著作用。在高压供电路线覆冰改造工作中，运用光纤传感技术全面监控高压供电路线覆冰状况，在变电站通讯机房中的电脑屏幕上会显示监测信息，高压输电的有关负责人员采用远程的方式接收此些信息，能够全面掌握导线光栅点的变动状况、温度状况。
4.2称重法
考虑到导线在覆冰之后绝缘子串顺线倾角会产生显著变化，创建水平张力静态平衡方程得到覆冰和风的总荷载，总荷载减去风荷载等于覆冰荷载，就可以得到单位长度的覆冰荷载。该模型没有将导线的风偏考虑在内，总荷载减去水平方向风荷载也不符合力学的规律，风荷载受到风向、风压不均匀系统、导线布置等经验值干扰较大。可以创建静荷载平衡方程，覆冰荷载=拉力传感器测得总荷载-（导线自重荷载+风荷载），覆冰荷载/垂直档距=单位长度覆冰荷载。该模型的总荷载与水平方向的风荷载不符合力学规律，风荷载也会干扰到覆冰结算结果，在覆冰严重的条件下实际线长跟垂直档距差距大，导致单位线长的覆冰荷载计算结果偏大。结合风偏平面与垂直平面的静力学探讨，在风偏平面当中创建竖直方向上的静力平衡方程，方程求解之后得到单位线长的覆冰荷载，进一步得到等效覆冰厚度。
4.3模拟导线法
装设与路线导线材质相同、规格相同的模拟导线，采用量测模拟导线的厚度和称重的方式来明确覆冰水平，此种方式适用于外观冰站内的量测导线覆冰状况，依托长时间积累的监测信息来探究线路的覆冰机理。为了让网络监测具有和现实路线相同的气候状况，可在供电杆塔上挂上模拟导线进行智能量测，从而核算出改杆塔真正的冰厚。
5、结语
总之，国内的电力系统受气候、地质等诸多要素的影响，难以有效监测线路状况，特别是难以监测线路覆冰状况，其始终是国内电力公司发展的制约要素。运用科学的在线监测方法，能够让此问题得到很好的解决。
参考文献：
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[3]刘春城，刘伎.输电线路导线覆冰机理及雨化覆冰模型[J].高电压技术，2011（1）.
论文作者:房峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
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