董帅帅 ，王绍翰
山东送变电工程有限公司，山东省济南市250000
摘要：根据我国地势分布和城市发展情况，特高压输电线路通常建设于人迹罕致地区，其极易受到各种外力因素的影响而处于不安全状态，如杆塔倾斜、线路断线或停电等，从而造成人身伤害和巨大的经济损失。因此，采取有效手段对架空输电线路进行监测十分必要。
关键词：特高压；输电线路；在线监测技术；应用
引言
电力输送过程需基于高压输电线路完成，作为智能电网的核心构成，高压输电线路的安全稳定运行与否会对整个电网产生直接影响，规模及范围不断扩大的电力系统对高压输电线路的监测提出了更高的要求，设计并完善高压输电线路的在线监测系统仍然是目前研究的重点领域。
1高压输电线路在线监测系统架构
根据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特高压输电线路在线监测技术的应用
2.1故障识别
受到安装位置、实施技术、外部环境等诸多因素的影响，输电线路在线监测装置第一时间检测到故障的几率较低，即便在第一时间发现了故障，也很难及时对故障进行类型判断与原因查找。因此，明晰在线监测装置具备非线性及非平稳性的基础上，提出了将贝叶斯网络与装置异常故障树相结合的解决办法。利用异常模式修正的方式，创建装置故障概率模型，这种方法能够有效提高故障识别率，并具备解释性强、诊断速度快的特征。贝叶斯网络是建立在概率理论与图论建立概率推理有向无环图的方法，有向无环图由节点与有向边共同构成，其中，节点表示随机变量，有向边表示变量从起点到终点的影响。装置故障树与贝叶斯网络的结合，突显出系统的双向推理与强解释性的优势，并以此做为可靠性评估的主要方法。
2.2覆冰在线监测系统
输电线路覆冰时，以GPRS/CDMA为传输通道的在线监测预警系统及数据监测设备将自动监测导线覆冰后的荷载变化、大气的温度和湿度、雨量、风速、风向、气压及现场图像等数据信息，通过GPRS/CDMA的传输方式发送至监控中心，根据建立的各种覆冰厚度计算、导线风舞仿真以及覆冰厚度增长率计算等模型，监控中心利用专家软件来实时分析导线覆冰及风舞情况，及时发出融冰预警信息，防止铁塔、导线上的覆冰超过安全阈值。2011年某500kV线路107#-108#通过现场图像信息发现导线覆冰10mm，公司领导与运维人员及时进行现场勘查脱冰情况，避免了重大事故的发生，真正将安全隐患消除在萌芽状态。覆冰在线监测对实际工作起到指导性作用。
2.3导线舞动监测
输电导线出现晃动，是受到自然因素的影响。输电导线晃动会对杆塔稳定性造成影响，造成电缆之间连接的部件出现损坏、脱落等情况，严重时会导致设施倒塌，带来不良的后果。通过导线舞动监测设备可以对线路实际情况进行远程在线监测，该监测设备由多部分组合而成，其中杆塔式分体装置负责对输电线路的绝缘子、应力、周围自然环境的各种参数进行监测；之后将监测到的实际参数通过通信系统传输到监控中心，由监控中心通过计算机对参数结构等进行分析，对输电线的晃动路径进行准确的核算。
对实际输电线路晃动数值等进行判断，并根据现场的环境数据，判断环境因素对输电线路的影响等级，为消除输电线路导线影响，提供确切的参考数据。输电线路迎风晃动，对整体结构会造成影响，重点是通过张力改变。也就是说，在实际监测过程中，需要计算输电线路自身张力，对张力的计算要根据电路晃动幅度、频率等参数进行综合计算，为保障线路运行提供可靠数据。
2.4绝缘子污秽在线监测系统
目前，无人机巡线技术得到广泛应用，它主要结合了紫外成像法等非电类方法。通过无人机作为运载工具，结合多种检测方法进行综合判断，同时采用传统定位手段对故障绝缘子准确定位。在基于智能电网的环境下，综合无人机巡检系统逐步受到人们关注。输电线路的安全防护措施也需要高度重视。因此需要建立以单片机（或DSP）为中心控制单元的杆塔线路综合在线检测系统，用以对杆塔的短路电流进行判断检测，保障输电工人的人生安全。该系统需要通信系统将检测结果发往控制中心，可以及时有效地对综合输电线路进行综合评价。当前，基于绝缘状态的特征量在线检测技术也日趋成熟，很多地区已经投入运行，并且取得了很大的成功。某公司运用无线通信网络研制出了一种基于GPRS的绝缘子远距离在线监测系统。通过对系统化的通信网络进行无线切分，实现了在智能电网环境下远距离监控与遥感测量绝缘子的状态。要实现智能电网环境下综合检测系统的发展，首先应重点考虑统一接口的规模化生产，其次需要选取合适的特征量作为检测的特征量，避免高速数据采集，最后可以根据不同地方的特点有选择性地架入通信网络，减小运行成本。
2.5盐密在线监测系统
监测原理：光传感器测量盐密是基于介质光波导中的光场分布理论和光能损耗机理。置于大气中的低损耗石英棒是一个以棒为芯、大气为包层的多模介质光波导。在石英棒上无污染时，由光波导中的基模和高次模共同传输光的能量，其中绝大部分光能在光波导的芯中传输，但有少部分光能将沿芯包界面的包层传输，光波传输过程中光的损耗很小；当石英玻璃棒上有污染时，由于污染物改变了高次模及基模的传输条件，同时污染粒子对光能的吸收和散射等产生光能损耗，通过检测光能参数可计算出传感器表面盐分多少。由于传感器与绝缘子串处于相同环境，因此通过计算可得出绝缘子表面的盐密值。
2.6杆塔倾斜监测
对地理环境特殊的区域，输电线路受到的影响更为严重，非常容易发生杆塔倒塌现象，对输电作业带来严重的影响。需要通过利用杆塔检测设备，保障输电线设备运行的有效性，为系统提供可靠的信息。杆塔在线监测技术需要设备具备传感器，对杆塔的横纵方向与斜角等数据进行测量，方便掌握杆塔倾斜的实际规律，找出导致杆塔倾斜的实际原因，制定针对性的解决措施，避免设施倾斜过度，对电力系统运行造成影响。与此同时，将GSM与监测技术相结合，对杆塔进行在线监测，保障监测的有效性，减少杆塔故障。
结语
随着科学技术的不断进步，电网的也不断发展，用户对电网的质量、可靠性等要求标准越来越高，电网的自动化建设迫在眉睫。在电网自动化发展过程中，输电线路在线监测和定位是其中重要的环节。本文研究了输电线路在线监测技术。
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