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摘要：现当今，我国经济的快速发展，科学技术与人们生活水平的不断提高，人们对电力系统越来越依赖，总体用电量也在以难以预测的速度快速增长。因此，人们对电力系统提出了越来越高的要求。在电力系统中，高压输电线路起着重要的地位，高压输电线路具有不同的规格，运输地点及功能众多，如何保证其正常稳定运行成为了用户和电力工作者关注的主要问题。
关键词：智能无线自组网络；高压输电线路；故障预警；定位系统
引言
根据高压输电线路的布局和监测参数特点设计并实现了一种多节点多层次的拓扑传感网络，具有可靠性高、安全性高、运行费用低等特点，尤其适合偏远无手机信号地区的高压输电线路在线实时监测。
1无线自组网络设计要求
研究远传输、低功耗的自组网无线传输模块。由于电网多戈壁、矿山、沙漠，多未通公路，通讯信号弱，采用传统的电信供应商网络难以实现数据传输，需要采用自组网络完成数据传输。为了降低监测设备的一次性投入成本，需要减少中继器的数量，研究远距离的传输方案。传统的无线传输模块功耗较大，设备使用寿命短，项目需要研究低功耗的无线模块以提高装置寿命。适用于线路绝缘在线监测的网络结构设计。除每个杆塔A、B、C三相导线上各放置一个传感节点外，在变电站的线路端设置汇聚节点，用于收集线路的所有传感节点的数据，并通过网关和变电站的光纤通信口同供电企业的生产管理网相连，并在线路工区设置工区所辖各变电站的线路监控中心服务器，并配置磁盘阵列用于保存线路监测的历史数据。装在输电线路上的采集单元之间采用LoRa节点进行接力式通信传输监测数据，并传输至离变电站较近的汇聚单元，汇聚单元通过LoRa传输到变电站监视终端，并可最终传输至线路工区服务器。无线传输拓扑网络防拥塞方法。将输电线路监测系统中由信号采集单元、无线模块和服务器组成的通信子系统在逻辑上分为七层，并在LoRa通信协议的链路层、传输层和应用层同时采取防拥塞措施，从总体上对拥塞进行预防和控制。其中，链路层根据网络的忙闲程度对数据发送速率进行实时调整；传输层采用QoS分级服务以保证重点信号的传输实时性；应用层采用告警摘要、告警排队和按照排队进行具体告警数据呼叫的方法，以防止大量具体告警数据直接上传对信道造成的拥塞。
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图1适用于线路绝缘在线监测的网络结构设计
2高压输电线路运行故障产生的原因
由于大部分高压输电线路是露天状态下运行的，且输电距离长、分布范围广，使得露天高压输电线路容易遭到鸟类、天气等影响。（1）覆冰影响。在较寒冷地区，受到天气环境的影响，高压输电线路上经常出现覆冰现象，对高压输电线路支架与电线的承受力颇具考验。一旦覆冰情况严重，很容易出现高压输电塔的倒塌、线路断线等问题，直接影响高压输电线路的运行而产生运行故障。（2）雷击影响。高压输电线路本身具有外绝缘保护，但在强雷电天气下，受到雷电的电势流影响，会造成电网设备、高压输电线路等受到影响，或者直接受到电势流的机械作用，导致电网与输电运行的中断和破坏。（3）鸟类影响。鸟类经常停留在高压输电线上。当它们只停留在一条高压输电线上时，并不对输电线造成影响。但是，鸟类在飞行过程中，将衔草或树枝等落在两条高压输电线上时，会形成高压输电线的短路或接地事件而造成严重影响。另外，鸟类的粪便落在杆塔绝缘子表面，会造成跳闸停电现象。因此，鸟类对高压输电线路运行故障的影响较多，需要高度关注。（4）明火影响。一般在山顶设有杆塔，通过山的间距设置杆塔距离。但是，目前有较多活动都在山中进行，如祭祀，导致人为明火的形成。此外，受到高温天气的影响。这些情况的出现可能会在一定程度上影响高压输电线路的正常运行而产生运行故障。
3高压输电线路故障解决措施
3.1绝缘子故障的预防措施
一方面，在安装绝缘子之前就一定要挑选质量过关的绝缘子，把质量不合格的绝缘子完全剔除在外。另外一方面，绝缘子在运输的过程中很容易发生破裂的现象，所以在运输的过程中尤其需要对其做好保护措施，这样才能够保证不发生绝缘子破裂的现象。在使用绝缘子的过程中，也要定期对绝缘子进行检查，如果发现绝缘子在使用的过程中存在任何问题，则要随时进行更换。如果安装错误型号的绝缘子也会因此引发故障，所以在安装之前就一定要选择型号合适的绝缘子。
3.2雷击问题
因为雷击天气的出现和雷击强度的可预见性较小，所以高压输电线路与电网设备受到雷击影响的问题具有较强的不确定性和复杂性。因此，对于这种不可抗力因素，应该采用预防手段尽量减少破坏。保证防雷装备如避雷针、负角保护针等的使用到位。另外，可以通过降低杆塔接地电阻、设置耦合地线等方式进行防雷。为减少由于突然性跳闸造成的大面积用电影响，可以在高压输电线路的防雷措施中增加补救措施，通过自动重合闸的使用，在出现短路现象时，自动重合闸实现自动合闸，以快速恢复供电。
3.3鸟类问题
由于鸟类的生活规律与习性影响，少量的衔草造成短路现象无法完全防止，只能通过实时监测系统的作用，尽量减少短路时间过长造成的影响。对于鸟类粪便带来的影响，可以通过分区段方式，根据鸟类生活习性进行防鸟措施的开展，控制杆塔上鸟类的集聚数量，减少大面积鸟类粪便对杆塔造成的不良影响。
3.4利用无人机或是直升机展开突发故障的检测维修
人为开展高压输电线路的检修维护，通常是针对日常的设备损坏问题，而一旦出现突发情况，高压输电线路故障将直接导致该领域的电力输送安全。利用无人机和直升机展开空中巡逻，采集高压输电线路数据，通过专业软件建模分析采集数据，可以准确排查故障点和故障原因，从而在最短时间内展开故障检测维修，减少社会经济损失。这不仅有效提高了输电线路智能化巡检水平，而且大幅度提高了生产检修作业质量和效率。
3.5其他措施
如果想要避免在较为空旷的地区让架空输电线路被雷击中，则需要有效地安装氧化锌避雷器。而在较高的建筑物上安装氧化锌避雷器，才能够在最大限度对线路进行全面的保护。另外，在进行线路改造和检修的过程中，尤其需要淘汰并沟的夹线来作为导线连接器，避免在不用线夹的情况下来缠绕接线，尤其需要在之后选择连接性能相对较好的安普线夹。
结语
智能无线自组网络高压输电线路故障预警及定位系统应用于高压输电线路具有优势，解决了诸多困难，传输带宽、传输距离、采集单元供电、电磁兼容、网络安全等是其中的关键问题。线路故障发生后，系统的自动故障定位和自动诊断功能将从多角度对于故障进行分析，有助于在线路监控中心快速确定故障部位或区域，这对地处山区线路巡检人员可大大减轻工作强度，降低了电网的经济投入。
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