摘要：在电力系统中由于输电线路具有输电距离长、布局范围广、承载电能需求呈多样性变化、布局环境复杂等特点，因此很容易受到外界因素的干扰，象雷电、暴雪、冰雹等天气因素干扰，还有地震、山洪等自然灾害的干扰。为此，本文提出了一种电力线路监测及无线扩展装置，所述的定向天线通过馈线与收发装置相连，电源系统通过电源线与收发装置相连，收发装置与控制终端之间通过2G、4G、wifi无线网络实现远程连接；该装置解决了4G监测系统因信号盲区导致的信号时断时续或长时间中断联络失去监护的缺陷和由预警系统缺陷造成的紧急抢修、人工巡线风险大、预警系统缺陷造成的停电事故导致电网运行安全受到威胁的问题。
关键词：线路监测；无线传输；扩展装置
引言
电力系统集发电、输电、变电、配电等功能于一身，而输电线路安全稳定则是确保上述功能实现的前提。但实际上，由于输电线路具有输电距离长、布局范围广、承载电能需求呈多样性变化、布局环境复杂等特点，因此很容易受到外界因素的干扰，象雷电、暴雪、冰雹等天气因素干扰，还有地震、山洪等自然灾害的干扰。上述对于电力系统的输电线路运行均会产生严重的影响，同时还会对线路本身造成不可逆转的损坏，引发输电安全问题。其中最为典型的问题便是会造成输电线路舞动，在强大的风力及严寒的影响下，线路舞动会产生强大机械振动能量，不仅会对线路自身产生严重危害，使得线路不堪重荷发生断裂，同时也会对杆塔、金具、绝缘子造成强烈冲击，使其产生疲劳损害。另一方面，我国的用电分布并不均匀，各地区用电量具有一定的差异性，尤其是在高峰时段，电力系统输电线路需要面对的压力更大，一旦出现线路故障问题，将会对电力系统供电安全造成严重影响。基于此，做好电力系统输电线路的监测与检查显得尤为重要。通过对输电线路的运行状况进行密切监测，从而能够第一时间发现线路故障，及时进行维修，可有效避免输电线路问题进一步恶化，造成重大安全事故，为人们的日常用电提供有力的保障。
一、线路监测及无线传输扩展装置的技术领域和背景技术
该技术属于电力远动领域，一种电力线路监测及无线扩展装置。原有的4G线路监测系统因高山峡谷等因素难以避免的造成移动基站不能很好的全面覆盖，存在4G信号盲区，使原系统很多点站故障报警信号时断时续，甚至长时间中断联络失去监护的重大缺陷，预警系统缺陷常常会需要进行应急抢修，且预警系统缺陷后人工巡线工效低、风险大，预警系统缺陷导致的线路停电事故也会给生活、生产造成经济损失，威胁电网运行安全。
二、电路线路监测及无线传输扩展装置的内容
为了解决上述技术问题，设计了一种电力线路监测及无线扩展装置。该装置解决了4G监测系统因信号盲区导致的信号时断时续或长时间中断联络失去监护的缺陷和由预警系统缺陷造成的紧急抢修、人工巡线风险大、预警系统缺陷造成的停电事故导致电网运行安全受到威胁的问题[1]。
为了实现上述技术方案，达到上述技术效果，本技术是通过以下技术方案实现的：一种电力线路监测及无线扩展装置，其包括：定向天线、收发装置、电源系统、控制终端；所述的定向天线通过馈线与收发装置相连，电源系统通过电源线与收发装置相连，收发装置与控制终端之间通过2G、4G、wifi无线网络实现远程连接；该电力线路监测及无线扩展装置是基于U段400MHz频率传输；
（1）所述的定向天线在视距开阔的情况下，安装高度大于3米；
（2）所述的收发装置上有开放式干接点隔离接口，可以与现有线路监测系统传感器模块对接，该收发装置还具有中继模块，可对传输过程中衰减的信号进行放大再传输，保证信号的完整，整个接收装置是基于GFSK的调制方式，采用跳频技术；
（3）所述的电源系统为变频微功耗一体化电源系统，该电源系统发射模块LOP1，LOP2，LOP3；
（4）所述的控制终端采用嵌入式GSM远程报警监控装置，采用工业级的GSM收发模块和内嵌实时操作系统；
这种技术的有益效果是：1、本项目实施后首先解决了原有线路监测装置的信号传输盲区问题，解决线路维护中数据不稳、丢失、失联的状况，使维护工作正常、高效的开展；2、保证了输电线路的可靠性，加强了电网运行安全；3、本项目易于网络扩展，可点可面，应用于各种环境，扩大了原有系统的适用范围，提高了设备利用率； 4、本项目适用于各种规格等级输电线路及一般户外线路，安装维护简单，易于推广。图1是一种电力线路监测及无线扩展装置的结构示意图；
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图1
三、电力系统线路监测内容
第一，输电线路动态增容监测。主要监测的部分为输电导线温度和线路局部环境的风向、风速和光辐射，然后对数据进行采集，以此对线路输送容量限额进行计算，确保输电线路稳定性。而输电线路动态增容监测的方法主要有导线拉力监测法、导线温度监测法、气象监测法这三种。第二，线路施工弧垂观测。其中主要采用的观测方法有角度法和等长法这两种。
四、电力线路监测及无线扩展装置的具体实施方式
一种电力线路监测及无线扩展装置，其包括：定向天线、收发装置、电源系统、控制终端；所述的定向天线通过馈线与收发装置相连，电源系统通过电源线与收发装置相连，收发装置与控制终端之间通过2G、4G、wifi无线网络实现远程连接；该电力线路监测及无线扩展装置是基于U段400MHz频率传输，绕射能力强，解决高山峡谷地形地貌带来的传输影响。
具体操作方法：现有线路监测系统传感模块将采集到的线路信息传送给收发装置，该收发装置对该信号进行调制后通过馈线传送给定向天线将信号发送出去，发送出去的信号是以特定频率的电磁波发射的，这种电磁波可为2G、4G或wifi网络，控制终端接收到信号后通过内置的GSM收发模块和内嵌实时操作系统，将该信号转化成语音或文字等信息读取出来[2]。
综上所述，1、本项目实施后首先解决了原有线路监测装置的信号传输盲区问题，解决线路维护中数据不稳、丢失、失联的状况，使维护工作正常、高效的开展；2、保证了输电线路的可靠性，加强了电网运行安全；3、本项目易于网络扩展，可点可面，应用于各种环境，扩大了原有系统的适用范围，提高了设备利用率；4、本项目适用于各种规格等级输电线路及一般户外线路。
参考文献：
[1]范文. 基于无线带式输送机温度检测装置设计[J]. 山东煤炭科技，2019（2）.
[2]党倩. 架空输电线路无线监测系统研究[J]. 自动化仪表，2017，38（12）.
论文作者:吴程峰,李学富,瞿威均,刘绍正,胡健,陈永能
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：线路论文; 装置论文; 收发论文; 信号论文; 终端论文; 缺陷论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第19期论文;