输电线路在线监测与故障诊断技术研究

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1、Y电九安全技术第18卷(2016年第7期)输电线路在线监测与故障诊断技术研究黄礼华，黄庆华(1．中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉430071；2．中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，上海200063)[摘要]输电线路在线监测系统是实施设备状态检修及全寿命周期管理的基础，随着各类监测、诊断技术的研究和发展，监测装置的测量精度和评估准确度得到了一定提升。对比分析了当前主要输电线路在线监测技术的研发进展，指出其存在的不足，并展望了在线监测技术的发展方向。[关键词]输电线路；在线监测；信号变送；通信传输；智能诊断0引言监测与故障诊断装置有3大类，具体如下：(1)导线在线

2、监测装置类：包括导线覆冰监测、输电线路主要由铁塔、基础、导线、地线、金导线温度监测、导线舞动及微风振动监测；具、绝缘子等组成，构成组件的类型较少，但绝对(2)杆塔在线监测装置类：包括杆塔倾斜监测、数量较大，线路的任何一处出现故障都可能引起整视频图像监控；条线路的停运，对电力系统的冲击巨大。随着经济(3)环境在线监测装置类：雷电在线监测、微和社会发展速度的加快，线路沿线污秽等级提升及气象环境监测、现场污秽度监测、山火在线监测。鸟害影响造成的线路污闪问题日益明显。局部环境以下重点分析绝缘子污秽、导线弧垂、导线舞和微气象对线路安全运行的影响也是线路运行维护动和风偏的信号变送系统研究进展。工作的重

3、要难点。导线舞动和风偏所造成的危害也运行维护措施时有发生。对输电线路进行在线监测与故障诊断是提高电力系统可靠度的重要措施。通过各类在线监测装置及时评估线路存在的安全隐患并准确预警对输电线路的安全可靠运行具有重要意义。输电线路在线监测与故障诊断是在不影响输变电设备正常运行的条件下，对设备的电气、机械等状态参量进行连续或者分时检测，获取能表征设备电气及机械性能等运行状态的特征参量，并通过故障分析与诊断来评估设备的运行状态。通信一般而言，在线监测与故障诊断系统由4个部传输分构成，包括信号变送系统、数据采集系统、通信传输及数据处理和诊断系统，如图l所示。以下重点研究信号变送系统中传感器的选用、监测

4、数据的图1在线监测与故障诊断系统组成通信传输以及故障诊断等内容。1．1绝缘子污秽在线监测1信号变送系统研究现状电力系统高压运行经验表明，污闪是影响线路外绝缘的主要问题。在严重污秽隋况下，绝缘子电目前技术较为成熟且应用较多的输电线路在线气强度将大幅降低，污秽绝缘子在较低电压条件下一9一第18卷(2016年第7期)电力安全技术Y就会发生闪络。根据相关统计数据，目前在电网事论、O．Nigol扭转舞动理论、P．Yu的偏心惯性故中绝缘子污闪比例仅次于雷害，其造成的损失却耦合失稳说、阵风诱发说等。国内的相关研究，自为雷害的10倍。1987年湖北中山口大跨越发生舞动而导致断线后国内高压绝缘子污秽在线监测

5、的主要方法分为开始得到重视。2类：一类为非接触式监测法，另一类是接触式监目前，对导线舞动监测主要有2种方式：一种测法。从现有研究成果来看，目前并没有统一的能是通过视频采集和图像识别技术的方法；另一种是精确表征绝缘子运行状态的特征量，相关污秽闪络通过传感器采集导线舞动特征参数的方法。相比而机理的研究也没有统一结论。非接触式绝缘子在线言，基于图像识别技术的舞动在线监测，虽然可根监测方式，如超声波、激光、红外测温、无线电波、据直观的视频／图像信息分析导线的舞动情况，但电晕摄像机等都需要去现场进行逐个检测，且存在受限于现有图像处理算法等因素，其精度还有待进造价高、环境干扰大、检测不够全面等缺点。国

6、际一步提高。而基于位移传感器、加速度传感器的输大电网会议第33届委员会推荐了等值盐密法、表电导线舞动在线监测技术，可以实现对导线舞动特面污层电导率法、泄漏电流脉冲计数法、最大泄漏征参数，包括舞动的半波数、舞动频率、舞动幅值、电流法和绝缘子污闪电位梯度法作为测量污秽度的舞动时的导线张力等信息的监测，能更为全面、精方法。相关研究结果表明，综合电压、温度和湿度确地反映现场实际情况；在倾角传感器的配合下，等影响因素的泄漏电流能较为全面地描述绝缘子的还能实现对导线风偏的监测。污秽状况，基于泄漏电流测量的传感器也能达到很高的测量精度。因此，泄漏电流是目前检测绝缘子2通信传输技术研究现状污秽程度中最被认

7、可的、最容易检测和处理的特征量之一。通信传输是在线监测与故障诊断系统中的重要1．2导线弧垂在线监测环节。为了安全、稳定、高速地传输各类在线监测输电线路的弧垂是线路设计和运行的重要指标数据，需要综合考虑监测装置的通信协议、设备布之一。导线的动态增容、温度、应力、覆冰厚度及点及装置供电等一系列问题。环境风速等因素变化均会导致线路弧垂发生变化。早期的信号传输主要采用GSM／GPRS／3G等运行经验表明，导线弧垂过小会导致其应力