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摘要：目前输变电设备状态监测中运用较多的物联网技术包括光纤传感技术、红外热成像技术等。本文对物联网技术在输变电设备状态监测中的应用进行研究。
关键词：物联网技术；输变电设备；状态监测；应用
引言
目前输变电设备状态监测系统主要涉及输电线路各设备状态监测，如输电线路导线温度和动态增容状态监测、输电线路绝缘子污秽状态监测、输电线路覆冰雪状态监测、导线舞动状态监测和输电线路远程可视监控等，和主要涉及变压器、断路器、高压组合电气（GIs）及容性设备等变电设备的状态监测。
1.物联网技术在输电线路状态监测中的应用
1.1 利用多种物联网技术构建状态监测体系
（1）微风振动是导致电网输电线路疲劳损伤的主要原因之一，其具有一定的隐蔽性，经过长期的微风振动侵蚀，输电线路会产生不同程度上的损坏。技术人员结合输电线路的实际架设情况，将加速度传感器安装在导线处，监测导线的振动情况；该技术是建立在无线智能微风机电系统的基础上，具有体积小、能耗低的特点，能够广泛应用于各地区输电线路中，可有效减少输电线路的故障隐患。
（2）覆冰检测技术是监测电网输电线路是否存在覆冰情况的主要技术手段。技术人员利用相关监测技术，实时监测线路拉力与导线倾斜角，分析线路的覆冰情况；还要结合电阻应变片，感应阻值变化，获取电网输电线路的应变情况。此外，还需要结合温度、环境和湿度等数据信息预报覆冰情况，及时制定预防与处理措施。
（3）动态监测技术是通过导线的状态监测传感器实时监测导线的运行情况，获取风速、风向、运行温度和光辐射等数据信息，结合现场实际情况，判断线路的运行安全水平，提高线路的输送容量。技术人员将传感器安装在导线或者连接点上，实时监测导线运行的动态变化，并将数据信息发送到监控中心，计算线路的输送容量，实现动态增容目标。
1.2 优化设计标识系统，强化状态监测功能
在已经明确编码系统构架的基础上，技术人员要全面考虑投资、效益等综合因素，构建输变电线路状态监测物联网设备编码标识系统。技术人员可以分别提出在线监测和现场监测两种概念，其中在线监测主要就是指通过智能传感器读取标签上的标识码，获取信息状态；能够将有线技术与无线技术相结合，形成混合通信模式，实现信息数据的上传；能够利用设备标识码，通过物联网中间系统（例如局部过滤器）处理冗余数据或者不可靠数据，保证数据的精准、真实和有效。
1.3 运用主元分析法分析状态监测结果
技术人员引进主元分析技术，在基于物联网的电网输电线路状态监测应用的基础上，获取各类设备的实时运行信息，选择若干个输电线路设备参数，例如高压侧温度、导线拉力、低压侧温度、铁塔杆件应力、接地电阻和绝缘子风偏等，通过实时数据传输到应用层，并且构建数据分析模型，及时判断输电线路的运行状态，有效提高输电线路状态监测系统的可靠性、实时性与稳定性，保证输电线路运行安全可靠。
2.物联网技术在变电设备状态监测中的应用——红外热成像技术的应用
2.1案例经过
110kV某变电站于2014年6月投运，站内设备涉及110kV､35kV､10kV三个电压等级，自投运以来，站内设备运行状况良好。2020年8月8日，变电运维人员对防汛重点变电站设备进行红外热成像普测检查，在对110kV某变电站电容器进行红外热成像检查时发现10kV甲Ⅱ电容器A相电缆与铜排连接处有明显发热迹象。A相电缆与铜排连接螺栓最高达到97.8℃（环境光参考体温度为30℃，其它相对应位置温度为43℃左右），达到严重缺陷。如果缺陷继续发展会使电缆头的绝缘材料受热而加速劣化，严重影响电缆头的寿命，威胁无功补偿装置的正常运行。
2.1.2检测分析方法
（1）红外热成像发现缺陷
110kV某变电站属于防汛重点变电站，由于近期频繁雷雨天气，天气炎热潮湿，变电运维人员于2020年8月8日下午对全站进行红外热成像。当运维人员在对对110kV某站电容器进行红外热成像检查时发现10kV甲Ⅱ电容器A相电缆与铜排连接处有明显发热迹象，其测温结果如表1所示（单位：℃）｡
表1 变电站电容器接头测温结果
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从红外热成像结果发现：10kV甲Ⅱ电容器A相电缆与铜排连接螺栓接头处有发热迹象，精确跟踪测量发现发热处温度稳定在98℃左右，红外热成像图谱如图1所示（实景如图2所示）｡
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图1 电容器电缆与铜排连接处红外热成像图
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图2 电容器电缆与铜排连接处可见光图
DL/T 664-2008《带电设备红外诊断应用规范》附录A表A.1发热诊断依据规定：对于金属部件与金属部件连接的接头和线夹，热图像的热点温差超过15K，未达到严重缺陷的要求定性为：一般缺陷；热点温度>90℃或δ≥ 80%定性为：严重缺陷；热点温度>130℃或δ≥ 95%定性为：危急缺陷｡
在本案例中：
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100%=81.1%
因此，80%<δ<95%，此缺陷定性为严重缺陷｡
（2）停电检查确定缺陷及缺陷原因分析
2020年8月11日10：00，对10kV甲Ⅱ电容器停电后，将电缆与铜排连接螺栓拆开清洁打磨接触面并涂导电膏后压紧测接触电阻合格后重新投入使用｡对电缆与铜排连接螺栓拆解剖析，发现：A相电缆与铜排连接螺栓处有明显的导电膏固化结焦现象，增加了接触电阻，进而引起发热｡现场如图3所示。
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（a）处理前现场 （b）处理后现场
图3 电容器电缆与铜排连接处现场
2.3经验体会
（1）停电前进行设备评估，一方面可以结合停电消除检修范围内新发现的缺陷，另一方面可以评估检修期间运行设备是否可靠，具有重要的现实意义。
（2）当前红外热成像技术已得到较为普遍的应用，超声波和特高频等其它带电检测技术也是一种有效的监测手段，可以及时发现设备内部的一些隐患，在一定程度上避免设备故障跳闸等电网事故的发生。
（3）对于投运时间较长的同类型开关柜设备，应加强日常巡视，充分借助超声波和特高频等带电检测技术，及时发现设备隐患并消除，防止事故的发生。
（4）当利用带电检测技术发现严重或危急缺陷时，应尽早联系检修人员处理，同时，尽量按照一停多用的原则，将能够同步处理的其他缺陷，也进行处理，从而减少停电次数，减轻停送电工作量和提高供电可靠性，实现提质增效。
3.结束语
综上所述，物联网技术是在科学技术发展的基础上出现的，将其用于输变电设备状态监测当中，不但能够提升工作效率和质量，还能够有效提升电力企业的经济效益。因此，电力企业要重视物联网技术的应用，针对当前的不足进行整改，促进物联网技术更好的融合。
参考文献：
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