馬淑玲 裴躍武

(鄭州電纜有限公司，河南 鄭州 450016)

1 數(shù)據(jù)探測及采集解決方案

監(jiān)測參數(shù)：導線（地線）的振動加速度、頻率、振幅、環(huán)境溫度、風速、風向；參數(shù)技術(shù)指標：導線振動加速度測量范圍：±5g；導線振動加速度測量精度：±0.1g°； 導線振動振幅測量范圍：0～1.5mm（p－p）；導線振動振幅測量精度：±5%；導線振動頻率測量范圍：0～200HZ；風速測量范圍：0m/s～60m/s；精度：±（0.5＋0.03V）m/s，V 為標準風速值；分辨率：0.1m/s；起動風速：＜0.2m/s；抗風強度：75m/s。風向測量范圍：0°～360°；測量精度：±2°；分辨率：0.1°；啟動風速：＜0.2m/s；抗風強度：75m/s。在輸電線路關(guān)鍵區(qū)段實施微風振動在線監(jiān)測，實時積累大量數(shù)據(jù)，對于分析線路運行、改進設(shè)計以及壽命評估都將起到不可替代的作用。

2 風偏監(jiān)測設(shè)計

輸電導線風偏是一項對線路安全運行極具威脅而又頗為復雜的研究課題。風偏是一種由風引起的導線擺動現(xiàn)象，風偏的形成一般取決于兩個方面的因素，即風激勵和線路結(jié)構(gòu)與參數(shù)。由于風偏的度很大，輕則造成相間閃絡、金屬夾具損壞，重則造成線路跳閘停電、拉倒桿塔、導線折斷等嚴重事故，從而造成重大的經(jīng)濟損失。風偏角的測量方法；傾角傳感器安裝在球頭掛環(huán)上，絕緣子串的搖擺反映在傾角傳感器上便是絕緣子串的搖擺角φ，即為風偏角；風偏距的測量原理：利用安裝在球頭掛環(huán)上的傾角傳感器，可以方便測量出絕緣子串的搖擺角。并根據(jù)橫擔長度L，絕緣子串長度等常量，可計算出風偏距R。當風偏發(fā)生時，絕緣子串會產(chǎn)生搖擺，其擺幅在水平面的分量X的值可由下式確定：X=λtgφ 此時的風偏距：R=L－X。

3 輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路桿塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)通過測量桿塔、 拉線的傾斜角度，并測量環(huán)境的風速、風向、溫度、濕度等參數(shù)，并將測量結(jié)果通過移動/聯(lián)通GPRS/GSM 網(wǎng)絡發(fā)送到接收中心，中心軟件可及時顯示桿塔的傾斜狀況，并可顯示桿塔的傾斜趨勢、傾斜速度，在傾斜角度到達某值時以短信、界面、警笛等方式發(fā)出報警信息，預防事故的發(fā)生。

監(jiān)測參數(shù)：桿塔的順線傾斜角、橫向傾斜角、環(huán)境溫度、風速、風向；參數(shù)技術(shù)指標：桿塔傾斜角動態(tài)測量范圍：雙軸±20°；桿塔傾斜角測量誤差：≤±0.05°；風速測量范圍：0m/s～60m/s；精度：±（0.5＋0.03V）m/s，V 為標準風速值；分辨率：0.1m/s；起動風速：＜0.2m/s；抗風強度：75m/s。風向測量范圍：0°～360°；測量精度：±2°；分辨率：0.1°；啟動風速：＜0.2m/s；抗風強度：75m/s。

4 輸電線路氣象環(huán)境監(jiān)測設(shè)計

隨著電網(wǎng)的發(fā)展延伸，通過復雜地形及惡劣氣候條件地區(qū)的輸電線路日益增多。近年來我國電網(wǎng)主干線500（330、220、110）KV 線路因氣象原因發(fā)生倒塔、斷線事故大量增加。產(chǎn)生上述事故原因之一是設(shè)計時對微地形、微氣象的認識不足，對沿線風口、峽谷、分水嶺等高山局部特殊地段的氣象資料掌握不夠。在一條幾十千米至幾百千米長的送電線路中，山嶺縱橫、海拔高程懸殊，氣象變化顯著，小氣候特點十分突出，鄰近氣象臺站的觀測記錄，不能滿足微地形地段線路的設(shè)計、維護需求。

5 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)設(shè)計

在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)包括在線監(jiān)測裝置、 氣象測量站、CDMA/GPRS 傳輸模塊、控制中心。拉力、傾斜角、氣象等數(shù)據(jù)采集模塊和ZigBee 通信模塊組成了監(jiān)測終端的硬件。低功耗的無線傳感網(wǎng)節(jié)點能夠在一個輸電線路周圍實現(xiàn)一個無線傳感網(wǎng)絡，采集導線溫度、環(huán)境溫度、風速、日照強度等數(shù)據(jù)，并在每個塔架上的主節(jié)點通過CDMA/GPRS 等通訊主干網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到控制中心。主控模塊、無線通信模塊、圖像控制模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊采用標準化設(shè)計，組成了子站系統(tǒng)監(jiān)測主機?？刂浦行南到y(tǒng)包括集群通信前端監(jiān)控系統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)服務器系統(tǒng)、輸電線路計算模型。子站系統(tǒng)中監(jiān)測主機和監(jiān)測子站將監(jiān)測結(jié)果通過相應的通信協(xié)議，將監(jiān)測數(shù)據(jù)以報文的形式發(fā)送到主站監(jiān)測系統(tǒng)。導線溫度監(jiān)測裝置安裝在各線路導線上的溫度檢測裝置，按照接受到的指令進行導線溫度檢測，監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至計算分析監(jiān)控中心。主站監(jiān)測系統(tǒng)對報文進行解析處理，得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)判斷輸電線路是否有覆冰產(chǎn)生，如果有覆冰，主站會產(chǎn)生報警信息。

6 主要技術(shù)參數(shù)

基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)體系的高壓輸電線溫度監(jiān)測系統(tǒng)；低功耗，系統(tǒng)整體功耗低，可以在使用較小的蓄電池與太陽能板的情況下在陰雨天氣連續(xù)工作長達15 天，每天正常工作24小時；輸出電壓：4.6V；峰值功率：0.4W；最大輸出電流：87mA；控制板尺寸：5cm 長*3cm 寬；重量：≤1.5Kg，球形體積較?。ㄖ睆健?0cm）；允許長期通過導線負荷電流：50A～1000A（可根據(jù)客戶要求提高到1500A）；導線溫度測量范圍：－55℃～＋125℃，精度：±0.5℃，接觸式；交流電流測量的范圍：100A～900A（可根據(jù)客戶要求提高到1500A），精度：±5%；采集信號發(fā)送間隔時間：2分鐘～23 小時（該功能可以開啟關(guān)閉）；報警溫度門限設(shè)定范圍：＋50℃～＋125℃；通信方式：WSN；單裝置多測溫點（增加測溫的可靠和準確性）。

7 結(jié)語

應用本系統(tǒng)，既可以減輕維護人員的勞動強度，及時掌握相關(guān)工作人員狀態(tài)，又可以縮短停電時間，減少停電損失。保守估算，每年可節(jié)約上千萬的資金損失，大大提高鐵路運營水平，在全行業(yè)樹立先進形象，為我變電站的安全運行提供有力支持，有著巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]王軍龍.輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].淮南職業(yè)技術(shù)學院學報，2006(4)