线监测系统中电力线路运行应用研究范文
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摘要：针对电力线路运行在线监测系统的应用，做了简单的论述，总结了常用的线路检修技术。目前来说，电力线路检修工作中，新技术被广泛应用，比如直升机巡视检查技术和在线监测技术等，获得了不错的成效，保障了线路运行的安全性，提高了检修工作效率和质量。现结合具体研究进行分析。
关键词：电力线路；在线监测系统；直升机；巡视检查
近年来，电力线路运检科技水平不断提高，涌现出了各类新型技术，为此项工作的开展提供了技术支持。电力线路运行环境较为复杂，增加了巡视检查的难度，运用旧的技术，难以保证巡视工作达标，影响着线路运行检查的效果。采用的新技术，能够实现对线路运行的动态化监测，精准定位运行故障，提高了线路运行检修工作的效率，具有推广应用的意义。
1电力线路在线巡视监测关键技术
目前来说，电力线路在线巡视监测工作中，主要采取人工巡视监测方式和直升机在线巡视监测方式。传统的监测工作中采用的技术水平相对落后，极易出现漏失的情况，无法实现在线监测以及状态检修功能的同步。随着技术的不断完善和研发，提高了在线巡视监测的水平。现结合在线巡视监测实践，分析采用的关键技术，进行如下分析：
1.1直升机
从当前电力线路巡视检查实际来说，无人直升机的应用，助力规模化巡视检查的实现。以某电网公司研发的大型无人直升机多传感器电力线路巡检系统为例，实现了超低空和超视距以及低速度线路巡视检查，构建了通道巡检模式和精细巡检模式，具有无人机飞行航迹点以及检测任务点的自动化布置，同时支持无人机单侧巡检以及双侧巡检作业等，作业流程如图1所示。从技术的应用实际来说，能够实现视距外电力线路巡视检查过程的可视化，极大程度上提高了巡视的可靠性。同时能够同步获得视频和光学数码相片等，能够及时发现电力线路缺陷以及运行安全隐患，满足多样化巡检工作的需求。目前来说，无人直升机巡检模式主要包括精细化线路巡检、通道巡检模式、线路故障巡检、特殊巡检模式。例如，通道巡检模式的应用，主要是利用三维激光扫描仪以及短焦相机，开展电力线路走廊三维基本情况的测量以及重建，进而确定杆塔坐标和设备坐标，同时测量通道内部安全距离不充足的缺陷。除此之外，还能够发现结构异常和异常温度增加等问题。
1.2无线通信平台
目前来说，电力线路运维检修工作中，引入的各类新技术，需要通信技术和其他信息技术的支持。其中，4G无线通信技术凭借自身的成熟度被广泛应用，能够辅助电力线路运行状态的动态化监控。使用的在线监测系统，使用的装置包括输电线路气象监测装置以及微风振动监测装置等，图像视频监控占比很大，能够掌握线路上设备运行的基本情况。采取传统的通信技术手段，难以实现视频高效传输，传统无线技术的应用面临着传输带宽问题和信号覆盖问题，部分电力公司探索应用5.8GHz无线通信专网，支持线路监控系统运行的通信传输。从技术的应用效果来说，其具有较强的抗干扰能力，不易受到气候变化的影响，同时有着不错的抗干扰能力。除此之外，能够提供在无线通道上信道检测和路由选择等各类功能。
1.3无人机技术
当前电力线路巡视检查工作中，无人机技术的应用较为广泛。在实际应用中小型翼无人机和固定翼无人机已经实现了实用化巡检，为线路运行故障的排查和线路运行维护等工作的开展，提供了有力的技术支持，极大程度上降低了线路巡视的劳动强度，有效提高了线路巡视检查作业的效率。无人机技术的应用特点如下：①安全性。将检修工作人员从危险岗位替换下来，提高了作业的安全性和效率。②多途径通讯。开展电力线路巡视检查，运用的无人机技术，实现了多途径通讯[1]。
2电力线路运行在线监测系统的应用实例
2.1案例概述
以某500kV电力线路为例，线路全长大约为55.33km，在杆塔上设置了智能故障监测终端，实现对电力线路运行故障的精准定位。此电力线路在201X年7月24日下午3点发生了跳闸故障，系统故障相别为C相。现结合此故障检修实践，分析电力线路在线监测系统的应用。
2.2监测系统记录和分析
故障定位分析：图2为智能故障监测终端获得的电流行波图，根据系统的记录，C相两个杆塔的工频电流行波分闸相位角相同，基于此能够判断故障发生区域位于Ⅰ、Ⅱ变电站之间。通过反射波精准定位，确定了故障发生点在23号杆塔周围，如图2所示。
2.3故障原因分析
对此次跳闸事故的原因进行判定，主要分析是雷击故障还是非雷击故障。在具体实践中根据监测系统显示的电流波形，故障发生时电流行波波尾时间超过了40μs，这和非雷击特征相符，因此确定此故障的性质为非雷击。
3电力线路运行在线监测系统的应用总结
从电力线路巡视检查角度来说，采用的在线监测系统，虽然能够获得不错的成效，但是也存在着许多技术问题需要克服[2]。现结合无人直升机电力线路智能巡检宽带卫星通信系统的应用，进行如下分析：
3.1旋翼遮挡下的天线跟踪问题
运用的无人直升机巡视检查系统，卫星天线的跟踪，主要是通过接收卫星发射的信标信号，按照信标信号功率大小实现跟踪，进行天线方位角和俯仰角参数的调整；天线的俯仰角以及方位角，主要是通过安装在天线上的惯导实现测定。线路巡视时，无人机飞行期间因为旋翼遮挡很容易造成信号中断，进而使得天线接收的信号被中断，影响着监测工作的开展效果。对于上述问题，要做好旋翼遮挡的解决，同时要提高天线跟踪的能力水平，可采取以下措施：①对使用的微机电系统惯导进行更换，替换为精度较高的光纤惯导。从应用实践来说，使用光纤惯导线路巡视检查系统的姿态测量精度能够达到0.05°，无人机航向测量精度能够达到0.1°，可以达到天线稳定控制精度的需求，进而保证角度测量的精准性。②对机载天线的跟踪算法，进行相应的优化，调整跟踪环路的参数，保证跟踪的稳定性。通过算法的优化，减少信号中断情况的发生，促使记载天线跟踪质量得以提升。
3.2通信端机误码问题
从系统应用实际来说，机载天线跟踪趋于稳定之后，因为卫星通信系统设置的通信端机使用突发模式，实现数据发送以及接收，造成了跟踪速度需要和没有遮挡的有效时间内发送、接收数据同步。虽然在设计环节基于转速和旋翼宽度等相关信息模拟旋翼遮挡，在旋翼遮挡缝隙中实现了突发通信，不过无人机实际飞行时的情况不同，需要做好飞行试验的调整。通过做好旋翼转动周期和通信端机软件的优化、参数得调整，降低丢包率，避免误码问题的发生，进而达到通信要求[4]。
3.3丢星状况下应急处置和安全巡视检查
对使用的通信系统做好相应调试以及改进，提升其整体性能，保证电力线路巡视检查工作的有序开展。因为线路所处的环境较为复杂，飞行时可能会发生丢星的情况以及卫星通信中断情况。无人机经过长期飞行或者大幅度飞行等，卫星信号都会受到极大的干扰或者衰减。通常来说，除了卫星通信装置发生故障外，丢星情况不会持续过久，多能够自动恢复。若为偶尔型通信中断，那么采用以下应对措施：①做好事前巡检工作。例如，采取任务优先模式，当发生短时间信号中断的情况，无人机依旧按照制定的计划方案巡视检查；若出现长时间通信中断的情况，那么需要返航到起降点。②引入相应的通信系统保证飞行时的通信安全。例如，配置高清直通链路，将卫星通信以及直通链路相互备用，无人机飞行控制计算机基于信号强度自动化切换，进而保证通信的连续性和可靠性。结合实际情况，采取系列把控措施，最大程度上保证通信中断影响最小，同时确保巡视检查的安全性和效率[5]。
4结束语
综上所述，电力线路运行在线监测系统的应用，能够获得不错的效率，既能够提高线路巡视检查的效率，还能够提升监测的质量。在实际应用中监测模式的运用，会遇到各类问题，文中结合无人直升机监测系统应用常见问题，提出了相应的应对策略。
参考文献
[1]彭向阳，王柯，肖祥，吴开春，包令聪，顾温国.大型无人直升机电力线路智能巡检宽带卫星通信系统[J].高电压技术，2019，45（02）：368-376.
[2]刘瑞，史哲，徐强胜，刘靖波，张鸥，栾凌.基于低空无人机的电力线路控制测量与路径优化研究[J].科技资讯，2019，17（05）：60-61.
[3]陈裕鸿，曾友林，冯志华，陈挺武，李焕立，李智财.无人机在电力线路巡查中的应用及其防灾减灾作用研究[J].科技经济导刊，2019，27（02）：83.
[4]周宗国，周海，胡彬，杨时宽.无人机在电力线路巡检中的应用及前景[J].科学技术创新，2018（23）：164-165.
[5]我国高原电力线路直升机试验性航巡取得成功[J].农村电气化，2018（05）：7.
作者：苟文庆 单位：重庆市电力公司检修分公司
