電力線路在線監(jiān)測技術(shù)探討

勝利油田分公司物資管理配送中心 朱金粟

隨著我國的智能電力線路技術(shù)的不斷發(fā)展，電力線路的作用越來越重要。無論是日常生活中的低壓輸送電力還是輸送電力用的高壓線纜，都會由于異常原因而出現(xiàn)損壞。由于其涉及范圍廣，且一旦出現(xiàn)問題檢查時也具有一定的危險性，因此在選擇在線檢測技術(shù)時，要在確保人員安全的同時選擇更為優(yōu)秀的在線監(jiān)測技術(shù)，以大幅提升在線監(jiān)測的質(zhì)量和準(zhǔn)確度。通常情況下，電力線路監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用了由線路監(jiān)測設(shè)備或線路監(jiān)測基站所組成的二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系。線路監(jiān)測裝置通常分為高溫監(jiān)測儀器、導(dǎo)線覆冰監(jiān)測儀器等。氣象環(huán)境監(jiān)測站通常設(shè)置于基站塔內(nèi)，質(zhì)量監(jiān)督管理中心則位于本部機(jī)房內(nèi)。

當(dāng)電力線路中多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)在運行時，一般是借助硬件接入方法研究和實現(xiàn)的，這個時候的監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括系統(tǒng)的運行以及環(huán)境的運行等，并且涉及到微風(fēng)振動以及導(dǎo)線弧錘和舞動。在應(yīng)用有關(guān)監(jiān)測技術(shù)的時候，可按照電力線路整體性數(shù)據(jù)平臺，對數(shù)據(jù)運行進(jìn)行全面的分析和管理，進(jìn)而實現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)趨勢發(fā)展以及查閱和信息預(yù)警等。

1 當(dāng)前電力線路監(jiān)測技術(shù)

1.1 覆冰在線監(jiān)測技術(shù)

覆冰在線監(jiān)測實際上是對導(dǎo)線覆冰的全局監(jiān)測，還需提供對高壓電力線路絕緣覆冰或在惡劣天氣下的實時研究。運用解析方法和數(shù)學(xué)模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前預(yù)測冰雪災(zāi)害的路徑，并將預(yù)警信息發(fā)送給專業(yè)的線路維護(hù)人員。

首先，覆冰在線監(jiān)測技術(shù)的使用可盡可能地防止由于各種天氣條件造成的斷線和冰閃，系統(tǒng)的原理和過程包括：首先需監(jiān)測導(dǎo)體的傾斜角度或弧錘等方法，然后大力研究數(shù)據(jù)線和傳輸線的情況。評估風(fēng)險系數(shù)，給出除冰信息的預(yù)警；其次，根據(jù)線路拉力，從自身情況出發(fā)準(zhǔn)確檢測覆蓋范圍?？梢娊^緣子串首先要裝上合適的電壓傳感器，而且還需對導(dǎo)線覆冰后受到的承載力度進(jìn)行詳盡的監(jiān)測。在同樣的情況下，需先選擇使用本地環(huán)境的濕度、溫度及風(fēng)向等多種數(shù)據(jù)信息，且還需將已收集到的信息進(jìn)行整理后再匯總到監(jiān)測中心。另外根據(jù)數(shù)據(jù)的分析或是調(diào)整需要，先將發(fā)出的電力情況提前匯報，從而給出一定的預(yù)警信息。

1.2 桿塔傾斜監(jiān)測技術(shù)

在開采煤礦時，矗立的桿塔會受到自然力或重力的影響。當(dāng)出現(xiàn)巖體錯位或地基變形等各種問題時，煤礦的桿塔傾斜將影響電力線路的安全運行?；诖耍贕SM系統(tǒng)中需對鐵塔傾斜裝置進(jìn)行實時監(jiān)測，研究桿塔的實際傾斜信息、提前警告，這樣就可將桿塔傾斜監(jiān)測應(yīng)用到220kV電力線路上，及時檢測桿塔的變形或傾斜，保證電力線路的穩(wěn)定運行。

1.3 導(dǎo)線微風(fēng)振動監(jiān)測技術(shù)

首先，導(dǎo)線微風(fēng)振動容易使高壓電力線路出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，微風(fēng)振動從表層看到電力線路的破壞程度，不過此種破壞情況產(chǎn)生的危害性極高，在通過長期積累后對高壓電力線路產(chǎn)生的破壞性十分嚴(yán)重；其次，電力線路微風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)的主要原理，是通過電力線路導(dǎo)線振動儀可很好地對導(dǎo)線和線夾觸點間保持一定間距并進(jìn)行檢測，尤其是在對導(dǎo)線夾的彎曲頻率和振幅及與附近風(fēng)向等有關(guān)的氣象環(huán)境參數(shù)，需加大分析力度，體現(xiàn)出力學(xué)性質(zhì)的資料信息，加強(qiáng)電力線路的微風(fēng)振動平衡狀態(tài)及延伸輸電導(dǎo)線的疲勞壽命等。可見，導(dǎo)線微風(fēng)振動監(jiān)測其實在消除微風(fēng)振動帶來影響的基礎(chǔ)上，還可為有關(guān)電力線路防震設(shè)計帶來一定的數(shù)據(jù)信息。

1.4 導(dǎo)線風(fēng)偏舞動在線監(jiān)測技術(shù)

電力線路導(dǎo)線風(fēng)偏監(jiān)測實際上由單元、風(fēng)偏單元等多種形式組成。安裝相關(guān)桿塔時，風(fēng)偏單元應(yīng)將電線安裝在固定位置。氣象單元和風(fēng)偏單元可統(tǒng)一傳輸風(fēng)偏角、氣象數(shù)據(jù)和氣象傾斜角的各種數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效處理。此外，風(fēng)偏在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用，使運營部門能夠在異常情況下制定相應(yīng)的對策。在同樣的情況下，在電力線路的設(shè)計中需考慮預(yù)先設(shè)定的預(yù)防水平和氣候條件等。

1.5 視頻在線監(jiān)測技術(shù)

在這項技術(shù)中須提前安裝在林區(qū)或人口稠密地區(qū)，當(dāng)然也需對附近情況進(jìn)行全面檢查，找出電力線路中的各種故障因素，及時處理更正。一般情況下，電力線路在線視頻監(jiān)測應(yīng)結(jié)合視頻壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，充分實現(xiàn)電力線路實際情況或相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測。但從當(dāng)前視頻檢測到的實際狀況能看出，仍面臨這樣甚至那樣的問題，如數(shù)據(jù)傳輸容量小、現(xiàn)場視頻沒方法進(jìn)行管理、信號比較弱等。但在互聯(lián)網(wǎng)科技高速發(fā)展的前提下，通過無線傳輸能最好地實現(xiàn)電力線路遠(yuǎn)程監(jiān)測。

1.6 線路圖像的監(jiān)測

圖像監(jiān)測技術(shù)也是一項遠(yuǎn)程信息技術(shù)，通過領(lǐng)先的多媒體技術(shù)可更高效地監(jiān)測信息傳輸線路的工作狀況。一旦線路發(fā)生問題會及時告知工作人員，從而及時處理線路運營過程中的安全問題。但由于我國電網(wǎng)線路的日益擴(kuò)容，加大了線路運營商的巡檢與維修壓力。在巡視過程中人員會不堪重負(fù)、造成更多問題，也阻礙人員有效巡視視場外的偏遠(yuǎn)地區(qū)，會給線路帶來一些安全隱患。存儲、處理和傳輸能力是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重點。由于圖像監(jiān)控系統(tǒng)需大量的數(shù)據(jù)處理，且這些數(shù)據(jù)是實時傳輸?shù)?，沒有太多的時間來整理數(shù)據(jù)，因此需對圖像進(jìn)行壓縮。

收集和壓縮圖像是圖像處理的關(guān)鍵部分。受到傳輸影響，也需相應(yīng)的壓縮編碼方法。只有這樣才能有效地傳輸圖像。通過壓縮可保持圖像信息的準(zhǔn)確性，去除冗余和復(fù)雜的信息，從而大大減少傳輸?shù)男畔⒘浚瑴p輕傳輸負(fù)載。目前最好的縮小方式一般是硬件縮小和軟件系統(tǒng)縮小。但由于軟件壓縮所耗費資源多且工作效率低下，所以在實際工作中軟件壓縮使用的較少，主要是硬件壓縮。這些圖像采集卡可一起捕獲、壓縮和保存圖像，還可移除瑣碎的硬件，以便用戶可在不了解這些技術(shù)的情況下獨立工作?？勺杂墒褂?，也可根據(jù)需要設(shè)計系統(tǒng)。

2 配電線路故障診斷主要措施

智能定位方法。收集故障的相關(guān)信息并整理，逐步縮小故障區(qū)域，最終找到定位故障范圍的方法。智能定位法是一種利用計算機(jī)技術(shù)和支持向量機(jī)來縮小可能出現(xiàn)故障范圍的定位方法，但仍需大量投訴樣本和專業(yè)技術(shù)人員來確定故障位置。

被動定位測量方法。利用行波法、電阻法和區(qū)段查找法被動定位，在識別供電線路故障的處理過程中，可利用配網(wǎng)自動化設(shè)備實現(xiàn)對用電設(shè)備的完整數(shù)據(jù)監(jiān)測，明確故障發(fā)生的具體路段。區(qū)段查找法的準(zhǔn)確率非常高。不但能獲取最準(zhǔn)確的故障區(qū)域信息，還能利用信號分析逐步縮短故障區(qū)域；當(dāng)采用阻抗法時，盡管成本極低，但供電、路徑電阻及線路負(fù)荷狀況等均會負(fù)面影響阻抗法的判別精度。

主動式定位法。借助主動式定位法首先要了解故障的基本信息，并運用S注入法、中性點脈寬注法和交流綜合注入法來分析傳回的信號，以分析故障的基本信息。主動式定位法通過信號回傳的信號來分析故障的種類、位置等信息。在使用時要根據(jù)當(dāng)前的情況來選擇具體的主動定位方法以節(jié)省成本，提升故障反饋信息的精度，為及時維修提供了寶貴的時間。

監(jiān)測定位法。是目前為止精度最高、效果最好的一種故障診斷方式，其原理是利用實時檢測系統(tǒng)對經(jīng)常易發(fā)生故障的位置布置檢測儀，在故障高發(fā)區(qū)監(jiān)測出現(xiàn)信號參數(shù)異常的對象，并立即生成故障記錄并發(fā)出警報，使維修人員能在最短的時間內(nèi)趕到故障目的地。但這種方法消耗的成本太高且操作復(fù)雜繁瑣，技術(shù)難度也極高。雖然能以最快最好的方式完成故障維修，但并不適用于大范圍的應(yīng)用而只能適用于一些容易出現(xiàn)故障或是一旦出現(xiàn)故障影響極大的重點區(qū)域。

綜上，由于電力線路在線監(jiān)測科學(xué)技術(shù)的逐步推廣，電力線路在線監(jiān)測科學(xué)技術(shù)的重要意義和實用價值也日益得到了電力企業(yè)的肯定。