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智能电网输电线路状态在线监测系统


智能电网·高压输电线路状态在线监测系统
一系统简介
随着国家电力建设的发展,电网规模不断扩大,在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作 也越来越多,输电线路的巡检和维护越来越表现出分散性大、距离长、难度高等特点。因此对输电 线路本体、周边环境以及气象参数的智能化远程监测成为智能电网改造的重要工作。输电线路在线 监测系统是智能电网输电环节的重要组成部分,是实现输电线路状态运行、检修管理、提升生产运 行管理精益化水平的重要技术手段。
STC_OLMS 系列输电线路状态在线监测系统电子测量、无线通讯、太阳能新能源技术及软件技 术等实现对导线覆冰、导线温度、导线弧垂、导线微风振动、导线舞动、次档距震荡、导线张力、 绝缘子串风偏(倾斜)、杆塔应力分布、杆塔倾斜、杆塔振动、杆塔基础滑移、绝缘子污秽、环境 气象、图像(视频)、杆塔塔材被盗等状况的实时在线监测,预防电力线路重大事故灾害的发生。
系统采用模块化设计,可以独立使用,也可自由组合,功能模块组合如下图所示:

输电线路

输电线路 导线温度

覆冰预警 监测

功输能电线模路 块
杆塔基础

监测
输电线路
导线 图像、视频

气象

滑移监测

图像

输电线路
绝缘子导线弧垂

监测

监测

杆塔

覆冰输电线路 舞动

测温 输电线路状

风偏

污输秽电线路

微气象监

态监测系统

绝缘子污



秽监测

二技术标准

输电线路

输电线路反

1、Q/GDW242杆-塔20倾1斜0《输电线路状态监测装置通用技术规外范力破》坏监

2、Q/GDW243-监20测10《输电线路气象监测装置技术规范》 测

输电线路

………..

3、Q/GDW244-2010《输杆塔电振线动 路导线输电温线度路防监测装置技术规范》

4、Q/GDW245-2010《输监电测线路微风盗报振警动监测监测装置技术规范》

倾斜

防盗

5、Q/GDW554-2010《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规范》

6、Q/GDW555-2010《输电线路导线舞动监测装置技术规范》

7、Q/GDW556-2010《输电线路导线弧垂监测装置技术规范》

8、Q/GDW557-2010《输电线路风偏监测装置技术规范》

9、Q/GDW558-2010《输电线路现场污秽度监测装置技术规范》

10、Q/GDW559-2010《输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范》

11、Q/GDW560-2010《输电线路图像视频监测装置技术规范》 12、Q/GDW561-2010《输变电设备状态监测系统技术导则》 13、Q/GDW562-2010《输变电状态监测主站系统数据通信协议》 14、Q/GDW562-2010《输电线路状态监测代理技术规范》 15、GB191 包装储运图示标志 16、GB2314 电力金具通用技术条件 17、GB2887—2000 电子计算机场地通用规范 18、GB4208—93 外壳防护等级(IP 代码) 19、GB6388 运输包装图示标志 20、GB9361 计算站场地安全要求 21、GB9969.1 工业产品使用说明书 总则 22、GB11463—89 电子测量仪器可靠性试验 23、GB12632—1990 单晶硅太阳电池总规范 24、GB50545-2010110kV~750kV 架空输电线路设计规范 25、GB/T2317.2—2000 电力金具电晕和无线电干扰试验 26、GB/T2423.1—2001 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 A:低温 27、GB/T2423.2—2001 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 A:高温 28、GB/T2423.4—1993 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Db: 交变湿热试验方法 29、GB/T2423.10—1995 电工电子产品环境试验 第二部分:试验方法 试验 Fc 和导则:振动(正 弦) 30、GB/T3797-2005 电气控制设备 31、GB/T3859.2-1993 半导体变流器应用导则 32、GB/T3873-1983 通信设备产品包装通用技术条件 33、GB/T6587.6—86 电子测量仪器运输试验 34、GB/T6593 电子测量仪器质量检验规则 35、GB/T7027-2002 信息分类和编码的基本原则与方法 36、GB/T9535-1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 37、GB/T14436 工业产品保证文件总则 38、GB/T15464 仪器仪表包装通用技术规范 39、GB/T16611—1996 数传电台通用规范 40、GB/T16723-1996 信息技术提供 OSI 无连接方式运输服务的协议 41、GB/T16927.1 高电压试验技术第一部分:一般试验要求

42、GB/T17179.1-2008 提供无连接方式网络服务的协议第 1 部分:协议规范 43、GB/T17626.2—1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 44、GB/T17626.3—1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 45、GB/T17626.8—1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 46、GB/T17626.9—1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 47、GB/T19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和实验方法 48、QX/T1—2000Ⅱ型自动气象站 49、YD/T799—1996 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法 50、DL/T548 电力系统通信站防雷运行管理规程 51、DL/T741—2010 架空送电线路运行规程 52、DL/T5154—2002 架空送电线路杆塔结构设计技术规定 53、DL/T5219—2005 架空送电线路基础设计技术规定 54、QJ/T815.2-1994 产品公路运输加速模拟试验方法
三、系统电源及通讯
1、监测装置电源实现 (1)监测装置采用太阳能对蓄电池浮充的方式进行供电,对日照照射相对较弱地区也可同时采用 太阳能及风能对蓄电池进行充电的方式进行供电。
监测装置安装于铁塔上,安装较为困难,因此减小设备体积及重量成为监测装置设计首要考虑 的因素。监测装置采用超低功耗技术,装置待机电流保持在 20mA(12V)以内,因此在同等容量电源 条件下,装置可连续运行时间比其他产品长 30%以上。正常情况下数据采集装置配置 12V33AH 电池 即可连续运行 30 天以上,且具备体积小、重量轻的特点,有利于现场安装。
监测装置选用硅能绿色环保电池作为储能系统,该电池相比铅酸及其他类型电池系统具备以下 优点: ? 储备容量高,达到国际要求的 2 倍。 ? 充电接受能力强,达到国际要求的 3 倍。 ? 大电流放电效率高,可高倍率放电,30C 放电 8S 内电池不损伤。 ? 自放电小,年自放电率小于 2%。 ? 充放电无记忆(次数)。 ? 能耐高温及高寒,可以在-50~+70℃范围内使用。 ? 绿色环保,该产品采用复合硅盐电解质取代硫酸,无污染,电池极板亦可再生使用。 ? 循环使用寿命长,户外监测装置可使用 5~10 年。

(2)安装在导线上的监测装置采用以下两种方式进行供电: A、特种高能电池:采用进口特种高能电池进行供电,体积小、重量轻、耐高低温,使用寿命达 8 年以上。 B、感应取能对蓄电池充电:采用高能感应线圈取电及对蓄电池进行浮充的方式进行供电,取电效 率高、通讯模块可实时在线。 2、监测装置通讯技术 (1)数据采集单元(导线温度、导线舞动、导线张力、导线弧垂等)与塔上监测装置之间采用 RF、 Zigbee、WIFI 等方式进行通讯,通讯距离 1~3KM。 (2)塔上监测装置与 CMA(状态监测代理)之间采用 RJ45、RF、Zigbee、WIFI 等方式进行通讯。
(3)CMA 或集成有 CMA 功能的监测装置与 CAG(状态信息接入网关机)之间采用 OPGW、WIFI、 GPRS/CDMA/3G、卫星等方式进行通讯。具备光纤接入条件杆塔上的监测装置,采用光端机将杆塔上 的的数据传输至中心 CAG,实现数据落地;不具备光纤接入条件杆塔上的监测装置通过无线(WIFI) 网络将各监测装置数据汇总至有光纤接入杆塔上的监测装置,利用光交换机将无线监测装置数据传 输至中心 CAG; 3、监测装置工作条件 (1)工作温度:-40℃~+70℃; (2)环境温度:-40℃~+50℃; (3)相对湿度:5%RH~100%RH; (4)海拔高度:≤4000m; (5)大气压力:500hPa~1100hPa; (6)风速:≤75 米/秒; (7)防护等级:IP66; (8)振动峰值加速度:10m/s2 (9)电池电压:DC12V;
四、主要功能模块
1、输电线路微气象监测 复杂地形的输电线路,往往几百千米甚至几百千米内,山岭纵横、海拔高程悬殊,气象变化显
着,小气候特点十分突出,邻近气象台站的观测记录,不能满足微地形地段线路的设计、维护需求。 对微地形、微气象的认识不足,对沿线风口、峡谷、分水岭等高山局部特殊地段的气象资料掌握不 够,是近年来我国电网主干线 500(330、220、110)kV 线路频频发生倒塔、断线事故的主要原因。
微气象监测系装置主要监测电力通道内的环境温、湿度、风向等气象参数,经过大量的数据积

累,可应用采集气象参数为线路规划设计提供依据,为线路维修、维护提供参考。 监测参数:温度、湿度、风速、风向、雨量和大气压、日照; 参数技术指标: ? 温度监测范围:-50~120℃;
精度:±0.2℃; 分辨率:0.1℃ ? 湿度监测范围:1%~100%,
精度:±4%RH; 分辨率:1%RH ? 风速测量范围:0m/s~60m/s;
精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值; 分辨率:0.1 m/s; 起动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 风向测量范围:0°~360°; 测量精度:±2°; 分辨率:0.1°; 启动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 雨量测量范围:0~4mm/min; 分辨力:0.2mm; 准确度:±0.4mm(≤10mm 时);±4%(>10mm 时)。 2、输电线路覆冰预警监测 覆冰事故在世界范围内都是冬季输电线路常见事故,事故破坏力大、波及面广、损失惨重。轻 则导致绝缘子串冰闪跳闸、相间闪络跳闸和导线大幅舞动等可恢复供电周期较短的重大事故,重则 导致杆塔倾斜甚至倒塌、线路金具严重损坏和导线脆断接地等可恢复供电周期较长的特大事故。 输电线路覆冰在线监测通过全天候采集运行状态下输电线路的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏 角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、温度、湿度等特征参数,将数据信息实时传输到分析处理中心, 通过智能分析计算导线覆冰厚度。相关部门根据线路荷载、覆冰厚度及周边气象环境,结合视频监 测系统拍回的现场图片,直观地了解线路的覆冰状况,决定是否需要实施预防措施。
监测参数:绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、环境温度、湿度、风速、风向、 图像等;

参数技术指标:

? 拉力传感器量程:7t、10t、16t、21t、32t、42t、55t(根据实际需要定制);

? 拉力传感器测量范围:2%~100%FS(线性工作区间);

? 拉力传感器准确度级别(FS):0.2 及以上;

? 拉力传感器技术指标:分度数 n≥500;

回零误差

Z

' r

(%FS):≤±0.1;

示值误差? ' (%FS):≤±0.2;

重复性 R ' (%FS):≤±0.2;

滞后 H ' (%FS):≤±0.3;

长期稳定性

S

' b

(%FS):≤±0.2;

? 倾角测量角度范围:双轴≤±90°;

? 倾角测量精度:≤±0.1°;

? 倾角测量分辨率:±0.01°;

? 温度监测范围:-50~120℃;精度:±0.3℃;分辨率:0.1℃;

? 湿度监测范围:1%~100%,精度:±4%RH;分辨率:1%RH;

? 风速测量范围:0m/s~60m/s;

精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值;

分辨率:0.1 m/s;

起动风速:<0.2m/s;

抗风强度:75m/s;

? 风向测量范围:0°~360°;

测量精度:±2°;

分辨率:0.1°;

启动风速:<0.2m/s;

抗风强度:75m/s。

分析软件

3、输电线路图像/视频监控

输电线路巡检和维护分散性大、距离长、难度高的特点,迫切需要一种简便、有效的监控、监

测手段对输电线路周边状况及环境参数进行多目标、全天候监测,使输电线路运行于可视可控之中。

输电线路图像、视频监控系统采用先进的数字视频压缩技术、远距离 GPRS/CDMA/3G 无线通讯

技术、新能源及低功耗应用技术、软件技术及网络技术将电力杆塔、导线现场的图像、气象信息经 过压缩、分组后通过 GPRS/CDMA 等无线网络传输到监控中心,从而实现对输电线路周边环境及环境 参数的全天候监测,使线路管理人员在中央监控室也可看到杆塔现场信息,将事故消灭在隐患状态, 大大提高线路安全运行水平,为输电线路的巡视及状态检修提供了一条新的思路。同时,大大节省 了现场人力巡检的人力、物力。 系统主要用途: ? 覆冰区导线、地线、塔体覆冰状况观测 ? 跨江、河、山等大跨越区监测 ? 易滑坡、塌方区监测 ? 线路周围建筑施工等易受人为外力破坏区监测 ? 导线、塔体、绝缘子串、线夹、防震锤等部件异常监测 ? 通道内树木、竹等易生长物监测 ? 山川、河流等人员不易到达区巡视 ? 偏远地区变电站监视 监测参数:照片/视频; 参数技术指标: ? 摄像机:传感器芯片:SONYCCD; 像素数:≥704(H)X576(V); 最低照度:≤0.01Lux; 变焦率:≥光学18倍; ? 云台:预置位数量:≥128;
水平旋转角度:0°~355°; 俯仰角度:0°~90°; ? 图像格式:Jpeg; ? 视频格式:H.264/mpeg4; ? 远程调节:焦距、光圈、景深、云台预置位、大小、色度、对比度; ? 具有专利防雨、雪、污机构,确保任何情况下拍摄照片清晰;
现场拍摄图片 4、输电线路导线温度监测及动态增容系统
近年来,我国经济的持续快速增长,导致了电网规划建设滞后和输电能力不足的问题日益突出, 加剧了电网和电源发展的不协调矛盾,带来了一系列问题。一些输电线路受到输送容量热稳定限额 的限制,已严重制约系统内输电线路的输送容量,极大地影响了电网供电能力。而受输电走廊征用

困难以及环境保护等因素制约,建设新的输电线路投资大,建设周期长,征地开辟新的线路走廊难 度高。因此,如何提高现有架空输电线路单位走廊的输送容量,最大限度地提高现有输电线路的传 输能力,已成为确保电网安全、经济、可靠运行的一个迫在眉睫的突出问题。
输电线路常年运行在户外,受外界环境腐蚀、老化、振动等因素,导致导线接头、线夹等部位 容易发热。电力部门采用定期巡视测温、特巡测温等方式获取导线易发热点部位温度,但由于周期 性漏失或不能及时反映导线的温升情况进行预警,导致导线温升过高造成大量的电力事故。
导线温度在线监测系统实时监测输电线路导线温度、导线电流、日照、风速、风向、环境温度 等参数。系统主要由测温单元、塔上监测装置、通讯基站和分析查询系统四部分组成。其中体积小、 重量轻的测温单元安装在输电线路导线或金具上,实时采集导线及金具温度,并通过 Zigbee 或 RF 射频模块将数据无线上传至铁塔上的监测装置。监测装置同时对本塔所在微气象区的日照、风速、 风向、环境温度等参数进行实时采集,将所有数据通过 SMS/GPRS/CDMA1X 等通讯方式将数据传往监 测中心,当各温度监测点温度超过预设值时即刻启动报警。
输电线路动态增容是在充分利用现有输电设施、通道状况的基础上,引入输电线路在线监测与 计算分析工具,根据实际气象环境、设备数据,如环境温度、风速、风向、日照以及导线型号、导 线发射率、导线吸收率、导线最高温度阻值等详细的导线数据,计算输电线路当前的稳态输送容量 限额,为调度和运行提供方便及有效的分析手段,通过导线温度在线监测进行实时增容,有效发挥 输电线路的输送能力。 载流量计算公式: 式中,θ 为导线的载流温升;
ta 为环境温度; V 为风速; Is 为日光对导线的日照强度; D 为导线外径; ε 为导线表面的辐射系数(光亮新线为 0.23~0.46,发黑旧线为 0.90~0.95); α s 为导线吸热系数(光亮新线为 0.23~0.46,发黑旧线为 0.90~0.95);S 为史蒂芬-玻尔 茨曼常数 5.67×10-8W/m2;kt 为 t℃时的交直流电阻比;Rdt 为 t℃时的直流电阻率。 导线弧垂计算:
最低点弧垂 f 为: f ? TH (ch lD1q ?1) q 2TH
其中, q :导线上竖向所受载荷集度( q ? q0 ? qice ? qwind ? q0 ? qw )
lD1 :主杆塔对应的等效档距,可由悬点不等高时等效计算公式求得;

fD1 :主杆塔对应的等效弧垂。 监测参数:导线温度、环境温度、风速、风向、日照; 参数技术指标: ? 导线温度采集单元质量:小于 2.5kg; ? 单套温度采集单元外接温度传感器数量:2 路; ? 导线温度传感器:铂电阻/光纤; ? 导线温度测量范围:-50℃~+300℃; ? 测量精度:大于±0.5℃; ? 采集方式:接触式测温; ? 通信方式:WIFI/Zigbee; ? 电源:高能电池或导线感应取电,寿命大于 8 年; ? 温度监测范围:-50~120℃;精度:±0.3℃;分辨率:0.1℃ ? 湿度监测范围:1%~100%,精度:±4%RH;分辨率:1%RH ? 风速测量范围:0m/s~60m/s;
精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值; 分辨率:0.1 m/s; 起动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 风向测量范围:0°~360°; 测量精度:±2°; 分辨率:0.1°; 启动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 5、输电线路杆塔倾斜监测系统 输电线路走廊地质、气象环境复杂,近年来由于线路杆塔倾斜倒塌引起的电力事故呈上升趋势。 引起杆塔倾斜的原因主要有以下几方面:(1)长期定向风舞引起杆塔受力不均(2)自然地质灾害 (3)杆塔周围建筑施工(4)杆塔本体异常、导线断裂(5)导线、地线覆冰(6)拉线、塔材被盗 (7)采煤、采矿区地陷、滑移等。杆塔倾斜一般缓慢发展,绝大多数事故是可提前预防的。 输电线路杆塔倾斜在线监测通过测量杆塔、拉线的倾斜角度,并测量环境的风速、风向、温度、 湿度等参数,将测量结果通过移动/联通 GPRS/GSM 网络发送到接收中心。中心软件可及时显示杆塔 的倾斜状况,并可显示杆塔的倾斜趋势、倾斜速度,在倾斜角度到达某值时以短信、界面、警笛等

方式发出报警信息,预防事故的发生。 监测参数:杆塔的顺线倾斜角、横向倾斜角、环境温度、风速、风向; 参数技术指标: ? 杆塔倾斜角动态测量范围:双轴±20°; ? 杆塔倾斜角测量误差:≤±0.05°; ? 风速测量范围:0m/s~60m/s;
精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值; 分辨率:0.1 m/s; 起动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 风向测量范围:0°~360°; 测量精度:±2°; 分辨率:0.1°; 启动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 6、输电线路微风振动监测 导、地线的微风振动是由微风引起的一种高频率、小振幅的导线运动,是引起导、地线疲劳断 股等事故的主要原因。自上世纪初美国首先在一条输电线路的海峡跨越处发现导线的振动断股现象 以来,人们一直在进行着微风振动问题的研究,包括振动机理、防振理论、振动试验、防振装置、防 振导线等多方面,几十年来,已经积累了丰富的经验。在超高压架空线路上,均设计应用了各种具体 的防振技术措施,有效地抑制了微风振动,减轻了对线路的危害。但是,由于微风振动的机理极其复 杂,通过理论计算或试验研究的结果与现场实际往往差别很大。 按照DL/T741-2001《架空送电线路运行规程》中“大跨越段应定期对导、地线进行振动测量” 的要求,现行测量方法是在一段时间内使用测振仪器进行现场安装测量并记录相关数据。但因现场 测试时间有限,测振仪器本身条件和现场工作环境等问题,测量结果代表性不高,缺乏实时性。 输电线路微风振动监测,在导线及OPGW线夹出口89mm处安装振动监测单元,采用加速度传感器 或光纤传感器进行测量。振动监测单元实时测量导线的振动加速度、振幅、频率、导线温度,并通 过Zigbee或RF射频模块将数据无线上传至铁塔上的监测装置。监测装置同时对本塔所在微气象区的 风速、风向、环境温度等参数进行实时采集,将所有数据通过SMS/GPRS/CDMA1X等通讯方式将数据 传往监测中心,中心系统据IEEE和CIGRE方法,判断导、地线和OPGW的危险程度,预测疲劳寿命,根 据测量数据评估防振措施的有效性,并及时做出修正。 弯曲振幅法示意图:

1—线夹或夹头,2—导地线,3—导地线与线夹的接触点,4—弯曲振幅 Yb(相对于线夹) 监测参数:导线(地线)的振动加速度、频率、振幅、环境温度、风速、风向; 参数技术指标: ? 导线振动加速度测量范围:±5g; ? 导线振动加速度测量精度:±0.1g°; ? 导线振动振幅测量范围:0~1.5mm(p-p); ? 导线振动振幅测量精度:±5%; ? 导线振动频率测量范围:0~200HZ; ? 风速测量范围:0m/s~60m/s;
精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值; 分辨率:0.1 m/s; 起动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 风向测量范围:0°~360°; 测量精度:±2°; 分辨率:0.1°; 启动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 7、输电线路反外力破坏监测系统 输电线路具有面广、线长、高空、野外的特点,极易遭遇外力破坏。随着经济的快速发展,输 电线路的运行环境日益恶化,输电线路走廊内的树木、房屋、道路、城镇建设、采石挖矿、施工对 线路的破坏大量增加,对线路和安全运行构成了很大的威胁。输电公司一方面加强巡视力度,缩短 巡视周期,做到对隐患早发现、早上报、早消除;另外还继续加强特巡、夜巡,对施工场所进行看 护、制止野蛮施工。但由于巡视人员少、距离远,并且 90%以上的事故具有短期内的突发性特点, 是加强巡视所解决不了的,往往是刚巡视过就出现问题。据统计由于外力破坏引起的线路故障已占 总线路总故障的 60%以上,并且造成的故障具有停电时间长、不易重合闸、经济损失大的特点,并 且呈逐年上升的趋势。 线路反外力破坏预警系统由安装在杆塔上的高清夜视摄像机、智能视频监视及分析装置组成。 当有人靠近铁塔或攀爬;工程施工车辆靠近铁塔;超高车辆越限,对导线造成撞线威胁时,智能分 析单元立即启动预警功能,并启动摄像机图像连拍功能,将抓拍图像传输至监控中心,同时启动现 场语音告警。监控中心具有报警信息、图像的及时显示及存储,并以语音、短信等方式进行告警, 监测中心还可立即进行远程喊话,重大偷盗行为发生时可与 110 联动出警,确保线路的安全运行。

监测参数:杆塔周边及本体图像; 参数技术指标: ? 通讯方式:无线 RF、Zigbee、GSM、GPRS、3G 等 ? 电源:导线上为高能电池或可充电电池与导线取能相结合,铁塔上为太阳能对蓄电池供电 ? 报警可靠性:90%以上 ? 摄像机:
传感器芯片:SONYCCD; 像素数:≥704(H)X576(V); 最低照度:≤0.01Lux; 变焦率:≥光学18倍; 8、输电线路导线对地距离(弧垂)监测系统 高压线路运行过程中,由于负荷增加、环境温度过高等引起导线弧垂的增加,因而造成导线对 地、物距离的减小,一方面引起电力接地、短路等重大事故,另一方面也限制了导线的输送能力。 输电线路导线弧垂监测装置安装在导线的弧垂最低处或需要监测的部位,采用高能电池或导线感应 取能技术,实时测量导线对地距离的变化情况,可及时发现导线弧垂的变化,并可实时监测线下树 木、建筑物等与导线之间的距离,避免接地事故的发生。监测装置集成了导线温度测量功能,可实 时监测导线的温度变化情况,及时发现导线、接点温度异常,还可选装夜视摄像系统,对导线弧垂 进行现场拍照,远程查看弧垂情况,与测量数据对比,增加测量及报警可靠性。系统应用软件针对 导线弧垂实时数据进行计算分析,并可结合导线的温度和气象数据对导线预期弧垂进行计算,建立 预警机制,确保线路运行和被跨越设备的安全。同时,系统应用软件可结合环境的气象参数、导线 温度、导线特性等数据,依据专家分析、计算系统计算出导线载流量,提高导线输送能力。 该系统雷达测距模块利用西安的军工技术优势,与西安微波厂、西安电子科技大学联合研制, 采用铝合金微波波导腔体结构喇叭天线.腔体内包含混频管、震荡管及收发谐振天线、高增益定向 喇叭天线。具有体积小、功耗低、测量距离远、精度高、成本低的特点,使军用技术能够更好地服 务于工业监测领域。模块能够准确地测量导线对地、物的距离,相比其他测量方法具有直观、精确 度高的特点,可广泛应用于 35kV~1000kV 的交直流输电线路。 监测参数:导线对地距离、导线温度、环境温度、环境湿度、风速、风向、图像等; 参数技术指标: ? 测量方式:雷达直接测量距离,结合导线温度监测 ? 通讯方式:无线 RF、Zigbee、GSM、GPRS、3G 等 ? 电源:导线上为高能电池或可充电电池与导线取能相结合,铁塔上为太阳能对蓄电池供电 ? 对地测量距离:1~60 米

? 测量精度:±5cm ? 导线温度传感器:铂电阻/光纤; ? 导线温度测量范围:-50℃~+300℃; ? 测量精度:大于±0.5℃; ? 温度采集方式:接触式测温; ? 摄像机:传感器芯片:SONYCCD;
像素数:≥704(H)X576(V); 最低照度:≤0.01Lux;
变焦率:≥光学18倍; 9、输电线路山火预警系统
森林火灾会给森林带来严重危害。森林火灾位居破坏森林的三大自然灾害(病害、虫害、火 灾)之首.它不仅给人类的经济建设造成巨大损失,破坏生态环境,而且还会威胁到人民生命财产 安全。森林火灾的发生,对电网安全稳定运行造成威胁。轻则引起可恢复的线路跳闸等临时事故, 重则造成烧毁铁塔,引起长时间的不可恢复的重大电力事故。给电力安全运行带来重大隐患。相关 数据显示,从 2010 年 1 月 1 日至 3 月 25 日,云南电网 220 千伏及以上主要输电线路因山火跳闸 35 条次,强迫停运 28 条次;110 千伏线路因山火跳闸 43 次(来源:云南电力网)。广东省自 2011 年 2 月以来,仅 10 天时间里,就发生山火 92 宗;其原因主要是燃放烟花爆竹和孔明灯、祭祖烧香 烧纸、烧田基草、违规炼山等;同时,进山旅游休闲人员增加,野外火源复杂,森林防火形势严峻。
为防范山林火灾对输电线路安全运行的影响,各电力公司要求各单位经常性地开展防范山火引 发输电线路跳闸的专项检查工作。安排人力物力,加大输电线路巡查频度,重点检查火灾多发地区、 清明祭扫附近的线路走廊,及时发现隐患,防止火灾影响电力输电线路运行安全。以上手段能有效 地减少火灾对电力安全的影响,但由于巡视只能是间歇性巡查,加上线路走廊基本上人员难以到达, 给巡视工作造成很大的困难,大多数事故是由于巡视不到位引起的。
因此对线路走廊火灾的实时监测、监控就尤为重要,如何对火灾做到、提前预防、提前发现、 提前处置,使火灾消失在萌芽状态或火灾引起的损失减小到最少是相关电力部门需研究的重要课 题。 基于火焰探测技术的线路走廊火灾预警系统,利用先进的传感器技术、新能源技术、无线通讯技术、 软件技术实现对高压线路走廊火灾的监测预警。系统利用新型的火焰探测传感器,探测铁塔周围的 零星火焰,该传感器能够发现300米外直径为30厘米大小的火焰团,探测精度高,可靠性高,已被 广泛地应用于油田、隧道、航天发射场等监测领域。系统同时监测现场环境的温度、湿度、风速、 风向、图像数据,将上述数据压缩后通过GPRS通讯网络传输到监测中心,中心软件首先对接收到的 火灾报警信息进行现场及短信报警,其次值班人员通过上送的图像数据进行分析观测,确认警情,

做出相应的决策。中心软件具备强大的智能分析处理能力,能够对一段时间采集的环境温度、湿度、 风速、风向数据进行分析处理,对隐性由于气候干燥引起的火灾进行趋势预警,提前做好防灾准备。 通过该系统的应用,可对隐性火灾提前预警,对零星火灾进行及时告警,大大减少人力巡视,提高 火灾的预警能力,减少由于火灾引起的重大电力事故的发生。 监测参数:火焰、环境温度、温度、风速、风向、图像、降雨量等; 参数技术指标: ? 测量方式:雷达直接测量距离,结合导线温度监测 ? 通讯方式:无线 RF、Zigbee、GSM、GPRS、3G 等 ? 电源:太阳能对蓄电池供电 ? 测量距离:300 米 ? 测量精度:30 米外蜡烛火焰 ? 摄像机:传感器芯片:SONYCCD; 像素数:≥704(H)X576(V); 最低照度:≤0.01Lux; 变焦率:≥光学18倍; ? 温度监测范围:-50~120℃;
精度:±0.2℃; 分辨率:0.1℃ ? 湿度监测范围:1%~100%,
精度:±4%RH; 分辨率:1%RH ? 风速测量范围:0m/s~60m/s;
精度:±(0.5+0.03V)m/s,V 为标准风速值; 分辨率:0.1 m/s; 起动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 风向测量范围:0°~360°; 测量精度:±2°; 分辨率:0.1°; 启动风速:<0.2m/s; 抗风强度:75m/s。 ? 雨量测量范围:0~4mm/min;

分辨力:0.2mm;

10火、焰输探电测线路雷击、报警污信闪息定位系统 抓拍照片

中心比对

中心告警

高压/特高压输电线路绝缘子的雷击闪络和污闪(含雾闪及冰闪)是引起事故跳闸的两大主要原

因。线路闪络跳闸后,变电站的故障录波装置能指出闪络点的可能区段,但不能确定发生闪络的具

体杆位,需要运行人员巡线查找;另外,部分瓷绝缘子串和复合绝缘子在闪络后,被电弧烧伤的痕

迹在地面借助望远镜仍然难以发现,常需要逐基登杆检查,耗费大量人力、物力和时间,影响安全

运行,给供电企业和用户造成损失。绝缘子雷击闪络/污闪双检测装置是依据自主专利技术生产的

新一代绝缘子闪络指示器,将其安装在铁塔主材上,当铁塔因雷击发生绝缘子闪络时、或正常运行

情况下绝缘子发生污闪、雾闪或冰闪时,监测装置会通过 GSM 短消息将闪络的类型及时间、杆塔号

发送到监测中心,也可同时发往相关人员手机,监测中心会以界面、声光、短信等形式报警,同时

进行报警信息的存储。便于巡线人员了解闪络杆位,并确定闪络性质(雷击闪络或工频闪络),为

事故分析提供依据。

绝缘子雷击闪络/污闪双检测装置由雷击及闪络传感器、监控主机、太阳能电池板、蓄电池、

通讯装置等部件构成。将电流传感器套装在铁塔的一根主材的适当高度位置上,每基杆塔一个。

原理:

(1)正常运行情况下,流过杆塔一根主材的电流仅为绝缘子的泄漏电流和架空地线中工频感应电

流的分流电流,为毫安级到安培级。指示器不会动作,无任何报警信息;

(2)当雷直击杆塔时,威胁线路安全运行、流经杆塔入地的雷电流为几十千安,当雷电流大于设

定值时,电流传感器中感应的雷电流信号经信号处理器处理后,向雷击触发电路输出信号,高速采

集电路便会采集到该信号,同时向中心发送高幅值雷击告警信息;

(3)当雷直击杆塔、且雷电流超过杆塔的耐雷水平发生反击时,一相绝缘子闪络,会有几千安至

几十千安的工频短路电流流过杆塔,电流传感器中感应的工频短路电流信号经信号处理器处理后,

向闪络触发电路输出信号,高速采集电路便会采集到该信号,同时向中心发送雷击、闪络告警信息;

(4)在无雷击、正常运行情况下,当绝缘子发生污闪、雾闪或冰闪时,工频短路电流流过杆塔,

电流传感器中感应的工频短路电流信号经信号处理器处理后,向闪络触发电路输出信号,高速采集

电路便会采集到该信号,同时向中心发送闪络告警信息;

参数技术指标:

? 通讯方式:无线 RF、Zigbee、GSM、GPRS、3G 等

? 电源:太阳能对蓄电池供电

? 电流测量范围:4~20KA

? 雷击、污闪定位精度:精确至每级杆塔

? 装置响应时间:0.1S ? 告警时间(短信):10S ?



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