摘要：输电线路的安全运行情况可通过导线弧垂参数得到直观反映，这就使得输电线路导线弧垂在线监测技术向来受到业界重视。基于此，本文将简单介绍常见的输电线路导线弧垂在线监测技术，并深入探讨UWB定位技术在该领域的应用，希望研究内容能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：UWB定位技术；输电线路；导线弧垂监测
前言：UWB技术属于一种新兴的无线电技术，其能够较好用于信号受到遮挡、干扰区域的精确定位，具备系统复杂度低、对信道衰落不敏感、可实现厘米级定位精度等特点。为保证UWB定位技术较好服务于架空输电线路导线弧垂分析与管理，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。
1.常见的输电线路导线弧垂在线监测技术
随着科学技术的快速发展，输电线路导线弧垂在线监测技术的种类日渐增多，温度传感器监测弧垂技术、张力传感器监测弧垂技术、倾角传感器监测弧垂技术均属于其中代表。
1.1温度传感器监测弧垂技术
在输电线路导线弧垂在线监测中，温度传感器监测弧垂技术属于其中代表，该技术该利用温度传感器实现对输电线路导线弧垂的监测，技术应用过程需充分了解线路在初始状态的温度，风偏角、水平应力、垂直比载等参数也属于在线监测实现的关键。结合电线综合比载、线路温度、线路风偏角、线路高差角、线路温度线膨胀系数、线路最终弹性系数、基准风速、电线体形系数、风压高差变化系数、线路导线截面积等具体参数，温度传感器监测弧垂技术即可较好服务于输电线路导线弧垂在线监测。结合国内相关研究可以发现，随着温度的下降，温度传感器监测弧垂技术所求得的弧垂误差会不断扩大，但这种误差能够通过增加档距得到一定控制，而结合中国线路设计章程可以发现，温度传感器监测弧垂技术的理论误差一般在3%内。
1.2张力传感器监测弧垂技术
张力传感器监测弧垂技术也能够较好服务于输电线路导线弧垂在线监测，该技术可通过测量轴向应力与轴向张力，求得输电线路导线的水平应力，最终通过牛顿法即可最终完成垂直平面内弧垂的计算。结合国内相关研究可以发现，相较于温度传感器监测弧垂技术，张力传感器监测弧垂技术的应用误差相对较低，一般情况下理论误差在1%内，因此该技术具备更高的实用性。
1.3倾角传感器监测弧垂技术
通过对垂直平面内水平方向与导线悬挂点线路切线夹角投影进行测量，即可通过分析水平应力与测量获得倾角的关系，求得输电线路导线的水平应力，进一步代入风速风向等参数，即可最终求得输电线路导线的垂直平面内弧垂。结合国内相关研究可以发现，倾角传感器精度及安装位置直接影响输电线路导线弧垂在线监测精度，且一般情况下倾角传感器监测弧垂技术的理论误差在2%内。
2.输电线路导线弧垂在线监测中的UWB定位技术具体应用
2.1基本思路
UWB定位技术属于典型的无线定位技术，三边测量法与三球交汇定位法在UWB定位技术的应用中发挥着关键性作用。在三维空间内的定位中，UWB定位技术一般采用三球交汇定位原理，通过应用最小二乘法，即可建立三球交汇模型，进一步开展直接求解与工程优化，即可获得最优定位点。在UWB定位技术的具体应用中，需重点关注UWB信号特点，一般来说UWB信号具备穿透能力强、传输速率高、系统容量大、多径分辨能力强、共存性和安全性优秀、功耗低、低绩效等特点，由此基于UWB定位技术搭建定位系统，即可针对性选用中位值平均滤波法、限幅平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法，配合基于三边定位算法交点的加权质心定位算法，更好满足输电线路导线弧垂在线监测需要。结合国内外相关研究，为最大化发挥UWB定位技术优势，本文针对性提出了一种实用性较强的输电线路导线弧垂在线监测技术，在该技术的UWB定位技术应用中，需首先针对性安装UWB定位装置，以此开展基于装置进行测距，在获得测量数据后，通过针对性处理，即可最终结合计算求得高精度与高可靠性的输电线路导线弧垂参数。
2.2具体应用
在基于UWB定位技术的输电线路导线弧垂在线监测中，具体监测路径可简单概括为：“针对性选择输电线路导线UWB定位装置安装位置→安装UWB定位装置→基于装置开展距离测量→处理测量数据→计算输电线路导线弧垂”。在基于UWB定位技术的输电线路导线弧垂计算过程中，UWB定位装置A、B、C、D的坐标分别表示为
、
、
、
，基于UWB定位装置测得的UWB定位装置A与UWB定位装置B的距离为lAB，UWB定位装置A和UWB定位装置C的距离为lAC，UWB定位装置A和UWB定位装置D的距离为lAD，UWB定位装置B和UWB定位装置C的距离为lBC、UWB定位装置B和UWB定位装置D的距离为lBD、UWB定位装置C和UWB定位装置D的距离为lCD。由此，结合档距中央弧垂、导线所受的均布比载值、导线应力的水平分量、导线两悬挂点之间的高差，就可求得导线的最大弧垂与档距中央弧垂，基于UWB定位技术的输电线路导线弧垂计算方程组如下：
（1）
导线悬挂曲线方程为：
（2）
带入式（3），即可求得档距中央弧垂，档距中央弧垂、导线所受的均布比载值、导线应力的水平分量、导线两悬挂点之间的高差在式中分别表示为f1/2、
、
、h。
（3）
为保证基于UWB定位技术的输电线路导线弧垂在线监测更具实用性，还应针对性建立输电线路导线弧垂在线监测信息系统，该系统的关键在于检测前的行时间同步检测和同步调整。
结论：综上所述，基于UWB定位技术的输电线路导线弧垂在线监测技术具备较高实用性。在此基础上，本文涉及的温度传感器监测弧垂技术、张力传感器监测弧垂技术、倾角传感器监测弧垂技术、及UWB定位技术具体应用，则直观展示了输电线路导线弧垂在线监测路径。为更好满足输电线路导线弧垂在线监测需要，在线监测误差的控制也需要得到重点关注。
参考文献：
[1]郭少彬,沈锋,杨莹.基于UWB的室内协同定位方法[J].电子信息对抗技术,2018,33(04):6-10+75.
[2]缪巍巍,刘世栋.基于UWB技术的变电站精确定位系统研究[J].电力信息与通信技术,2015,13(07):43-49.
论文作者:陈铭,谢颖,程昆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：导线论文; 在线论文; 技术论文; 线路论文; 装置论文; 传感器论文; 应力论文; 《电力设备》2019年第12期论文;