摘要：输电线路在线监测系统是实施设备状态检修及全寿命周期管理的基础，随着各类监测、诊断技术的研究和发展，监测装置的测量精度和评估准确度得到了一定提升。本文基于在线监测技术应用实践，就防外力破外和故障定位展开进一步的探讨和研究，为在线监测技术的发展提供新思路。
关键词：输电线路在线监测技术；现状；应用
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。
1在线检测系统的结构组成以及基本工作原理
1.1线监测系统的结构组成
在线监测系统使用的是一种二级网络结构，通常由各种线上监测装置、监测基站以及监测中心等部分构成，线上监测装置则由导线温度以及导线覆冰监测仪等组成，气象环境以及线路监测基站通常在杆塔上进行安装，监测中心则设置在本部机房。
1.2在线监测系统的基本工作原理
对大部分的输电线路中的技术参数进行监测的时候，所监测的技术参数有设备运行以及环境运行参数，具体分为微风振动、舞动、杆塔倾斜、导线弧垂以及视频等。运用先进的监测技术，充分利用输电线路的数据信息平台，对数据信息进行分析与管理，从而完成对有关数据信息的趋势进行分析、查阅以及信息预警等工作。
2.我国现有输电线路监测技术的应用
2.1覆冰在线监测技术
这种技术是针对导线的覆冰状况实施实时监测，从而保证在天气状况比较恶劣的条件下能够实现对高压输电线路和变电站绝缘子等覆冰状况实施实时在线监测。充分利用科学先进的监测分析方法以及建立数学模型从而分析监测数据信息，将有可能出现冰雪灾害的线路提前进行预测，并及时向有关输电线路维护工作人员进行报警，从而有效预防断线、倒塔、冰闪以及舞动等各种灾害事故造成的伤害。覆冰在线监测技术的基本工作原理是：监测导线倾斜角以及弧垂等有关数据信息，根据线路参数以及输电线路情况等进行研究分析，然后计算覆冰的重量以及厚度等相关技术参数，从而判定覆冰的危险级别，及时发出准确的除冰信息预警。除此之外，充分结合线路拉力的状况观测覆冰的具体情况，将拉力传感器安装在绝缘子串上，并对导线在覆冰以后的受力状况进行实时监测，同时对当地环境的温、湿度以及风向等数据及时进行采集，将收集到相关数据信息集市汇总并传递到监控中心，经过处理与分析，尽快预报输电线路冰情状况，从而发出除冰警报。
2.2杆塔倾斜监测技术
杆塔是支撑输电线路的基础，它的稳定性对于输电线路的平稳运行会产生重要影响。我国幅员辽阔，各地环境差异较大，例如在西北地区，高压电线杆塔就受地质、地表及外部自然环境的影响较为明显，而一旦高压电线杆塔不稳，出现倾斜等问题，必然会对输电线路的安全造成影响。针对这一问题，有关部门利用全球移动通信系统（GSM）实现了对杆塔的实时监测，当出现杆塔倾斜或其它异常情况时，系统就会及时发出预警信号。
2.3导线微风振动监测技术
导线微风振动往往会造成高压输电线路出现疲劳而断股，尽管其看似对输电线路不会产生太大的破坏力，然而其破坏往往比较隐蔽，长时间的不断积累，对高压输电线路造成的破坏性会变得更加严重。微风监测技术的基本工作原理是导线监测振动仪可以对导线以及线夹触点以外的适当距离的导线实施监测，特别是其对线夹弯曲的频率、振动幅度以及输电线路周边的风速、风向以及温度、湿度等各项的气象参数，根据导线自身的力学特点，对微风振动的具体状况、疲劳寿命等加以分析、研究以及判断。导线微风振动监测技术的运用不仅可以预防微风振动造成的危害，还可以为输电线路的防震设计提供技术依据。
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2.4视频在线监测技术
视频在线监测系统一般安装在人口比较密集区、林区以及那些交通事故发生比较频繁的地段，实时监测周边的状况，及时找出对输电线路构成威胁的行为，并能够及时采取纠正预防措施。视频在线监测技术必须借助视频压缩以及数据传输等相关技术，从而对输电线路本体状况以及周边环境参数及时进行监测。然而在视频监测的实践运行过程中，出现了数据传输量比较小、现场视频难以自行控制、信号不稳定等各种状况，伴随CDMA以及3G网络技术的迅猛发展，充分利用无线传输使得输电线路的远程实时监控可以实现。
2.5输电线路导线舞动监测
导线风偏舞动在线监测系统主要包括气象采集与风偏采集单元、子站以及数据信息处理等系统构成，通常在杆塔之上安装气象采集单元以及子站，而在导线上安装风偏采集单元。通过对气象风偏角、参数以及倾斜角等有关数据信息进行采集，利用无线网络传输到数据处理系统及时进行处理。运用导线风偏舞动在线监测技术，便于运行部门在特殊状况下采取相应的措施，此外，也为输电线路设计过程中综合考虑设计预防水平、气候环境条件等提供科学合理的技术依据。
3.存在的问题
由于在线监测技术及相关装置研究发展时间较短，且监测装置运行环境恶劣，导致其在稳定性、可靠性及监测精度等方面还存在一定不足，主要体现在如下几个方面：
(1)监测装置稳定性与可靠性不足。由于缺乏统一的行业标准，部分在线监测装置制造标准偏低，直接导致相关装置故障率较高，信息处理能力差，频繁发生误报警、漏报警等问题。(2)监测精度及电磁兼容性能不足。受限于当前传感器技术发展水平及特征量选取等因素，部分在线监测装置测量精度与离线测量结果存在较大偏差，且部分监测装置抗电磁干扰性能较弱，使得测量结果可信度较低。(3)相关理论不够完善。诸如污秽绝缘子闪络和导线舞动等机理研究还未有统一的研究结论，对在线监测结果的准确性造成一定的影响。(4)故障诊断算法有待优化。目前部分故障诊断技术还停留在实验室模拟或仿真分析阶段，部分实际使用的诊断算法评估准确性还有待提高。(5)信息孤岛问题突出。现有在线监测装置大都根据某一类监测需求设计，从而导致监测信息重复性较高，且由于各类监测信息的数据格式和接口不同，使得信息交互困难，形成信息孤岛。
4.提升在线监测设备可靠性思路
4.1提升通信稳定性
现有在线监测装置普遍采用3G/GPＲS公网进行数据的通信传输，但受运营商网络条件限制，如在每天网络使用高峰时段，在线监测通信的稳定性常因此时的数据带宽低而受到影响。针对该问题，考虑利用远距离WiFi技术建立专用通信网络来解决通信带宽不足的问题。
4.2提升视频监测摄像头可靠性
目前，室外球机通过透明罩将摄像头跟外界隔离，可是当环境温度比较低，湿度比较大且早晚温差很大的时候，在球机的表面以及内部容易结冰结雾。因此摄像头无法拍摄到现场的照片，照片是一片模糊，严重影响视频在线监测装置的使用。目前市面上的视频在线监测装置还未有这方面的解决方案，有必要设计一种既可防冰又可防雾的高可靠视频监测摄像头。
4.3确保有效
供电大多数在线监测装置普遍采用电池进行供电，而在新电池技术巨大突破之前，电池的储电容量始终是在线技术有效供电的瓶颈。因此，需研发出一种新型电池电能管理技术来合理使用电池电量。但受电池容量制约，仅使用电池管理技术合理使用电池电量，也只能有限提升电池的供电时长，故采用风光互补供电技术以保证在线监测装置的长期持续正常工作。
5.结语
总而言之，从目前中国的在线监测技术的研究与开发进程来看，在杆塔倾斜、覆冰、导线微风振动与风偏舞动以及视频在线监测技术等方面取得了十分重大的突破，并获得了非常广泛的应用，然而其标准化以及稳定性等相关问题亟需得到解决。
参考文献：
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[4]胡毅.输电线路运行故障分析与防治.北京:中国电力出版社.2007.
论文作者:张惠芬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
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