架空线路状态监测技术

一、现状

随着传感器、数据传输、数据处理及监测装置供电等技术的发展，输电线路状态监测技术在国内得到了较快的发展。目前，在华中、华北、山西、湖南、福建等地电网的线路上大量装设了有关微风振动、导线温度、风偏、覆冰、舞动、杆塔倾斜、绝缘子污秽度、微气象、图像(视频)等在线监测装置，已经初步实现了区域电网和省级电网层面的集中监测;建立了大跨越状态监测系统，对华北、安徽、福建、湖北、湖南、河南等地电网部分线路及大跨越导地线微风振动等开展实时集中监测;部分地市电力公司已经建成集中监控、有人值守的状态监测系统。

雷电监测系统已经在全国28个省级电网建成，并实现全国联网。国网电力科学研究院研制成功的新一代雷电监测系统也已挂网运行，探测范围及定位精度等主要技术指标得到大幅提升和改善。

二、关键技术

(一)数据采集技术

监测装置的选择应具有针对性，需结合工程实际情况，合理选用安全可靠、先进适用、维护方便的监测装置进行状态监测。下面简要介绍与线路安全运行紧密相关的导线温度与弧垂、等值覆冰厚度、微风振动、导线舞动、杆塔倾斜、绝缘子污秽、微气象等监测装置。

1、导线温度、弧垂监测装置

为防止运行线路导线及金具过热，采用铂电阻或热敏电阻等传感器，对导线及金具温度进行监测，同时为实现输电线路动态增容功能提供数据信息。为防止运行线路对地或线下物安全距离不足，采用激光传感器等，对导线弧垂进行监测，为状态监测系统提供预警信息。

导线温度监测装置主要安装在：①需提高线路输送能力的重要线路;②跨越主干铁路、高速公路、桥梁、河流、海域等区域的重要跨越段。

导线温度与弧垂监测装置主要安装在：①需验证新型导线弧垂特性的线路区段;②因安全距离不足而导致故障(如线树放电)频发的线路区段。

2、等值覆冰厚度监测装置

采用称重法或倾角法等，通过对绝缘子串悬挂载荷或线夹出口处导线倾角、绝缘子串风偏角的实时监测，建立数学模型，计算出等值覆冰厚度，掌握覆冰分布的规律和特点，为采取有效的防冰、融冰和除冰措施提供技术依据。

线路等值覆冰厚度监测装置主要安装在:①重冰区部分区段线路;②迎风山坡、垭口、风道、大水面附近等易覆冰的特殊地理环境区;③与冬季主导风向夹角大于45°的线路易覆冰舞动区。

3、微风振动监测装置

为了判断线路微风振动水平和导线的疲劳寿命，采用IEEE标准测量方法，监测导/地线、OPGW的动弯应变，为状态监测系统提供基础信息，掌握大跨越或普通线路导地线、OPGW微风振动特点和断股原因，提出治理措施。

微风振动监测装置主要安装在:①跨越通航江河、湖泊、海峡等的大跨越;②观测到较大振动或发生过因振动断股的普通档距。

4、导线舞动监测装置

为了防止导线发生舞动时对铁塔、连接金具及导线本身产生较大的损坏，可通过舞动监测装置及时发现舞动并预警，便于掌握易舞动区线路舞动的特点和规律，提出舞动防治措施。

舞动监测装置由多个导线舞动监测传感器组成，传感器的数量根据档距和线路具体情况确定。一般在一档导线中至少安装8个舞动传感器，通过建立数学模型，分析计算导线的舞动振幅、舞动频率、半波数等，绘制舞动轨迹，及时发出报警信息，评估线路是否发生舞动危害。

导线舞动监测装置主要安装在:①易舞动区;②输电线路档距较大或与冬季主导风向夹角大于45°;③易发生舞动的微地形、微气象区。

5、杆塔倾斜监测装置

杆塔倾斜监测装置采用双轴倾角传感器，主要用于监测顺线倾斜度、横向倾斜度及综合倾斜度，为状态监测系统提供基础信息，便于掌握杆塔的倾斜特点和规律，分析原因，提出杆塔纠偏措施，避免杆塔过度倾斜影响线路运行。

杆塔倾斜监测装置主要安装在:①采空区、沉降区;②不良地质区段，如土质松软区、淤泥区、易滑坡区、风化岩山区或丘陵等。

6、绝缘子污秽监测装置

绝缘子污秽监测装置通常包括绝缘子污秽度(盐密/灰密)监测装置。采用光纤盐密传感器，监测绝缘子