（广东电网有限责任公司江门供电局 529000）
摘要：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。本文就输电线路的在线监测与故障诊断进行了简要探究。
关键词：输电线路；在线监测；故障诊断
1在线监测系统简述
1.1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。
1.2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。
2在线监测系统与故障诊断
2.1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，金具严重磨损、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，可做到：①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。②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。
2.2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。
1）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。
2）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。
2.3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数转换器（A/D Converter）。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。
1）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。
2）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
2.4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在线监测系统目前存在的缺点
在线监测系统不断的在完善，但在实际运用中仍存在以下缺陷：①现场监测装置安装点未必是最合适的安全点。因为受自然气象的影响，安装地点必须考虑当地气象局提供的气象数据，以及线路运行条件，这些造成现场监控装置安装点选址困难。②现场监测装置的传感器使用的蓄电池采用太阳能充电方式，若连续的阴雨天气，容易造成太阳能电板失效，蓄电池储能不足，传感器无法有效地传送信息。且受季节影响，蓄电池夏季常处于充电状态，冬季常处于放电状态，使用寿命较短，一般2～3年必须更换一次蓄电池。③传送数据采用的是移动网络，使用的SIM卡所处地区信号传输受当地移动网络信号强度的限制。若无移动信号或者信号比较弱，则无法传送相关信号。
结语
输电线路在线监测系统实现了对输电设备运行状况的实时监控，为故障诊断提供了全面的判断。同时通过输电线路在线监测系统积累输电线路运行资料，帮助线路运行部门制定合理的检修时间间隔和预防性维护计划，有利于提供输电线路的维护和管理水平。
参考文献
[1]夏娟.基于Web的在线输电线路智能故障检测系统的设计与研究[J].信息与电脑:理论版,2016.
[2]郭二磊,孙亦林,刘畅.电力输电线路自动故障诊断系统分析[J].工业c,2016.
论文作者:陈凯旋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
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