智能电网输电线路中的在线监测技术应用

智能电网输电线路中的在线监测技术应用

张德明

云南电网有限责任公司楚雄供电局 云南楚雄 675000

摘要：智能输电线路作为电力系统中的关键组成部分，在运行过程中会受到各因素制约，需要实时监测线路运行状态，进行在线监测，以保障智能电网安全、稳定运行。本文探讨智能电网输电线路的在线监测技术应用。

关键词：智能电网；输电线路；在线监测技术；应用

1智能电网的特征

智能电网属于技术含量较高的电力体系，其中涉及众多的输电体系还有配电体系，可以针对电力市场总体需求还有公司需求做出及时的反应。另外，智能电网组织结构在传输信息速度方面较快，同时也兼具了智能化的特征，用户可更好地享受到服务。在电网建设中，智能电网是成本投资比较少的一种形式，可以在市场中大力的推广。从环保方面考虑，智能电网输电符合了国家绿色、环保的理念。

2输电线路在线监测技术

2.1输电线路在线监测系统

输电线路在线监测系统主要由监测设备、通讯网络、智能终端三个模块构成，分别承担运行状态参数采集、数据传输及数据分析的功能。监测设备一般采用固定位安装，受限于导线取电技术。目前监测设备大多采用电池+太阳能的供电方式。监测设备利用数据传输网络将采集到的设备运行状态参数传输给智能终端，利用电力信息智能算法对采集到的设备运行参数和转换的电信号进行分析，得到线路的运行状态，进行输电设备健康诊断，从而为线路检修提供依据。

2.2线路覆冰在线监测技术

线路覆冰在线监测技术是输电线路在线监测领域的一个重要分支，它专门用于检测和分析输电线路上的冰雪积累情况。这项技术通常采用多种传感器来测量线路表面的温度、湿度以及覆冰厚度。其中，温度和湿度传感器用于评估环境条件，帮助预测覆冰的可能性。覆冰厚度传感器则直接测量电缆表面的冰层厚度，为及时的应对措施提供依据。此外，一些先进的监测系统还会整合气象数据，通过分析气温、风速和降水量等参数，更准确地预测覆冰发生的趋势和风险。线路覆冰监测技术的关键在于实时性和准确性，这要求系统能够持续运行并提供及时的数据更新。这项技术对于电网运营特别重要，因为线路上的冰雪积累会导致线路断裂或电力损失，从而影响电网的稳定运行。

2.3图像可视化及通道视频监测

良好的通道环境是保证输电线路安全稳定运行的重要保证。输电线路非计划停运一个很重要的原因就是输电线路通道保护区附近施工引发的外力破坏或者通道附近异物挂线造成的相间短路。图像可视化及通道视频监测是通过在输电杆塔上安装监控设备，通过对入侵输电通道保护区的施工机械、大型车辆以及易漂浮物进行监测抓拍，并将抓拍到的画面通过数据传输网络传回到智能终端，通过智能算法初步判断入侵物体是否危及输电线路运行。智能终端将初筛后可能危及线路运行的危险源形成告警信息推送给监控人员进行再次审核。审核通过后一方面通过杆塔上安装的声光告警装置释放告警信息，制止入侵或者危险行为，另一方面通过系统派发工单给附近的网格化巡视人员尽快到达现场进行管控。此外，监控人员还可以通过播放视频的方式动态掌握线路通道附近实时环境，有效填补图像监测抓拍间隔的存在而导致的监控盲区。目前，输电线路通过图像及视频的在线监测已经得到了大规模的应用，有效降低了通道环境因素导致的线路故障跳闸事件发生率。

3在线监测技术在智能电网输电线路中的具体应用

3.1输电线路视频监测

目前，随着科学技术的进步，在线监测系统功能也日渐完善和健全。通过采用在线监测技术，可针对线路中地线、绝缘子串、杆塔等设备开展视频的监测，还能监测到绝缘子的弧光问题，与此同时，监测的数据还能给工作人员提供相关的数据参考。另外，输电线路在线监测系统采用到红外线技术，可进行监控现场的视频拍摄，能够随时随地地查看现场监测的实际情况，还能将监测到的图像、视频等及时地上传到监测的平台。除此之外，输电线路视频监测技术，一般都是在地理环境和自然环境方面开展的监测，利用远程操控、自动拍摄等形式，就能传输输电线路在运行期间的所有过程和细节，可以便于运维人员通过监控中心后台掌握线路、导线的运行状况，可降低人工监测的误差和资金的投入，在恶劣天气下也能进行监测。

3.2输电线路微风振动在线监测

输电线路微风振动在线监测是一种高效的技术，旨在评估输电线路受微风影响时的稳定性和安全性。该技术核心是利用先进的加速度传感器监测系统，这些传感器是基于无线智能微机电系统（MEMS）硅微加工技术制造的。这种微型化的加速度传感器具有体积小、能源消耗低等特点，能够精确地测量输电线路在微风作用下的振动数据。这种监测技术的应用不仅限于电力行业，类似的技术已被广泛应用于汽车碰撞试验、设备振动监测等多个行业，其可靠性和有效性已经得到验证。在输电线路中，微风振动监测技术的应用可以帮助运维人员对输电线路的物理状态进行准确评估，尤其是在恶劣天气条件下。此外，通过对振动数据的深入分析，可以模拟电路在不同条件下的运行情况，为电网的维护和优化提供科学依据。

通过在输电线路上安装加速度传感器，监测系统能够实时捕捉到由微风引起的细微振动。这些数据对于分析输电线路的结构完整性和运行效率至关重要。加速度传感器的高灵敏度和快速响应能力使得即使是微小的振动变化也能被准确捕捉。此外，微风振动在线监测技术的应用不仅能提升输电线路的运行安全性，还能增加对潜在风险的预防能力。通过长期收集和分析振动数据，可以预测输电线路面临的风险，比如由于长期振动导致的材料疲劳或结构损伤，这种预测能力对于制定有效的维护计划和提前采取补救措施非常重要。

3.3杆塔倾斜在线监测

在野外设置输电线路杆塔，由于安装区域地形十分复杂，难以精准分析附近环境状况，且在外力作用下还会发生地面坍塌、杆塔错位等情况，若是遇到极端恶劣天气，还会产生出现严重的地质灾害，如泥石流、滑坡等。在上述因素作用下，杆塔容易倾斜、地基出现不同程度地变形，影响到输电线路的正常运行。将倾斜传感器设置到杆塔中，可以实时对杆塔进行监测，了解杆塔倾斜情况。倾斜传感器广泛应用在220kV以下的输电线路中。

3.4输电线路微气象在线监测

输电线路微气象在线监测系统是针对自然环境、天气情况展开的监测，能够监测线路所在地区的天气相关的各个方面的情况，例如：温度、湿度、风速等，还能监测大气的气压、降水量，通过视频的方式记录并存储这些数据，可以给恶劣天气防范工作提供有效的参考，还能针对信息展开一系列的搜集、整理。在信息处理中心要安装通讯单元，可让数据信息实现高效的传输，并且实现指令的操控，信息处理单位还能按照上传的数据完成分析、存储，可以给日后的工作人员在线路设计、规划等方面提供参数和意见。

结论

总而言之，在智能电网输电线路的在线监测技术领域，从微风振动监测到覆冰监测，再到杆塔倾斜的实时监控，每项技术都显示电网管理中的创新和进步。这些技术不仅能提高输电线路的运行效率和安全性，还对防止故障和提升响应速度起到关键作用。随着技术的不断发展，这些监测系统将更加精确和高效，为电网运营提供强大的支持。在未来，这些技术的应用和完善无疑将继续推动智能电网的发展，确保电力供应的稳定性和可靠性，同时为环境保护和可持续发展贡献力量。

参考文献

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