杨曦 黄唐含 尚策
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 云南 曲靖 655000
摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，通过对输电线路在线监测管理平台的研究，设计系统构架体系。通过输电线路监测装置对各子系统的数据进行实时监测及信息交换，完善在线监测管理平台。对传感器可靠性进行分析和计算，通过线路运行状态、运行环境、监测数据、线路故障等方面的评估，实现输电线路状态预警和自动汇报，避免事故事件发生。
关键词：输电线路；在线监测；管理平台
引言
输电线路的安全可靠运行与电网的安全稳定运行紧密相关，随着高压与特高压输电工程的建设，其安全稳定运行更加受到重视。对输电线路加装在线监测装置可有效获取输电线路的运行参数及环境参数，可以及时掌握输电线路的与运行状态，提前发现缺陷，避免相关电力事故的发生。目前基于传统的传感监测技术，输电线路在线监测普遍存在装置分散、相互独立而缺乏关联，海量监测信息无法进行综合分析等问题。物联网技术的加入能够有效解决上述问题，因而近年来基于物联网技术的输电线路在线监测装置得到了广泛的关注。输电线路物联网在线监测装置与传统的在监测装置的主要区别在于对监测数据与信息的整合与共享，而信息共享的重要基础便是在线监测装置的通信组网方式。通信组网方式的正确建立，对于海量数据的传输、分析与共享均具有十分重要的意义。
1输电线路在线检测装置现存问题综述
从输电线路在线监测装置在我国电网系统中的普及程度来看，在线监测装置的应用比例已较为客观，与输电线路状态检修关系较为密切的动/静态数据实时监测与定期获取测试等已经基本实现了全网络计算机管理。由于我国电力事业发展迅速，电网规模的扩展速度给输电线路在线智能监测工作带来了极大的挑战，检测装置配置过于分散、关联度较低、通信信息无法有效整合，以及系统庞大带来的资源浪费等问题，逐渐成为影响输电线路实时运行状态和电网系统发展的重点问题。由于我国输电线路存在相当比例的地域性通信能力差等问题，在线监测数据的实时回传实现难度也较大，导致部分地区输电线路运行状态不稳定性和不可监控风险以及输电装备故障的不可预知性大大增加，直接威胁到电网系统的安全和稳定运行。
2输电线路在线监测管理平台设计与系统开发
2.1高压输电线路在线监测系统架构
以上述监测需求为依据对监测点（即无线传感器节点）进行部署，无需各级杆塔均安装，例如在水塘附近为防被水侵蚀将图像采集终端安装于杆塔上以便监测塔基；在跨越立交桥部分为防导线下垂将采集终端安装于导线上以便监测导线弧垂等。监测子站通常安装在杆塔上且需位于无线传感器节点附近，在对附近传感器监测数据进行收集的同时，使呈现为簇头节点的监测子站形成了无线多跳网络，由连接网络的汇聚节点（监测网关，通常设在高压变电站）将接收到的数据向后端的监控中心传送。支持远距离传输的监测子站能够以监测点的布局为依据对监测子站进行灵活部署，确保各监测点均有能多跳连接到监测网关的监测子站相对应，使用监测子站最少。
2.2绝缘子监测
随着布设时间的增长，输电线路中的绝缘子表面会逐渐堆积越来越多的污秽沉积物。这些污秽沉积物通常来自于大气污染、工业废气、飞尘以及自然界空气中所包含的盐碱等。沉积物中的可溶性盐、酸碱等是导致绝缘子闪络电压降低的主要外来因素。同时，由于山地地区多雾、多露，污秽沉积物在高温湿气候下会发生盐类物质溶解，加快了绝缘子表面电阻值值的降低速度，造成绝缘子放电电压下降显著。这是导致我国输电线路绝缘子污闪事故的绝对诱因。同时，由于绝缘子在输电线路中的物流结构，导致其承受输电导线垂直荷重和水平拉力，自身在长时间工作状态下的物理损伤或破碎风险较大。因此，针对绝缘子进行监测，应主要围绕绝缘子的泄漏电流、拉力和倾角等进行。
2.3对象模型管理设计
对象模型管理是通过对输电线路及其相关对象模型的设计，主要包括线路和区域两部分内容，其目的是将它们的所属关系及实例进行保存在同一的模型库当中，促使输电线路与基础平台的相关业务对象模型的形成。根据实际情况和现实表现采用适当的手段，在输电线路与各子系统进行数据存取和交换时，使业务系统更加透明化。而经过采集的数据也需要进行特殊处理，使不同专业系统的数据通过相同设备实现关联。对象模型管理具有数据导入、导出、备份和恢复功能。监测设备模型管理功能是为了给用户提供对各类监测模型设备的修改、录入、删除等功能的权限，凸显在线监测管理平台系统与各监测子系统的映射关系，进一步实现电网输电设备的全局共享和源端维护。
2.4监测设备的供电
杆塔上不能悬挂较长的导线，杆塔上使用电池时更换难度较大，且禁止从高压输电线路取电，可安装于杆塔上的节点，监测子站和部分图像传感器节点可采用太阳能供电系统（和节点一起安放在塔上），其所采用的免维护铅酸蓄电池的容量根据实际情况计算获取（包括设备功耗和连续阴雨天数），选取太阳能电池组件则以发电量、电池电压、设备功耗等为依据（连续阴雨天间的最短间隔期间）。合理的供电系统利用充足的光照即可有效满足设备持续供电的需求。此外需注意根据杆塔对承重和抗风要求设计供电系统的体积和重量，导线温度监测节点可采用电磁感应供电方式，避免对导线造成损伤。通过将蓄电池加装于设备上以避免断电情况（通常由输电线路载荷不足、继电保护跳闸引起）的出现，蓄电池充电时由电磁感应供电。
2.5杆塔监测
输电杆塔的铺设需要综合考虑多种因素，当杆塔必须铺设在不良地质区域如山坡、沙地等时，在自然条件的影响下，杆塔地基具有更加难以预测的不稳定性，倾斜、振动甚至开裂等现象的发生概率激增。同时，由于我国部分杆塔铺设地多在人烟稀少的野外地区，认为的盗窃事件多有发生。为此，针对杆塔的在线实施监测应主要集中在针对杆塔物力状态以及防盗监控等方面。
2.6输电线路物联网在线监测装置的通信要求
通信是输电线路物联网在线监测装置的基本功能与要求，只有正确的通信组网方式，才能实现输电线路物联网在线监测装置数据与信息的最大化利用。当前的输电线路物联网要求“广泛互联、信息共享、安全可靠”，对输电线路物联网在线监测装置通信的要求具体如下：1)广泛互联输电线路在线监测装置众多，应保证各个在线监测装置间能够有通信链路，以实现数据与信息的基本传递与交互，保证在线监测装置均在同一物联网网络内，保证各个在线监测装置在物理上的互联互通。2)信息共享输电线路的在线监测的数据类型众多，反映输电线路状态的多个维度。输电线路物联网在线监测装置的通信组网方式要能保证各个在线监测装置的数据能够交互，从而实现海量信息的共享与综合分析，最终实现对输电线路状态的全方位、多角度的监测与分析。3)安全可靠一方面它是指数据获取的可靠性，保证即使在出现故障的情况下，也能够实现在线监测装置数据信息的可靠传输，保证其能够及时向中心站或邻近装置可靠传监测信息。另一方面，它也包括数据传输过程中的安全性，保证数据信息不被截获窃取，从而避免引起电网信息泄密。
结语
为保证输电线路安全稳定运行，针对输电线路在线监测管理平台进行设计并开发监测系统。利用先进的传感技术对输电线路周边的环境状态和运行状态进行实时监测，实现数据交换，最后利用传感器的可靠性对数据进行校核确定预警原因并制定相关措施，为输电线路安全运行提供有力保障。
参考文献：
[1]刘媛.输电线路在线监测系统的应用和管理平台的研究[J].电工技术,2019(18):61-62+66.
[2]乔慧.输电线路在线监测系统应用和管理平台[J].中国战略新兴产业,2017(48):109+111.