输电线路综合运行工况在线监测与预警系统

输电线路综合运行工况在线监测与预警系统【产品简介】随着社会的发展科技的进步，对电网的可靠性及智能化要求越来越高，人们提出了智能电网（Smart Grid）建设的设想，应用输电线路智能化在线监测设备进行远程“感知”的需求日益增加。

输电线路在线监测是坚强智能电网建设输电环节的重要组成部分，也是提升输电线路生产运行管理精益化水平的重要技术手段。

输电线路运行环境复杂，统计显示输电线路每年因覆冰、大风、山火、雷击等造成的线路跳闸占到线路跳闸的80%以上，因气候、外力等因素造成的线路跳闸比例呈逐年上升趋势，建立输电线路综合运行工况在线监测与预警应用系统，实现了输电线路在线监测信息一体化、平台化、实用化，提高电网的管控能力，促进电网安全稳定运行。

输电线路综合运行工况在线监测与预警应用解决方案基于统一的业务规范和通信规约，集成在线监测、设备通信、主站系统等方面技术，为输电线路运行工况提供集成化的数据分析和管理中心。

解决方案采用GPRS、CDMA等通讯方式，对影响输电线路运行的覆冰、大风、山火、微气象、偷盗等进行监测。

结合气象数据、GIS数据建立数据分析模型对输电线路的综合工况进行分析，形成预警机制，对覆冰、大风、山火、防盗等预警，为输电线路的生产管理提供技术支持。

【业务功能】覆盖电网企业安全、生产业务领域，具体如下：●覆冰在线监测：在覆冰灾害天气情况下在线监测现场情况，计算出输电线路导线的覆冰厚度及覆冰变化趋势，在灾害事故发生前给出预警信号，为线路的安全运行及线路检修提供决策依据。

●大风在线监测：在舞动多发的季节，通过在线监测，拾取导线横向舞动的轨迹，通过在线监测现场情况，系统再现导线舞动的实际情况，在发生导线舞动事故前发出预警信息。

●山火在线监测：在山火多发的季节，通过监测到杆塔周围发生山火时，系统根据终端上传的实测烟雾值、实时拍照图片或录像文件判断山火的发生，并结合气象局对各个地区发布的降雨、高温、旱灾、火灾信息以及地理植被情况进行预警。

输电电缆综合在线监测预警系统【摘要】随着经济社会的快速发展以及人们生活水平的不断提高，城市电力系统也在不断的发展，尤其随着用电需求的增加，电力电缆的供电网络也在不断的扩展。

同时这种发展也对电力部门的安全管理提出了巨大的挑战。

但是电力电缆的安全影响因素包括各个方面的内容。

因此，有必要针对输电电缆建立一套综合在线监测预警系统对电缆的运行进行监测，以便及时的发现电力电缆中存在的问题，消除隐患，将损失降到最低。

【关键词】输电电缆；电缆综合在线监测；预警系统城市输电电缆运行的管理部门每年都要定期对电缆在沟井内的环境状况以及电缆的运行状态进行巡视检查，尤其是在温度高、大负荷用电季节更要加大巡视力度，运用红外测温设备对对沟井内的电缆接头进行检测监控，并且要采取措施防止井盖的偷窃与破坏。

但是这些措施仍然不能及时的掌握电缆的运行以及相关环境状况，并且更不能对其进行预防和监测。

因此要建立一个综合在线监测预警系统，对电缆沟（隧道）内的设备运行状况进行实时监控。

1 国内输电电缆综合在线监测预警系统发展现状目前我国电缆综合在线监测系统在传统形式上主要是有线光纤的形式，利用这种形式的监测系统对沟井内的电缆进行监测时，通常是监测单一的电缆接头温度或者是监测沟井内的气体状态，这种监测项目缺乏针对沟井内综合环境状态的监测。

并且有线光纤的安装范围大都局限在一条线路上，无法监测电缆在沟井内的大面积状态，对不在光纤范围内的电缆无法做到有效监控。

有线光纤的监测形式不仅投资巨大，而且对监测数据的分析处理以及数据的管理方式都存在很多漏洞，对相关数据的分析比较简单，监测系统服务器的软件落后并且功能单一，监测数据的记录类型单一，并且系统不具有较好的预警功能，进而也就不能根据这些数据对电力电缆在沟井内的实际运行状况进行分析。

在这种情况下，急需建立一个完整的输电电缆综合在线监测预警系统，更好的对输电电缆进行监测和预警，从而更好地维护电力的供应。

2 输电电缆综合在线监测预警系统相关内容介绍2.1 输电电缆综合在线监测预警系统结构监测预警系统的结构简单来说就是由若干个无线监测装置组成的，这些无线监测装置的主要作用是对电力电缆进行实时的监控。

高压输电线路监测与故障预警系统设计随着现代化社会对电力的需求不断增长，高压输电线路作为电力传输的重要环节，承载着巨大的供电任务。

然而，由于高压输电线路的特殊性，其故障风险也相对较高，一旦发生故障，不仅会造成供电中断，还可能引发严重的事故甚至火灾。

因此，为了确保高压输电线路的安全稳定运行，设计一套有效的监测与故障预警系统至关重要。

首先，高压输电线路监测与故障预警系统应包括对线路的实时监测。

通过使用传感器安装在关键位置，如输电塔、绝缘子等处，实时采集线路的温度、电流、电压等关键参数，并传输给监控中心。

同时，系统应具备自动校准功能，保证数据的准确性和可靠性。

监控中心可以通过终端设备实时查看线路状态，及时发现异常情况。

其次，系统应具备故障预警功能。

通过分析监测到的线路数据，系统可以检测到潜在的故障隐患，如过载、短路等。

一旦发现异常，系统应能够自动发出警报，并及时通知相关人员进行处理。

警报方式可以采用短信、邮件等多种形式，以确保相关人员能够快速响应，并采取相应的措施，避免故障发生或扩大。

除了实时监测和故障预警功能外，高压输电线路监测与故障预警系统还应具备数据分析和远程操作功能。

通过对监测数据的分析，系统可以判断线路的状态和性能趋势，并提供决策支持。

例如，系统可以根据历史数据和运行情况，提供线路的维护计划，包括绝缘子的清洗、导线的更换等。

同时，系统还可以支持远程操作，如对线路进行断电、恢复供电等操作，减少人工干预，提高操作的准确性和效率。

为了确保高压输电线路监测与故障预警系统的可靠性和稳定性，系统应具备以下几个方面的设计要求。

首先，系统的硬件设备应具备高可靠性和抗干扰能力。

由于高压输电线路经常受到大气环境和电磁场的影响，系统的硬件设备应具备一定的防护性能。

例如，传感器应具备防水、防尘、耐高温等特性，以适应复杂的线路环境。

同时，系统的硬件也应具备抗干扰能力，以确保数据的精确度和可靠性。

其次，系统的通信网络应具备高可靠性和大带宽。

高压输电线路在线监测与预警系统设计高压输电线路是现代电力系统的关键组成部分，它们负责将发电站产生的电能传输到各个终端用户。

然而，高压输电线路存在一系列的安全隐患，如地面接触、树木倒塌、爬行动物触碰等，这些问题可能导致火灾、电弧、电击等严重事故。

为了确保高压输电线路的安全运行，提高系统的可靠性和可用性，开发一种高压输电线路在线监测与预警系统是必要的。

本文将重点探讨该系统的设计原理、关键功能以及可行性。

该系统的设计原理主要基于传感器技术和信息通信技术。

具体而言，系统的主要组成部分包括传感器节点、数据采集与处理单元、通信模块和监测中心。

传感器节点负责实时监测输电线路的电流、电压、温度等物理量，并将采集到的数据发送给数据采集与处理单元。

数据采集与处理单元负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，并根据预设的规则和算法判断是否存在异常情况。

如果异常情况得到确认，则系统通过通信模块将预警信息发送给监测中心，以便相关人员及时采取措施。

该系统具有几个关键功能，首先是实时监测功能。

通过传感器节点，系统可以实时获取输电线路的状态信息，包括电流、电压、温度等重要参数，以确保线路正常工作。

其次是异常检测功能。

系统通过对采集到的数据进行分析和处理，可以判断是否存在线路异常情况，如短路、过载、温度异常等。

一旦检测到异常情况，系统将及时发出预警通知，以便相关人员采取紧急措施。

此外，该系统还具有数据存储和分析功能。

系统可以将采集到的数据存储在数据库中，以便后续的数据分析和故障诊断。

在设计该系统时，需要考虑一些关键问题和挑战。

首先是传感器选择和布置。

由于高压输电线路的特殊环境，选用合适的传感器并进行合理的布置至关重要。

其次是数据采集与处理算法的设计。

根据监测需求，需要设计合适的算法来分析采集到的数据，判断是否存在异常情况。

再次是通信模块的选型和配置。

系统需要保证数据的可靠传输和实时性，因此选择合适的通信技术和配置相应的通信设备非常重要。

电力系统运行状态的监测与预警系统设计电力系统是现代社会运转中不可或缺的关键基础设施，保障电力系统的安全运行对于维护社会稳定和发展至关重要。

为了及时掌握电力系统的运行状态并预警潜在风险，设计一个完善的电力系统运行状态监测与预警系统是必不可少的。

本文将深入探讨电力系统运行状态监测与预警系统的设计要求、关键指标和技术方案。

一、设计要求1.及时准确性：电力系统运行状态监测与预警系统需要能够实时监测电力系统的工作状态，并在出现异常情况时能够及时发出预警信号，以便采取相应措施解决问题。

2.全面性：监测与预警系统需要覆盖整个电力系统的各个关键环节，包括发电、输电、变电和配电等环节，以确保全面监测电力系统的运行状态。

3.可拓展性：考虑到电力系统的不断发展和升级，监测与预警系统需要具备良好的可拓展性，能够适应新技术、新设备的引入并进行相应调整以满足电力系统的实际需要。

4.高可靠性：电力系统的运行安全关乎全社会和人民的切身利益，因此监测与预警系统设计中要注重系统的可靠性，确保信息的准确性和稳定性。

二、关键指标设计一个有效的电力系统运行状态监测与预警系统，需要关注以下关键指标：1.电力负荷：监测系统需要实时获取电力系统的负荷情况，包括负荷大小、负荷变化趋势等，以便预测系统的运行状态。

2.电压稳定性：电压是电力系统稳定运行的重要指标，监测系统需实时监测电压的波动情况，及时发现电压异常，避免电压过高或者过低带来的潜在风险。

3.频率稳定性：电力系统的频率稳定性是确保电力设备正常运行的重要指标，监测系统需要实时监测并对频率异常情况进行预警处理。

4.电流异常：监测系统需要实时监测电力系统中的电流情况，对于电流过大、过载等异常情况能够及时发出预警信号。

5.设备状态：监测系统需要监测电力系统中的各类设备的运行状态，包括发电机组、变压器、开关设备等，实时掌握设备的运转情况，以便预测设备故障可能并采取相应维护措施。

三、技术方案为了实现对电力系统运行状态的准确监测与及时预警，可以采用以下技术方案：1.传感器技术：通过在电力系统中布置各类传感器，实时采集系统的关键参数，如电压、电流、温度等，将采集到的数据传输给监测系统进行处理与分析。

智能电网•高压输电线路状态在线监测系统一系统简介随着国家电力建设的开展,电网规模不断扩大,在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作也越来越多,输电线路的巡检和维护越来越表现出分散性大、距离长、难度高等特点.因此对输电线路本体、周边环境以及气象参数的智能化远程监测成为智能电网改造的重要工作. 输电线路在线监测系统是智能电网输电环节的重要组成局部,是实现输电线路状态运行、检修治理、提升生产运行治理精益化水平的重要技术手段.STC_OLM系列输电线路状态在线监测系统电子测量、无线通讯、太阳能新能源技术及软件技术等实现对导线覆冰、导线温度、导线弧垂、导线微风振动、导线舞动、次档距震荡、导线张力、绝缘子用风偏〔倾斜〕、杆塔应力分布、杆塔倾斜、杆塔振动、杆塔根底滑移、绝缘子污秽、环境气象、图像〔视频〕、杆塔塔材被盗等状况的实时在线监测,预防电力线路重大事故灾害的发生.系统采用模块化设计,可以独立使用,也可自由组合,功能模块组合如以下图所示：二技术标准1、Q/GDW 242-2021?输电线路状态监测装置通用技术标准?2、Q/GDW 243-2021?输电线路气象监测装置技术标准?3、Q/GDW 244-2021?输电线路导线温度监测装置技术标准?4、Q/GDW 245-2021?输电线路微风振动监测装置技术标准?5、Q/GDW 554-2021?输电线路等值覆冰厚度监测装置技术标准?6、Q/GDW 555-2021?输电线路导线舞动监测装置技术标准?7、Q/GDW 556-2021?输电线路导线弧垂监测装置技术标准?8、Q/GDW 557-2021?输电线路风偏监测装置技术标准?9、Q/GDW 558-2021?输电线路现场污秽度监测装置技术标准?10、Q/GDW 559-2021?输电线路杆塔倾斜监测装置技术标准?11、Q/GDW 560-2021?输电线路图像视频监测装置技术标准?12、Q/GDW 561-2021?输变电设备状态监测系统技术导那么?13、Q/GDW 562-2021?输变电状态监测主站系统数据通信协议?14、Q/GDW 562-2021?输电线路状态监测代理技术标准?15、GB 191包装储运图示标志16、GB 2314电力金具通用技术条件17、GB 2887—2000电子计算机场地通用标准18、GB 4208— 93 外壳防护等级〔IP代码〕19、GB 6388运输包装图示标志20、GB 9361计算站场地平安要求21、G B 9969.1 工业产品使用说明书总那么22、G B 11463—89 电子测量仪器可靠性试验23、G B 12632—1990 单晶硅太阳电池总标准24、GB 50545- 2021 110kV〜750kV架空输电线路设计标准25、G B/T 2317.2 —2000 电力金具电晕和无线电干扰试验26、G B/T 2423.1 —2001 电工电子产品环境试验第2 局部：试验方法试验A:低温27、G B/T 2423.2 —2001 电工电子产品环境试验第2 局部：试验方法试验A:高温28、G B/T 2423.4—1993 电工电子产品根本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法29、G B/T 2423.10—1995 电工电子产品环境试验第二局部：试验方法试验Fc和导那么：振动〔正弦〕30、G B/T 3797－2005 电气限制设备31、G B/T 3859.2 －1993 半导体变流器应用导那么32、G B/T 3873－1983 通信设备产品包装通用技术条件33、G B/T 6587.6 —86 电子测量仪器运输试验34、G B/T 6593 电子测量仪器质量检验规那么35、G B/T 7027－2002 信息分类和编码的根本原那么与方法36、G B/T 9535－1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型37、G B/T 14436 工业产品保证文件总那么38、G B/T 15464 仪器仪表包装通用技术标准39、G B/T 16611—1996 数传电台通用标准40、GB/T 16723—1996信息技术提供OSI无连接方式运输效劳的协议41、G B/T 16927.1 高电压试验技术第一局部：一般试验要求42、G B/T 17179.1 －2021 提供无连接方式网络效劳的协议第1 局部：协议规范43、G B/T 17626.2 —1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验44、G B/T 17626.3—1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验45、GB/T 17626.8 —1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验46、GB/T 17626.9 —1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验47、GB/T 19064－2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和实验方法48、QX/T 1—2000 II型自动气象站49、YD/T 799—1996 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法50、DL/T 548 电力系统通信站防雷运行治理规程51、DL/T 741 —2021 架空送电线路运行规程52、DL/T 5154 —2002 架空送电线路杆塔结构设计技术规定53、DL/T 5219 —2005 架空送电线路根底设计技术规定54、QJ/T 815.2 －1994 产品公路运输加速模拟试验方法三、系统电源及通讯1、监测装置电源实现（ 1）监测装置采用太阳能对蓄电池浮充的方式进行供电, 对日照照射相对较弱地区也可同时采用太阳能及风能对蓄电池进行充电的方式进行供电.监测装置安装于铁塔上, 安装较为困难, 因此减小设备体积及重量成为监测装置设计首要考虑的因素.监测装置采用超低功耗技术,装置待机电流保持在20mA〔12V以内,因此在同等容量电源条件下,装置可连续运行时间比其他产品长30%以上.正常情况下数据采集装置配置12V 33AH 电池即可连续运行30 天以上,且具备体积小、重量轻的特点,有利于现场安装.监测装置选用硅能绿色环保电池作为储能系统, 该电池相比铅酸及其他类型电池系统具备以下优点：储藏容量高,到达国际要求的 2 倍.充电接受水平强,到达国际要求的 3 倍.大电流放电效率高,可高倍率放电,30C放电8s内电池不损伤.自放电小,年自放电率小于2%.充放电无记忆〔次数〕.能耐高温及高寒,可以在-50〜+70C范围内使用.绿色环保,该产品采用复合硅盐电解质取代硫酸,无污染,电池极板亦可再 生使用. 循环使用寿命长,户外监测装置可使用 5〜10年.(2)安装在导线上的监测装置采用以下两种方式进行供电：A 、特种高能电池：采用进口特种高能电池进行供电,体积小、重量轻、耐上下 温,使用寿命达8年以上.B 、感应取能对蓄电池充电：采用高能感应线圈取电及对蓄电池进行浮充的方式 进行供电,取电效率高、通讯模块可实时在线.2、监测装置通讯技术(1)数据采集单元(导线温度、导线舞动、导线张力、导线弧垂等)与塔上监测装置之间采用 RF 、Zigbee 、WIFI 等方式进行通讯,通讯距离1〜3KM〔2〕塔上监测装置与CMA 状态监测代理〕之间采用RJ4s RR Zigbee 、WIFI 等方式进行通讯.电源系统示意图太阳能电池风光互补限制器蓄电池主控单元 通讯单元特种蓄电池 风力发电机口〔3〕CMA£集成有CM配能的监测装置与CAG〔状态信息接入网关机〕之间采用OPGWWIFI、GPRS/CDMA/3GS星等方式进行通讯.具备光纤接入条件杆塔上的监测装置, 采用光端机将杆塔上的的数据传输至中央CAG, 实现数据落地；不具备光纤接入条件杆塔上的监测装置通过无线〔WIFI〕网络将各监测装置数据汇总至有光纤接入杆塔上的监测装置, 利用光交换机将无线监测装置数据传输至中央CAG；3、监测装置工作条件(1)工作温度：—40C〜+70C ；(2)环境温度：—40C〜+50C ；(3)相对湿度：5% RHH100% RH(4)海拔高度：＜4000m](5)大气压力：500hPa^ 1100hPa；(6)风速：＜75米/秒；(7)7) 防护等级：IP66；(8)8) 振动峰值加速度：10m/s2(9)9) 电池电压：DC 12V；主要功能模块1、输电线路微气象监测山岭纵横、海拔高程复杂地形的输电线路, 往往几百千米甚至几百千米内,悬殊,气象变化显著,小气候特点十分突出,邻近气象台站的观测记录,不能满足微地形地段线路的设计、维护需求.对微地形、微气象的熟悉缺乏,对沿线风口、峡谷、分水岭等高山局部特殊地段的气象资料掌握不够, 是近年来我国电网主干线500 〔330、220、110〕 kV线路频频发生倒塔、断线事故的主要原因.微气象监测系装置主要监测电力通道内的环境温、湿度、风向等气象参数,经过大量的数据积累, 可应用采集气象参数为线路规划设计提供依据, 为线路维修、维护提供参考.监测参数：温度、湿度、风速、风向、雨量和大气压、日照；参数技术指标：温度监测范围：-50〜120 C；精度：± 0.2 ℃；分辨率：0.1 ℃湿度监测范围：1%-100%精度：±4%R；H分辨率：1%RH风速测量范围：0m/s〜60m/s；精度：±〔0.5+0.03 V〕m/s, V 为标准风速值；分辨率：0.1 m/s ；起动风速：＜0.2m/s ；抗风强度：75m/s.风向测量范围：0°〜360° ;测量精度：±2°；分辨率：0.1 °；启动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/s.雨量测量范围：0〜4mm/min分辨力：0.2mm；准确度：± 0.4mm 〔0 10mm寸〕；±4% 〔＞10mm寸〕.2、输电线路覆冰预警监测覆冰事故在世界范围内都是冬季输电线路常见事故, 事故破坏力大、涉及面广、损失沉重. 轻那么导致绝缘子串冰闪跳闸、相间闪络跳闸和导线大幅舞动等可恢复供电周期较短的重大事故, 重那么导致杆塔倾斜甚至倒塌、线路金具严重损坏和导线脆断接地等可恢复供电周期较长的特大事故.输电线路覆冰在线监测通过全天候采集运行状态下输电线路的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、温度、湿度等特征参数,将数据信息实时传输到分析处理中央, 通过智能分析计算导线覆冰厚度. 相关部门根据线路荷载、覆冰厚度及周边气象环境, 结合视频监测系统拍回的现场图片,直观地了解线路的覆冰状况,决定是否需要实施预防举措.监测参数：绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、环境温度、湿度、风速、风向、图像等；参数技术指标：拉力传感器量程：7t、10t、16t、21t、32t、42t、55t 〔根据实际需要定制〕；拉力传感器测量范围：2%〜100% FS 〔线性工作区间〕；拉力传感器准确度级别〔FS〕：0.2 及以上；拉力传感器技术指标：分度数n ＞ 500;'回零误差Z r (%FS) : <± 0.1 ;示值误差〔%FS〕：0± 0.2 ;重复性R'〔％FS〕：〕±0.2；滞后H 〔％FS〕：〕±0.3；长期稳定性Sb〔％FS〕：〕±0.2；倾角测量角度范围：双轴〕±90°；倾角测量精度：〕±0 .1 °；倾角测量分辨率：±0 .01 °；温度监测范围：-50〜120℃;精度：± 0.3 C；分辨率：0.1 C；湿度监测范围：1%-100% 精度：±4%RH分辨率：1%RH 风速测量范围：0m/s〜60m/s；精度：±〔0.5+0.03 V〕m/s, V 为标准风速值；分辨率：0.1 m/s ；起动风速：＜0.2m/s ；抗风强度：75m/s；风向测量范围：0°〜360° ;测量精度：±2°；分辨率：0.1 °；启动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/s.3、输电线路图像/视频监控输电线路巡检和维护分散性大、距离长、难度高的特点,迫切需要一种简便、 有效的监控、监测手段对输电线路周边状况及环境参数进行多目标、 全天候监测, 使输电线路运行于可视可控之中.输电线路图像、视频监控系统采用先进的数字视频压缩技术、远距离 GPRS/CDMA/3面线通讯技术、新能源及低功耗应用技术、软件技术及网络技术 将电力杆塔、导线现场的图像、气象信息经过压缩、分组后通过GPRS/CDMA 无线网络传输到监控中央,从而实现对输电线路周边环境及环境参数的全天候监二 J ；「京* 现场安装叨最大拉力时拉力“水平荷载、垂直荷载放土化冏纭阁■水印度女化司线图jijrcic'j测, 使线路治理人员在中央监控室也可看到杆塔现场信息, 将事故消灭在隐患状态, 大大提升线路平安运行水平, 为输电线路的巡视及状态检修提供了一条新的思路.同时,大大节省了现场人力巡检的人力、物力.系统主要用途：覆冰区导线、地线、塔体覆冰状况观测跨江、河、山等大跨越区监测易滑坡、塌方区监测线路周围建筑施工等易受人为外力破坏区监测导线、塔体、绝缘子串、线夹、防震锤等部件异常监测通道内树木、竹等易生长物监测山川、河流等人员不易到达区巡视偏远地区变电站监视监测参数：照片/视频；参数技术指标：摄像机：传感器芯片：SONY CC；D像素数：＞704(H) X 576(V);最低照度：＜0.01Lux ;变焦率：?光学18倍；云台：预置位数量：＞128;水平旋转角度：0°〜355° ;俯仰角度：0 °〜90° ;图像格式：Jpeg；视频格式：H.264/mpeg4；远程调节：焦距、光圈、景深、云台预置位、大小、色度、比照度；具有专利防雨、雪、污机构,保证任何情况下拍摄照片清楚；不拍摄时摄像机处于防护罩之内拍摄时摄像机伸出防护罩现场拍摄图片4、输电线路导线温度监测及动态增容系统近年来,我国经济的持续快速增长,导致了电网规划建设滞后和输电水平不足的问题日益突出,加剧了电网和电源开展的不协调矛盾,带来了一系列问题. 一些输电线路受到输送容量热稳定限额的限制, 已严重制约系统内输电线路的输送容量,极大地影响了电网供电水平.而受输电走廊征用困难以及环境保护等因素制约,建设新的输电线路投资大,建设周期长,征地开辟新的线路走廊难度高. 因此,如何提升现有架空输电线路单位走廊的输送容量, 最大限度地提升现有输电线路的传输水平,已成为保证电网平安、经济、可靠运行的一个迫在眉睫的突出问题.输电线路常年运行在户外,受外界环境腐蚀、老化、振动等因素,导致导线接头、线夹等部位容易发热.电力部门采用定期巡视测温、特巡测温等方式获取导线易发热点部位温度,但由于周期性漏失或不能及时反映导线的温升情况进行预警,导致导线温升过高造成大量的电力事故.导线温度在线监测系统实时监测输电线路导线温度、导线电流、日照、风速、风向、环境温度等参数.系统主要由测温单元、塔上监测装置、通讯基站和分析查询系统四局部组成.其中体积小、重量轻的测温单元安装在输电线路导线或金具上,实时采集导线及金具温度,并通过Zigbee或RF射频模块将数据无线上传至铁塔上的监测装置.监测装置同时对本塔所在微气象区的日照、风速、风向、环境温度等参数进行实时采集,将所有数据通过SMS/GPRS/CDMAW 讯方式将数据传往监测中央,当各温度监测点温度超过预设值时即刻启动报警.输电线路动态增容是在充分利用现有输电设施、通道状况的根底上,引入输电线路在线监测与计算分析工具,根据实际气象环境、设备数据,如环境温度、风速、风向、日照以及导线型号、导线发射率、导线吸收率、导线最高温度阻值等详细的导线数据,计算输电线路当前的稳态输送容量限额, 为调度和运行提供方便及有效的分析手段,通过导线温度在线监测进行实时增容, 有效发挥输电线路的输送水平.载流量计算公式：0.5It 9.92 (VD)0.485 SD[( t a 273 )4 (t a 273 )4] s'DkTR dt式中,9为导线的载流温升；ta为环境温度；V为风速；Is为日光对导线的日照强度；D为导线外径；&为导线外表的辐射系数(光亮新线为0.23~0.46 ,发黑旧线为0.90~0.95 );a s为导线吸热系数(光亮新线为0.23~0.46 ,发黑旧线为0.90~0.95 );S为史蒂芬-玻尔茨曼常数5.67X10-8W/mZ kt为tC时的交直流电阻比；Rdt为tC时的直流电阻率最低点弧垂f为：f T H(ch i D1q 1) q 2T H其中,q：导线上竖向所受载荷集度(q q0 q ice q wind q()q w)1D1 :主杆塔对应的等效档距,可由悬点不等高时等效计算公式求得;f D1 ：主杆塔对应的等效弧垂.监测参数：导线温度、环境温度、风速、风向、日照；参数技术指标：导线温度采集单元质量：小于2.5kg ;单套温度采集单元外接温度传感器数量：2路；导线温度传感器：铝电阻/光纤；导线温度测量范围：-50 C〜+300C ；测量精度：大于土0.5 C；采集方式：接触式测温；通信方式：WIFI/Zigbee ;电源：高能电池或导线感应取电,寿命大于8年；温度监测范围：-50〜120℃;精度：±0.3 C；分辨率：0.1 C 湿度监测范围：1%-100% 精度：± 4%RH分辨率：1%RH 风速测量范围：0m/s〜60m/s；精度：± ( 0.5+0.03 V m/s, V为标准风速值；分辨率：0.1 m/s ;起动风速：＜0.2m/s ；抗风强度：75m/s.风向测量范围：0°〜360° ;测量精度：± 2 ;分辨率：0.1 0 ;启动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/so导线测温单元5、输电线路杆塔倾斜监测系统输电线路走廊地质、气象环境复杂,近年来由于线路杆塔倾斜倒塌引起的电力事故呈上升趋势.引起杆塔倾斜的原因主要有以下几方面：〔1〕长期定向风舞引起杆塔受力不均〔2〕自然地质灾害〔3〕杆塔周围建筑施工〔4〕杆塔本体异常、导线断裂〔5〕导线、地线覆冰〔6〕拉线、塔材被盗〔7〕采煤、采矿区地陷、滑移等.杆塔倾斜一般缓慢开展,绝大多数事故是可提前预防的.输电线路杆塔倾斜在线监测通过测量杆塔、拉线的倾斜角度,并测量环境的风速、风向、温度、湿度等参数,将测量结果通过移动 /联通GPRS/GSMR］络发送到接收中央.中央软件可及时显示杆塔的倾斜状况,并可显示杆塔的倾斜趋势、倾斜速度,在倾斜角度到达某值时以短信、界面、警笛等方式发出报警信息,预防事故的发生.监测参数：杆塔的顺线倾斜角、横向倾斜角、环境温度、风速、风向；参数技术指标：杆塔倾斜角动态测量范围：双轴土20° ;杆塔倾斜角测量误差：＜±0 .05° ;风速测量范围：0m/s〜60m/s；精度：± ( 0.5+0.03 V) m/s, V为标准风速值;分辨率：0.1 m/s ;起动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/so风向测量范围：0°〜360° ;测量精度：± 2 ;分辨率：0.1 0 ;启动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/so三维想角传感器杆厚倾斜现近6、输电线路微风振动监测导、地线的微风振动是由微风引起的一种高频率、小振幅的导线运动,是弓起导、地线疲劳断肢等事故的主要原因.自上世纪初美国首先在一条输电线路的海峡跨越处发现导线的振动断肢现象以来,人们一直在进行着微风振动问题的研究,包括振动机理、防振理论、振动试验、防振装置、防振导线等多方面,几十年来,已经积累了丰富的经验. 在超高压架空线路上,均设计应用了各种具体的防振技术举措,有效地抑制了微风振动,减轻了对线路的危害.但是,由于微风振动的机理极其复杂,通过理论计算或试验研究的结果与现场实际往往差异很大.根据DL/T 741- 2001?架空送电线路运行规程?中“大跨越段应定期对导、地线进行振动测量〞的要求,现行测量方法是在一段时间内使用测振仪器进行现场安装测量并记录相关数据.但因现场测试时间有限,测振仪器本身条件和现场工作环境等问题,测量结果代表性不高,缺乏实时性.输电线路微风振动监测,在导线及OPGW5出口89mmt安装振动监测单元, 采用加速度传感器或光纤传感器进行测量.振动监测单元实时测量导线的振动加速度、振幅、频率、导线温度,并通过Zigbee或RF寸频模块将数据无线上传至铁塔上的监测装置.监测装置同时对本塔所在微气象区的风速、风向、环境温度等参数进行实时采集,将所有数据通过SMS/GPRS/CDMAIX讯方式将数据传往监测中央,中央系统据IEEE和CIGRE方法,判断导、地线和OPGWJ危险程度,预测疲劳寿命,根据测量数据评估防振举措的有效性,并及时做出修正.弯曲振幅法示意图：1一线夹或夹头,2一导地线,3—导地线与线夹的接触点,4—弯曲振幅Y b 〔相对于线夹〕监测参数：导线〔地线〕的振动加速度、频率、振幅、环境温度、风速、风向；参数技术指标：导线振动加速度测量范围：± 5g;导线振动加速度测量精度：±0.1g °；导线振动振幅测量范围：0〜1.5mm (p— p);导线振动振幅测量精度：±5%；导线振动频率测量范围：0~200HZ；风速测量范围：0m/s〜60m/s；精度：±(0.5+0.03 V) m/s, V 为标准风速值；分辨率：0.1 m/s ；起动风速：＜0.2m/s ；抗风强度：75m/s.风向测量范围：0°〜360° ;测量精度：±2°；分辨率：0.1 °；启动风速：＜0.2m/s ;抗风强度：75m/s.7、输电线路反外力破坏监测系统输电线路具有面广、线长、高空、野外的特点,极易遭遇外力破坏.随着经济的快速开展,输电线路的运行环境日益恶化,输电线路走廊内的树木、房屋、道路、城镇建设、采石挖矿、施工对线路的破坏大量增加,对线路和平安运行构成了很大的威胁. 输电公司一方面增强巡视力度, 缩短巡视周期, 做到对隐患早发现、早上报、早消除；另外还继续增强特巡、夜巡,对施工场所进行看护、制止野蛮施工. 但由于巡视人员少、距离远, 并且90%以上的事故具有短期内的突发性特点, 是增强巡视所解决不了的, 往往是刚巡视过就出现问题. 据统计由于外力破坏引起的线路故障已占总线路总故障的60%以上, 并且造成的故障具有停电时间长、不易重合闸、经济损失大的特点,并且呈逐年上升的趋势.线路反外力破坏预警系统由安装在杆塔上的高清夜视摄像机、智能视频监视及分析装置组成. 当有人靠近铁塔或攀爬；工程施工车辆靠近铁塔；超高车辆越限, 对导线造成撞线威胁时, 智能分析单元立即启动预警功能, 并启动摄像机图像连拍功能, 将抓拍图像传输至监控中央, 同时启动现场语音告警. 监控中央具有报警信息、图像的及时显示及存储,并以语音、短信等方式进行告警,监测中央还可立即进行远程喊话,重大偷盗行为发生时可与110联动出警,保证线路的平安运行.反外力监控系统总体结构困监测参数：杆塔周边及本体图像；参数技术指标：通讯方式：无线RF Zigbee、GSM GPRS 3G等电源：导线上为高能电池或可充电电池与导线取能相结合,铁塔上为太阳能对蓄电池供电报警可靠性：90%以上摄像机：传感器芯片：SONY CC；D像素数：> 704(H) X 576(V);最低照度：<0.01Lux ;变焦率：?光学18倍；8、输电线路导线对地距离(弧垂)监测系统高压线路运行过程中, 由于负荷增加、环境温度过高等引起导线弧垂的增加,因而造成导线对地、物距离的减小,一方面引起电力接地、短路等重大事故,另一方面也限制了导线的输送水平.输电线路导线弧垂监测装置安装在导线的弧垂最低处或需要监测的部位, 采用高能电池或导线感应取能技术, 实时测量导线对地距离的变化情况, 可及时发现导线弧垂的变化, 并可实时监测线下树木、建筑物等与导线之间的距离,预防接地事故的发生. 监测装置集成了导线温度测量功能, 可实时监测导线的温度变化情况,及时发现导线、接点温度异常,还可选装夜视摄像系统,对导线弧垂进行现场拍照,远程查看弧垂情况,与测量数据比照,增加测量及报警可靠性.系统应用软件针对导线弧垂实时数据进行计算分析, 并可结合导线的温度和气象数据对导线预期弧垂进行计算, 建立预警机制, 保证线路运行和被跨越设备的平安.同时,系统应用软件可结合环境的气象参数、导线温度、导线特性等数据,依据专家分析、计算系统计算出导线载流量,提升导线输送水平.该系统雷达测距模块利用西安的军工技术优势, 与西安微波厂、西安电子科技大学联合研制,采用铝合金微波波导腔体结构喇叭天线. 腔体内包含混频管、震荡管及收发谐振天线、高增益定向喇叭天线.具有体积小、功耗低、测量距离远、精度高、本钱低的特点,使军用技术能够更好地效劳于工业监测领域.模块能够准确地测量导线对地、物的距离, 相比其他测量方法具有直观、精确度高的特点,可广泛应用于35kV〜1000 kV的交直流输电线路.安装示意图储监测参数：导线对地距离、导线温度、环境温度、环境湿度、风速、风向、图像等；参数技术指标：测量方式：雷达直接测量距离,结合导线温度监测通讯方式：无线RF Zigbee、GSM GPRS 3G等电源：导线上为高能电池或可充电电池与导线取能相结合,铁塔上为太阳能对蓄电池供电对地测量距离：1〜60米测量精度：±5cm导线温度传感器: 铂电阻/ 光纤；导线温度测量范围：-50 C〜+300C ；测量精度：大于±0.5 ℃；温度采集方式：接触式测温；摄像机：传感器芯片：SONY CC；D像素数：＞704(H) X 576(V);最低照度：00.01Lux;变焦率：?光学18倍；9、输电线路山火预警系统森林火灾会给森林带来严重危害.森林火灾位居破坏森林的三大自然灾害〔病害、虫害、火灾〕之首．它不仅给人类的经济建设造成巨大损失,破坏生态环境, 而且还会威胁到人民生命财产平安. 森林火灾的发生, 对电网平安稳定运行造成威胁. 轻那么引起可恢复的线路跳闸等临时事故, 重那么造成烧毁铁塔, 引起长时间的不可恢复的重大电力事故. 给电力平安运行带来重大隐患. 相关数据显示, 从2021 年1 月1 日至3 月25 日, 云南电网220千伏及以上主要输电线路因山火跳闸35 条次,强迫停运28 条次；110千伏线路因山火跳闸43 次〔来源：云南电力网〕.广东省自2021 年2 月以来,仅10 天时间里,就发生山火92 宗;其原因主要是燃放烟花爆竹和孔明灯、祭祖烧香烧纸、烧田基草、违规炼山等;同时,进山旅游休闲人员增加,野外火源复杂,森林防火形势严峻.为防范山林火灾对输电线路平安运行的影响, 各电力公司要求各单位经常性地开展防范山火引发输电线路跳闸的专项检查工作. 安排人力物力, 加大输电线路巡查频度, 重点检查火灾多发地区、清明祭扫附近的线路走廊, 及时发现隐患, 预防火灾影响电力输电线路运行平安. 以上手段能有效地减少火灾对电力平安的影响, 但由于巡视只能是间歇性巡查, 加上线路走廊根本上人员难以到达, 给巡视工作造成很大的困难,大多数事故是由于巡视不到位引起的.因此对线路走廊火灾的实时监测、监控就尤为重要,如何对火灾做到、提前预防、提前发现、提前处置, 使火灾消失在萌芽状态或火灾引起的损失减小到最少是相关电力部门需研究的重要课题.基于火焰探测技术的线路走廊火灾预警系统, 利用先进的传感器技术、新能源技术、无线通讯技术、软件技术实现对高压线路走廊火灾的监测预警. 系统利用新型的火焰探测传感器,探测铁塔周围的零星火焰,该传感器能够发现300米外直径为30厘米大小的火焰团, 探测精度高, 可靠性高, 已被广泛地应用于油田、隧道、航天发射场等监测领域.系统同时监测现场环境的温度、湿度、风速、风向、图像数据,将上述数据压缩后通过GPRS1讯网络传输到监测中央,中央软件首先对接收到的火灾报警信息进行现场及短信报警, 其次值班人员通过上送的图像数据进行分析观测, 确认警情, 做出相应的决策. 中央软件具备强大的智能分析处理水平,能够对一段时间采集的环境温度、湿度、风速、风向数据进行分。

目录TLMS系列输电线路在线监测系统 (2)一、TLMS-1000 输电线路图像/视频在线监测系统 (3)二、TLMS—2000输电线路气象在线监测系统 (4)三、TLMS—3000输电线路导线温度在线监测系统 (5)四、TLMS-4000 输电线路杆塔倾斜在线监测系统 (6)五、TLMS—5000 输电线路覆冰在线监测系统 (7)六、TLMS-6000 输电线路风偏在线监测系统 (8)七、TLMS-7000 输电线路导线舞动在线监测系统 (9)八、TLMS—8000 输电线路微风振动在线监测系统 (10)九、TLMS-9000 输电线路导线弧垂在线监测系统 (11)十、TLMS-1100 输电线路绝缘子污秽在线监测系统 (12)TLMS系列输电线路在线监测系统系统简介：“TLMS系列输电线路在线监测系统"，是基于无线（GPRS/GSM/CDMA/3G）数据传输、采用多种传感器、红外网络高速球机、太阳能供电，实现对高压输变电线路/塔杆情况进行全天实时监测和监控。

本系统适用于野外无人职守的高压输电线路、电力铁塔的安全监控。

系统原理示意图:系统组成：输电线路在线监测系统包含以下子系统：输电线路图像/视频在线监测系统、输电线路气象在线监测系统、输电线路导线温度在线监测系统、输电线路杆塔倾斜在线监测系统、输电线路覆冰在线监测系统、输电线路风偏在线监测系统、输电线路导线舞动在线监测系统、输电线路微风振动在线监测系统、输电线路导线弧垂在线监测系统、输电线路绝缘子污秽在线监测等系统。

产品特点：1.支持3G/GPRS/CDMA网络，通信方式灵活；2.采用太阳能供电系统供电，安装维护方便；3.采用工业级产品设计，适合恶劣环境下工作；4.具有检点自启动、在线自诊断功能；5.具有数据采集、测量和通信功能，将测量结果传输到后端综合分析软件系统；6.系统运行参数、报警参数、数据采集密度等可以远程设置；7.具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能;8.具有自动分析报警提示值班人员功能;9.安装使用方便；10.系统具有完备的扩容性。

输电线路在线监测系统的设计与实现输电线路在线监测系统是为了对电力输电线路的运行状态进行实时监测和管理而设计的一种系统。

该系统可以收集输电线路的各种参数数据，并通过数据分析和处理，实现对输电线路的故障诊断和预警，提高电网的稳定性和可靠性。

输电线路在线监测系统的设计包括硬件和软件两个方面。

硬件方面主要包括数据采集设备、传感器、通信设备和控制器等。

数据采集设备主要负责收集输电线路各种参数的数据，如电流、电压、温度、湿度等；传感器负责对线路各个位置的参数进行实时监测；通信设备用于将采集到的数据传输给监测系统的服务器；控制器则负责对传感器和通信设备进行控制和管理。

软件方面主要包括数据处理和分析模块、故障诊断和预警模块、用户界面等。

数据处理和分析模块用于对采集到的数据进行处理和分析，提取有效的信息；故障诊断和预警模块则通过对数据进行比对和分析，判断输电线路是否存在故障，并及时发出警报；用户界面则提供给用户一个友好的界面，可以通过界面查看实时监测数据和故障报警信息。

在实现过程中，需要考虑到系统的稳定性和可靠性。

对于硬件方面，要选择高质量的设备和组件，保证其稳定性和可靠性；对于软件方面，要进行充分的测试和验证，确保系统的准确性和可靠性。

系统还可以结合人工智能技术，通过机器学习算法对数据进行分析和处理，提高故障诊断和预警的准确性和实时性。

系统还可以与其他能源管理系统进行集成，实现对输电线路和能源的综合管理。

输电线路在线监测系统的设计和实现是一项综合性的工作，需要结合硬件和软件技术，以提高电网的稳定性和可靠性。

随着科技的不断进步，相信在未来，输电线路在线监测系统将会得到更加广泛的应用。