苗 雙

高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)分析

苗 雙

智能電網(wǎng)故障檢測(cè)系統(tǒng)能快速檢測(cè)出高壓電網(wǎng)的故障點(diǎn)，可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，提醒相關(guān)人員維護(hù)，從而改善了傳統(tǒng)電網(wǎng)故障檢測(cè)完全依靠大量人力物力的局面。

系統(tǒng)背景

高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)源自物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別技術(shù)和溫度傳感技術(shù)的研究，其發(fā)展目標(biāo)是讓電網(wǎng)故障的檢測(cè)做到快速、準(zhǔn)確和預(yù)防。這一研究應(yīng)用于智能電網(wǎng)的監(jiān)控，其原理是通過(guò)溫度傳感電子標(biāo)簽將溫度數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給電腦處理終端，監(jiān)控軟件上面做到對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而使傳統(tǒng)的人工故障檢測(cè)長(zhǎng)出了“千里眼”，使“高壓線路故障檢測(cè)”計(jì)算機(jī)成為人的大腦，這一根本性的改變，極大方便了高壓電網(wǎng)故障的檢測(cè)，使智能電網(wǎng)故障檢測(cè)具有更高的智能化，節(jié)省了大量的人力、物力，同時(shí)必將全面提升高壓電網(wǎng)檢測(cè)的安全性。

電網(wǎng)既是電力市場(chǎng)的載體，又是關(guān)系國(guó)計(jì)民生、涉及國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)電廠和用電設(shè)備通過(guò)電網(wǎng)連接在一起，構(gòu)成一個(gè)不可分割、協(xié)調(diào)運(yùn)行的整體。電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和電力用戶在保證電網(wǎng)安全方面都發(fā)揮著重要作用，擔(dān)負(fù)著重大責(zé)任。電網(wǎng)事故不僅給電力企業(yè)帶來(lái)?yè)p失，更重要的是會(huì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和整個(gè)社會(huì)穩(wěn)定及人民生活造成嚴(yán)重影響，這是其他行業(yè)的事故無(wú)法比擬的。2008年初的南方雪災(zāi)充分證明了這一嚴(yán)酷的事實(shí)。當(dāng)年，雪災(zāi)還引起了黨中央、國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，胡錦濤總書記指出：“有備才能無(wú)患，應(yīng)吸取2008年雪災(zāi)的教訓(xùn)，認(rèn)真研究電力系統(tǒng)安全問(wèn)題，完善應(yīng)急處理機(jī)制，確保電力生產(chǎn)和輸配電的安全”。我們要按照胡錦濤總書記的指示要求，強(qiáng)化管理，深入分析研究電網(wǎng)事故原因，采取有效的預(yù)防控制措施，加快高壓輸電線路絕緣安全預(yù)警信息系統(tǒng)建設(shè)，建立一個(gè)有效的風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)外絕緣水平不足是導(dǎo)致事故的最主要因素。由于長(zhǎng)期經(jīng)受機(jī)電負(fù)荷，日曬雨淋、冷熱變化等作用，使高壓線溫度發(fā)生變化，如果采取相應(yīng)的措施就造成了事故的發(fā)生。那如何才能時(shí)時(shí)監(jiān)控到高壓線溫度的變化呢？針對(duì)以上提出的問(wèn)題，我公司推出了基于2.4G遠(yuǎn)距離射頻卡“高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)”解決方案。

圖1：高壓線路故障檢修系統(tǒng)分布形象圖

圖2：系統(tǒng)元件圖

系統(tǒng)組成

高壓線路檢測(cè)系統(tǒng)是以物聯(lián)網(wǎng)和溫度傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，用戶可以設(shè)置某些特定的規(guī)則，系統(tǒng)利用故障處溫度的變化，通過(guò)溫度傳感器把溫度傳給電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽把信號(hào)發(fā)給讀卡器，讀卡器又通過(guò)GPRS把信號(hào)傳給監(jiān)控中心，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高，系統(tǒng)能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)并提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助電力檢修人員處理故障，最大限度的降低檢修時(shí)間和損失。（系統(tǒng)分布圖如圖1所示）

系統(tǒng)組成元件

高壓線故障檢測(cè)系統(tǒng)是由模塊化的設(shè)計(jì)組合而成，整個(gè)系統(tǒng)主要由溫度傳感標(biāo)簽、GPRS遠(yuǎn)距離讀卡器、太陽(yáng)能供電設(shè)備、報(bào)警器、電腦、高壓線路故障檢測(cè)軟件組成。（見圖2）

主要設(shè)備功能

溫度電子標(biāo)簽主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的溫度監(jiān)控，溫度傳感器收集關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的溫度，通過(guò)電子標(biāo)簽發(fā)送給GPRS讀卡器。

帶GPRS讀卡器是一臺(tái)遠(yuǎn)距離讀卡設(shè)備，將讀到的溫度電子標(biāo)簽的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸?shù)诫娔X內(nèi)。

太陽(yáng)能供電設(shè)備是給GPRS讀卡器供電使用的，保證GPRS在任何時(shí)候都能給正常工作。

報(bào)警器是安裝在高壓線路監(jiān)控中心的設(shè)備，高壓線路出現(xiàn)故障后，由電腦發(fā)出相關(guān)指令啟動(dòng)報(bào)警器，提醒相關(guān)檢修人員及時(shí)處理。

電腦是安裝高壓線路故障檢測(cè)軟件的載體，通過(guò)軟件將相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，告之檢修人員高壓故障哪里出問(wèn)題了。

管理軟件是用來(lái)處理讀卡器發(fā)送來(lái)的大量數(shù)據(jù)，監(jiān)控相關(guān)數(shù)據(jù)是否異常，給報(bào)警器發(fā)出報(bào)警指令。

系統(tǒng)功能

高壓線路重要節(jié)點(diǎn)檢測(cè)

高壓線路重要節(jié)點(diǎn)檢測(cè)可以檢測(cè)高壓線路在運(yùn)行當(dāng)中，因電壓、電流過(guò)大而造成的高壓線路過(guò)載，從而使節(jié)點(diǎn)處的溫度過(guò)高造成高壓線路被燒斷。

高壓線故障快速定位

高壓線故障快速定位可以做到故障發(fā)生后1分鐘內(nèi)知道高壓線路具體哪個(gè)地方溫度過(guò)高被熔斷。

報(bào)警功能

當(dāng)高壓線路出現(xiàn)故障后，軟件發(fā)出相關(guān)指令啟動(dòng)報(bào)警器，提醒相關(guān)檢修人員維護(hù)。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

遠(yuǎn)距離：閱讀距離50米以內(nèi)輕松實(shí)現(xiàn)。由于按考勤地點(diǎn)的實(shí)際情況，讀卡距離可設(shè)定。

運(yùn)行穩(wěn)定：有源卡閱讀距離穩(wěn)定，不易受周邊環(huán)境影響。使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾；

支持高速度移動(dòng)讀取：標(biāo)識(shí)卡的移動(dòng)時(shí)速可達(dá)200公里/小時(shí)。

高可靠性：環(huán)境溫度-40℃-85℃內(nèi)能完全正常運(yùn)行（MTBF≥70000小時(shí)），尤其是在北方低溫和南方高溫狀態(tài)下更顯優(yōu)勢(shì)，可以有效抵抗惡劣環(huán)境下空氣中的高粉塵和污染物以及陰雨等環(huán)境下，能夠保證設(shè)備正常使用。加密計(jì)算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解；

高抗干擾和防雷設(shè)計(jì)：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求，滿足工業(yè)環(huán)境要求，安裝方便簡(jiǎn)單。全球開放的ISM微波頻段，無(wú)須申請(qǐng)和付費(fèi)；

超低功耗：使用壽命長(zhǎng)，平均成本低，并且對(duì)人體安全、更健康，無(wú)輻射損害?？膳渲梦⒉K工作方式，發(fā)射功率可調(diào)；

多識(shí)別性：可以同時(shí)識(shí)別200個(gè)以上標(biāo)示，如果現(xiàn)場(chǎng)有多于200個(gè)以上的標(biāo)示，我們也有辦法進(jìn)行處理。

系統(tǒng)應(yīng)用

以前高壓線路故障檢測(cè)需要大量的人力、物力，單靠電力檢測(cè)人員很難在復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中檢測(cè)到故障的關(guān)鍵點(diǎn)，高壓線路故障的檢測(cè)效率非常低，并且給高壓線路檢修人員增加了生命危險(xiǎn)?，F(xiàn)在采用高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)后，系統(tǒng)對(duì)高壓線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)、高效發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理突發(fā)線路故障，從而大大提高了高壓線路故障檢修的效率，為社會(huì)挽回了巨大的損失。

高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)具有全線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)檢測(cè)、全區(qū)域檢測(cè)、線路過(guò)載檢測(cè)、線路節(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高檢測(cè)、線路故障報(bào)警等功能。

結(jié)束語(yǔ)

由于高壓線路故障檢測(cè)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性非常的強(qiáng)，能夠經(jīng)受高溫、高壓、低溫天氣的考驗(yàn)，目前高壓線路故障檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高壓線路故障檢測(cè)等場(chǎng)所，服務(wù)于高壓線路檢修等應(yīng)用。

作者單位：蘇州木蘭電子科技有限公司