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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。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。本文就输电线路的在线监测与故障诊断进行探究。
关键词：输电线路；在线监测；故障诊断
1在线监测系统的构成分析
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。第一，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。第二，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。第三，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。
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2信号传输系统现状分析
2.1污秽监测
污闪对于线路的外绝缘有着特别大的影响，在泄漏电流严重的情况下，绝缘子就容易发生闪络现象。这种现象造成的事故仅在雷电灾害之下，但是它带来的损失却是雷电灾害的10倍。在我国监测方法主要有两类，接触式和非接触式监测。非接触式指利用激光、超声波以及无线电波等方式在现场检测，花费的成本比较高，受到环境的干扰比较大，监测不够全面。
2.2舞动监测
受周围环境的影响。导线常常会发生舞动的情况，而且舞动的时间较长、幅度较大。频繁舞动会对线路造成损坏，带来严重的事故。对这种现象主要有两种监测方式：第一，收集视频图像，对这些图像进行识别；第二，利用传感器收集与线路舞动有关的参数。对于前一种方法来说，虽然它的信息收集比较直观，但是，由于对图像处理的技术还不成熟，算法不完善等因素，导致它没有很高的精确度。而后者可以对导线舞动的各种信息进行收集和监测，更加精准。
2.3弧垂监测
它对于线路的设计以及线路的运行都有着重要的意义。温度、承受力、覆冰情况以及环境中风速等等这些因素都会对导线的弧垂度有影响，垂度小会使线路的承受力过大，影响它的性能，而垂度过大则说明离地面太近，会影响线路安全。
3在线监测系统与故障诊断
3.1导线舞动与风偏监测
输电线路的舞动是由于空气动力不稳定而产生的现象，是输电线路在运行中因自然条件作用而发生的一种比较严重的现象。导线舞动一旦形成，持续时间很长，一般可达数小时，会引发导线鞭击、烧伤、断股、断线，器具严重磨损、断裂，杆塔倾倒、线路跳闸等，对输电线路造成极大的破坏作用，容易造成大面积停电灯严重事故。而输电线路的在线监测系统在导线舞动和风偏监测中，可以做到：第一，在实时监测导线绝缘子串风偏角度、导线跳线、仰角参数的同时，并结合微气象环境参数和线路相关参数算出导线距塔体最小电气间隔和相间距离，为防止因风偏引发的放电事故提供数据支持，及时补救线路缺陷。并且通过收集累积线路风偏运行资料，为线路绝缘子设计方案提供参考。第二，结合线路周围微气象环境参数和导线覆冰情况，一旦发现导线舞动幅度超出标准，及时分析线路是否发生舞动危害，并发出报警信息，避免发生相间放电、倒塔等危害。
3.2绝缘子监测
通过电流传感器从绝缘子中取得泄漏电流信号，绝缘子运行状态综合监测终端定期采集泄漏电流信号，放大和滤波过的信号经隔离之后进入中央处理器的模拟——数字（A/D）转换器件。绝缘子运行状态综合监测终端完成监测点绝缘子污秽信息的采集、存储和传输的功能。每个杆塔绝缘运行状态综合监测终端可监测1～6串独立绝缘子。第一，盐密的测量是使用置于空气中的高纯度石英棒，即一个大气为包层、以棒为芯的多模介质光波导。在石英棒上无污染时，由光波导中的基模和高次模同时传输光的能量。其中绝大部分能力在光波导的芯中传输，只有少部分光能沿芯包界面的包层传输，类似于光纤通讯中的光传输机理。当盐密度相同情况下，随灰密的增加绝缘子的污闪电压呈下降趋势。所以，相同的盐密下的不同灰密对绝缘子的耐受电压有着不同的影响。故对灰密的监测也是防污闪工作的重要内容之一。第二，复合绝缘子监测：采取在复合绝缘子的棒芯植入光纤传感器或在生产过程中埋入光纤传感器的模式，通过试验来测试棒芯中光纤传感器的波长变化和应力变化来实时监测线路覆冰，在线复合绝缘子的运行状况、导线重力等现场的一系列情况
3.3导地线监测
当发现导地线振动水平超标时，可采用在一定程度上降低微风振动的幅值等相应的补救防振措施。这样可阻止导地线产生或者加剧疲劳断股，可有效地延长导线的运行寿命，以避免更换新导线。
3.4导线弧垂监测
输电线路的弧垂过小或者过大都将影响输电线路的安全运行。当弧垂过小时，导线承受的应力过大，在冬季气温过低时可能造成断线事故。当弧垂过大时，不能保证导线对地面的安全距离，大风时还有可能造成短路事故。导线弧垂受温度、应力、覆冰厚度、动态增容、环境风速等因素影响。在线监测系统采用倾角法，即采用角度传感器测量弧垂。该方法的原理是：线路覆冰时导线弧垂的增加最明显。所以，可以实时监测导线的弧垂，并结合对当地气象条件的分析，以实现实时综合监测线路的覆冰情况。第一，采集导线角度、弧垂参数，结合输电线路相关线路参数和微气象环境参数，并利用输电线路相关状态方程计算，得出导线覆冰后的比载、覆冰平均厚度和覆冰重量等覆冰参数。一旦发现覆冰厚度和重量超标，发出除冰报警信息，并通知线路运行部门及时采取措施，避免发生覆冰导致的倒塔和舞动等危害。第二，监测输电线路周围的气象环境状况，包括：环境温度和湿度、风速、风向、光辐射强度、雨量以及大气压力，对超标的参数进行报警，为线路运行状态情况如导线弧垂、温度、风偏、覆冰、舞动、导地线微风振动、杆塔倾斜等提供气象环境数据。
4结语
总之，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。
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论文作者:邹伟华,姜新田
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
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