高压输电线路在线监测综述

　　摘要：高压输电线路具有电压等级高、输送容量大、输送距离远等特点，实施实时在线监测是保证高压输电线路安全、可靠及稳定运行的基础。总结概述了当前常用的在线监测方法，包括导线温度与弧垂、微气象、微风振动、导线舞动、杆塔倾斜、等值覆冰厚度、绝缘子等在线监测；综述了常用的输电线路带电检测方法，并对上述各类方法进行了简要分析。

　　关键词：电网；高压输电线路；在线监测

　　一、引言

　　随着智能电网的不断建设，电力系统互联性增强，电压等级的不断升高，如何保证远距离、大容量输电线路的安全可靠运行，防止大停电事故的发生受到越来越广泛的关注[1]。高压输电线路主要采用架空线，受自重、温度、风力、冰雪等自然因素的影响较大，还可能受到气体的侵蚀，且由于铺设范围较广，管理难度大，易发生杆塔被盗事件，上述因素容易导致输电线路安全形成隐患[1，2]。

　　传统的输电线路检查能够发现部分设备的安全隐患，但对维护人员的依赖性较大，且缺乏对环境和气候等自然因素的检测，此外还存在巡视真空期，无法掌握线路的实时变化，及时检测出可能出现的线路安全事故。因此，实行实时在线检测，对于保证输电线路的安全稳定运行具有重要意义[5]。

　　二、输电线路在线监测

　　常用的输电线路在线监测方法主要包括导线温度、弧垂监测，微气象监测，微风振动监测，导线舞动监测，杆塔倾斜监测，等值覆冰厚度监测，绝缘子在线监测等。

　　2.1导线温度、弧垂监测

　　导线温度监测一般采用铂电阻或热敏电阻等传感器，以避免运行线路导线或者金具过热；此外，采用该传感器可采集相应数据信息，以实现线路动态增容。

　　导线弧垂监测一般采用激光传感器等，可避免输电线路对地安全距离不足的缺陷，同时还可提供预警信息以供状态监测。

　　2.2微气象监测

　　输电线路沿线出现大风、暴雨等恶劣天气时，由于风速、风向、湿度等环境因素的影响，可能导致杆塔倾斜、开关跳闸等事故的发生，严重时可能引起大面积停电。为此需要对线路运行的相关参数进行有效监测，为线路运行积累资料，同时为线路的规划运行奠定基础[3，4]。

　　2.3微风振动监测

　　微风振动对架空线路所造成的破坏具有很强的隐蔽性，破坏性的长期积累易造成线路疲劳断股。为消除微风振动所带来的隐患，采取相应的改进措施，有必要对微风振动进行在线监测，以便为线路设计提供依据[7]。

　　2.4导线舞动监测

　　架空输电线路运行过程中，可能由于自然环境因素等原因导致多种灾害事故的发生。尤其是在大风、冰雪等极端气候条件下，输电线路严重覆冰和积雪会引起绝缘子闪络、线路跳闸、断线、倒塔、导线舞动和通信中断等事故。其中，线路舞动影响较大，可能严重损害线路，造成金具断裂，导线落地，塔材、螺丝变形、折断，引起大面积停电[9，18]。为此，可对线路进行舞动监测并及时预警，以便梳理线路舞动的特点及规律，提出舞动防止措施，避免线路舞动对铁塔、金具等相关设备的破坏。

　　2.5杆塔倾斜监测

　　泥石流、暴雨等自然灾害或人为因素均可能引起地面裂缝、山体崩塌等事故发生，易导致杆塔倾斜，严重影响输电线路的安全可靠运行[10]。为及时掌握杆塔倾斜特点，分析倾斜原因，及时整改保证线路安全运行，有必要采用传感器对其进行在线监测，以便收集数据信息供状态监测使用。

　　2.6等值覆冰厚度监测

　　为防止线路冰闪、断线等事故的发生，需要对输电线路进行覆冰监测，采集相应数据信息并对其进行分析，实现对线路冰害事故的提前预测，并及时向运行操作人员发送报警信息[10，14]。

　　常用的输电线路覆冰在线监测方法主要包括两种：称重法或倾角法[3]。

　　（1）称重法。经线路拉力监测来反映线路覆冰状况。该方法通过拉力传感器对导线覆冰后的受力状态进行监测，同时对温度、湿度、风速、风向等环境参数进行采集，并将所收集数据传递到监控中心，经理论分析计算后，得出线路冰情预报，及时给出除冰预警。（2）倾角法。该方法结合所采集的导线倾斜角度、弧垂等参数，线路及气象环境参数，经计算分析得出导线覆冰技术参数，判定覆冰危险等级，并及时给出除冰信息。但上述两种方法存在一定缺陷，均无法给出档内各段导线的覆冰形态，计算出的导线覆冰厚度是档内覆冰厚度均值[10]。

　　2.7绝缘子在线监测