架空線路狀態監測技術
一、現狀
隨著傳感器、數據傳輸、數據處理及監測裝置供電等技術的發展,輸電線路狀態監測技術在國內得到了較快的發展。目前,在華中、華北、山西、湖南、福建等地電網的線路上大量裝設了有關微風振動、導線溫度、風偏、覆冰、舞動、桿塔傾斜、絕緣子污穢度、微氣象、圖像(視頻)等在線監測裝置,已經初步實現了區域電網和省級電網層面的集中監測;建立了大跨越狀態監測系統,對華北、安徽、福建、湖北、湖南、河南等地電網部分線路及大跨越導地線微風振動等開展實時集中監測;部分地市電力公司已經建成集中監控、有人值守的狀態監測系統。
雷電監測系統已經在全國28個省級電網建成,并實現全國聯網。國網電力科學研究院研制成功的新一代雷電監測系統也已掛網運行,探測范圍及定位精度等主要技術指標得到大幅提升和改善。
二、關鍵技術
(一)數據采集技術
監測裝置的選擇應具有針對性,需結合工程實際情況,合理選用安全可靠、先進適用、維護方便的監測裝置進行狀態監測。下面簡要介紹與線路安全運行緊密相關的導線溫度與弧垂、等值覆冰厚度、微風振動、導線舞動、桿塔傾斜、絕緣子污穢、微氣象等監測裝置。
1、導線溫度、弧垂監測裝置
為防止運行線路導線及金具過熱,采用鉑電阻或熱敏電阻等傳感器,對導線及金具溫度進行監測,同時為實現輸電線路動態增容功能提供數據信息。為防止運行線路對地或線下物安全距離不足,采用激光傳感器等,對導線弧垂進行監測,為狀態監測系統提供預警信息。
導線溫度監測裝置主要安裝在:①需提高線路輸送能力的重要線路;②跨越主干鐵路、高速公路、橋梁、河流、海域等區域的重要跨越段。
導線溫度與弧垂監測裝置主要安裝在:①需驗證新型導線弧垂特性的線路區段;②因安全距離不足而導致故障(如線樹放電)頻發的線路區段。
2、等值覆冰厚度監測裝置
采用稱重法或傾角法等,通過對絕緣子串懸掛載荷或線夾出口處導線傾角、絕緣子串風偏角的實時監測,建立數學模型,計算出等值覆冰厚度,掌握覆冰分布的規律和特點,為采取有效的防冰、融冰和除冰措施提供技術依據。
線路等值覆冰厚度監測裝置主要安裝在:①重冰區部分區段線路;②迎風山坡、埡口、風道、大水面附近等易覆冰的特殊地理環境區;③與冬季主導風向夾角大于45°的線路易覆冰舞動區。
3、微風振動監測裝置
為了判斷線路微風振動水平和導線的疲勞壽命,采用IEEE標準測量方法,監測導/地線、OPGW的動彎應變,為狀態監測系統提供基礎信息,掌握大跨越或普通線路導地線、OPGW微風振動特點和斷股原因,提出治理措施。
微風振動監測裝置主要安裝在:①跨越通航江河、湖泊、海峽等的大跨越;②觀測到較大振動或發生過因振動斷股的普通檔距。
4、導線舞動監測裝置
為了防止導線發生舞動時對鐵塔、連接金具及導線本身產生較大的損壞,可通過舞動監測裝置及時發現舞動并預警,便于掌握易舞動區線路舞動的特點和規律,提出舞動防治措施。
舞動監測裝置由多個導線舞動監測傳感器組成,傳感器的數量根據檔距和線路具體情況確定。一般在一檔導線中至少安裝8個舞動傳感器,通過建立數學模型,分析計算導線的舞動振幅、舞動頻率、半波數等,繪制舞動軌跡,及時發出報警信息,評估線路是否發生舞動危害。
導線舞動監測裝置主要安裝在:①易舞動區;②輸電線路檔距較大或與冬季主導風向夾角大于45°;③易發生舞動的微地形、微氣象區。
5、桿塔傾斜監測裝置
桿塔傾斜監測裝置采用雙軸傾角傳感器,主要用于監測順線傾斜度、橫向傾斜度及綜合傾斜度,為狀態監測系統提供基礎信息,便于掌握桿塔的傾斜特點和規律,分析原因,提出桿塔糾偏措施,避免桿塔過度傾斜影響線路運行。
桿塔傾斜監測裝置主要安裝在:①采空區、沉降區;②不良地質區段,如土質松軟區、淤泥區、易滑坡區、風化巖山區或丘陵等。
6、絕緣子污穢監測裝置
絕緣子污穢監測裝置通常包括絕緣子污穢度(鹽密/灰密)監測裝置。采用光纖鹽密傳感器,監測絕緣子
責任編輯:何健
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