智能电网输电线路在线监测技术分析

引言：智能电网是未来电网发展的大势所趋，而输电线路作为智能电网的重要组成部分，其安全稳定运行至关重要。传统的输电线路监测主要依靠人工定期巡检，存在效率低、隐患发现不及时等问题。随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的快速发展，智能电网输电线路在线监测技术应运而生。输电线路在线监测通过在线装置实时采集输电线路运行工况等数据，并利用通信网络传输至监控中心，再通过智能算法分析和诊断潜在故障，从而实现对输电线路的全天候、全方位监测。这不仅大幅提高了输电线路的本质安全水平，也为输电线路的智能运维奠定了基础。

1 研究背景

输电线路智能在线监测系统的特点。智能可视化输电线路的在线监测系统大多运用固定位安装、太阳能供电及无线网络传输等三种方式，在很大程度上改善测量质量与效率，所得数据较为完整、精确。随着各种先进技术的运用，监控点附近视频影像、气候等信息可以通过无线网络技术上传到监测中心中，监测信息在利用 MMS 上传到工作人员的手机当中，实现全方位监督管理监控点这一目标，使工作人员全面了解现场及周围情况。通过智能在线检测系统的应用，加上人工巡视这种方法的应用，可以在短时间内找到系统出现的故障问题，为后续的输电线路检修及维护提供数据支持。一般来说，输电线路智能在线检测主要包括后台管理系统、通信网络及监控系统这三部分，各部分均有着各自功能。后台管理系统主要就是实时监测智能电网运行状况，收集与整理监控信息，并加以分析处理，主要具备分析数据、管理设备等功能，并与输电线管理软件相连接，具有兼容性特点。通信网络主要是传递信息，通常运用 CDMAlX 或 GPRS 网络，根据智能电网运行状况，运用相应光纤网络或无线网桥。如何使输电线路运行更加安全稳定，是有关部门重点探讨的内容，还需要对输电线路智能在线监测系统进行进一步研究，提高其监测水平。

2 智能电网输电线路在线监测技术存在的问题

在线监测技术是多种技术融合后的产物，由于智能电网输电线路建设仍处于发展初步阶段，因此与之相关的设备标准制订方面存在不一致的问题。而制造层面的技术问题，使设备的兼容性相对较差，无法实现与电力运行管理系统的有效对接，进而影响智能电网输电线路的建设与发展。利用在线监测技术，在一定程度上能够降低工作人员的压力，将人力与在线监测技术相结合能够有效提高对电力设备运行状态监测的有效性。此外，报警值是发挥在线监测技术作用的重要组成部分，当实际监测的数值超过报警值后，其就会通过短信等方式报告给相关工作人员，从而快速处理问题。然而，这种方式也存在一定的问题，报警值的设置不仅需要拥有丰富的运行经验，还需要结合设备的实际情况进行确定和判断。但不同商家所生产的设备存在较大差异，在生产材料、生产工艺、工作经验等多种因素的影响下，极大增加了报警值范围确定的难度。

3 在线监测技术在智能电网输电线路中的具体应用

3.1 覆冰监测

在覆冰监测场景中，以风向、风速、导线拉力、绝缘子倾斜角等覆冰信息及微气象数据为监测内容，构建多种类模型，准确计算现场气候条件、导线状态对输电线路可靠性造成的影响。确定极限覆冰厚度，如果实际覆冰厚度临近极限厚度，立即向工作人员发送报警信号，开展现场抢修作业，避免输电线路被拉断。计算模型包括覆冰荷载模型、杆塔不均衡张力模型。工作人员做好传感器选型工作，确定各类传感器的安装位置，如在绝缘子串上安装力传感器，在压力传感器对应导线上安装角位移传感器，在杆塔上安装气象传感器等。早期输电线路在线监测系统中，覆冰监测模块仅以等值覆冰厚度为关键因素，提前根据线路情况设定预警阈值，在确定实际覆冰厚度达到极限覆冰厚度的一定比例后，再发送报警信号，并未考虑到天气变化对线路覆冰造成的影响，因此必须补充设立导线拉力在内的多项参数，按照导线受力状态来判断是否危及线路安全运行。

3.2 绝缘子泄漏电流监测

在绝缘子泄漏电流监测场景中，输电线路沿途所有耐张杆塔上均部署1 台监测分机和多台传感器，以微气象数据、三相泄漏电流、各相泄漏电流脉冲次数为监测内容，不间断地采集现场监测信号，监测分机经过预处理后将信号上传至监测中心。识别出绝缘子向外泄漏电流时，立即提醒工作人员前往现场，修复破损绝缘子串或直接安装全新的绝缘子串。如有必要，应直接切除故障部分，避免泄漏电流干扰输电线路正常运行。为提高监测精度，需要同步监测绝缘子表面污秽度与测量泄漏电流量，准确判断三相泄漏电流水平，再按照泄漏电流值来倒推绝缘子表面积污程度，如果判定绝缘子污闪严重或泄漏电流值超出报警阈值，则立即发出报警信号。此外，绝缘子泄漏电流监测模块内增设趋势预测功能，依托历史监测数据构建预测模型，结合当下时刻的微气象数据，预测未来 24h 内的绝缘子泄漏电流量，准确计算绝缘子污秽程度到达危险值的时间，在不停电检修模式下提前开展绝缘子清扫作业。

结束语：智能电网输电线路在线监测技术是保障电网安全、高效、可靠运行的关键。智能电网输电线路在线监测技术融合了物联网、大数据、人工智能等多种先进技术，与传统的人工巡检相比，极大地提高了监测效率和准确性，为输电线路的状态评估、故障诊断、风险预警提供了有力支撑。当前智能电网输电线路在线监测技术仍处于快速发展阶段，设备标准不统一、兼容性差、报警阈值设置困难等问题亟待解决。需要进一步加强关键技术研究，实现输电线路状态的可视化、故障诊断的智能化和运维策略的优化。

参考文献：

[1]徐丁森,丁锦涛,骆小明. 智能电网输电线路在线监测技术分析 [J].光源与照明, 2024, (12): 50-52.

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