1、目录,输电线路在线监测系统,输电线路在线监测系统,输电线路状态监测系统利用光纤传感技术、电子测量技术、通讯技术、太阳能新能源技术等新技术，对导线覆冰、导线温度、导线弧垂、导线微风振动、导线舞动、导线张力、次档距震荡、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、环境气象、图像（视频）、杆塔塔材被盗等进行监测。,输电线路在线监测系统,“传感器、视频终端 +无线终端 + 无线宽带传输系统 + 现有光纤传输网络 + 后台控制系统”,输电线路在线监测系统,监控前端系统,无线网状网传输系统,现有光纤传输网络,监控中心,传送网,无线网桥,无线网桥,远程控制,无线视频服务器,车载服务
2、器,无线网桥,中继网桥,无线,温度传感器,风力传感器,倾斜传感器,舞动传感器,湿度传感器,拉力传感器,污秽传感器,红外温度装置,电力监控中心,无线收发器,输电线路在线监测系统,在山区、郊区可采用太阳能与风能相结合的供电方式。,多样化供电系统方式,采用成熟高压电流感应取电技术，结合太阳能供电系统或风电供电系统（太阳能板/风电控制板+控制器+蓄电池），为传感器、摄像头和无线宽带传输设备供电。,业界最高无线安全等级（支持802.11i、WAPI双栈安全协议），提供全方位的无线监控安全体系,无线监控平台服务器,视频存储转发服务器,数据库,网络控制防御 基于用户、终端视频设备、 组策略执行 提供IP过滤
3、及ARP防御 RF检测管理,认证MAC静态池 802.1XWAI,加密WEPWPA/WPA2WPI,无线收发器,无线视频服务器,无线摄像头,非法视频服务器,X,无线收发器,交换机,完善的安全保障,底层A/D采集,上层应用程序,底层驱动压缩,上层用户态,协议处理,向上为用户态，向下为内核态,协议封包,底层网卡发包,传统数据流程图,底层A/D采集,底层驱动压缩编码,协议处理,协议封包,底层网卡发包,内核编程技术保证图像流畅传输低延时（最低50ms）向上为用户态，向下为内核态,内核编程技术数据流程图,COPY,COPY,COPY,COPY,COPY,COPY,先进的数据采集传输技术,基于模块化架构，
4、柔性可扩展，部署灵活，具备良好的兼容性，支持第三方设备管理多叉树逻辑拓扑，支持监控网络拓扑显示，管理监控设备直观、动态录像文件采用标准格式，无需专用客户端回放支持分布式转发和存储的部署、管理多级分权管理策略，满足大客户中心、区域等分层多级监控管理需求,全方位的综合监控平台,坚强的产品性能,防盗监控：采用接近光束传感器（防盗传感器），当有人穿越光束。监控画面可显示报警，视频摄像头指向预设位置存储视频,防护等级：设备具有良好的户外工作特性以及IP66以上的防护等级。,中继支持环节：系统应该在多次中继的情况下也能保证宽带，拥有宽带恢复机制。,多路传感器接口：专业数据传感处理器，支持多种接口和多种视频
5、输入方式。,有效的屏蔽保护：全工业级设计，设备具有强防雷、抗电磁干扰能力，ESD屏蔽良好。,自我修复设计：采用智能结构体系。当重要节点通信中断时，可远程操作进行网络拓扑重构，抢救“信息孤岛”，恢复系统,先进的软件设计：系统使用统一管理软件，在中心机房对分布广泛的众多设备进行集中统一管理，及时发现问题并迅速解决。,安全性：不破坏、不影响电力设备运行安全，可限定各级用户的访问权限和操作权限，保证系统信息安全。,高稳定性：包括检测设备的稳定性，监测数据的稳定性和数据传输的稳定性，保证了后台分析决策系统的稳定。,输电线路覆冰是影响送电线路安全运行的突出问题之一。近年来，国内电网受大气候和微地形、微气象
6、条件的影响，冰害事故时有发生。冻雨覆冰使输电线路的荷重增加，对导线、铁塔、绝缘子和金具带来不同程度的机械损坏，严重时会导致断线和倒杆塔，造成大面积停电事故。 2008年一月以来，我国南方地区出现长时间持续的大范围的低温雨雪冰冻天气，导致输电线路发生倒塔、断线、覆冰闪络、脱冰跳跃等多种事故，对电网造成了严重的破坏。湖南、江西、贵州等地电网一度解列，部分地区电网几乎全部损毁。此次冰灾的直接原因是罕见的持续大范围低温雨雪冰冻气候，但同时也反映出缺乏在第一时间掌握线路覆冰状况的手段。,覆冰监测系统,输电线路覆冰在线监测系统是集计算机技术、微量信号传感技术、电磁兼容技术、数据信息处理技术、低功耗技术、视
7、频技术、网络通讯技术等为一体的技术集合体。系统在输电线路杆塔安装拉力传感器、倾角传感器、温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、摄像机，采用无线通信技术进行现场数据/图像的实时传输。后台专家系统根据前台获取的数据，进行力学分析，利用等值覆冰厚度计算模型、风荷载数学模型、风偏距离数学模型计算出等值覆冰厚度、杆塔纵向不均衡张力和导线风偏距，并可对覆冰生长进行预测。,覆冰监测系统,覆冰监测系统,（1）导线等值覆冰厚度监测。利用绝缘子受力数据，建立在一个垂直挡距单元内导线自重、风压系数、绝缘子倾角、绝缘子垂直荷重和导线等值覆冰厚度的数学模型，在线监测在一个垂直挡距内导线等值覆冰厚度的变化。（2）视频在线
8、监测。通过现场摄像头的转动，可获取多方位多角度的现场图像，一般选取绝缘子、金具、导线、杆塔基础等关键部位，定时进行拍照。图像通过GPRS传至后台与监测数据进行对比分析。（3）气象数据监测。在线监测测点周围的温度、湿度、风速、风向等数据，必要时，可增加降雨量、日照监测等功能。,覆冰监测系统,（4）杆塔荷载监测。利用沿两个垂直方向（坐标）的倾角数据，可建立杆塔受力三维力学解析模型，实现对杆塔垂直荷载及不均衡张力的监测。（5）风偏距监测。利用绝缘子垂直线路方向的倾斜角（该数据可直接获取或解析得到，根据倾角传感器现场安装方式而定），可实现风偏距监测。（6）自动预警报警功能。根据线路设计标准或用户要求，
9、设定预、报警值，预、报警信息可在客户端显示，专家系统也会根据预报警信息，自动提高数据采集频率，实现实时跟踪。（7）覆冰生长预测。导线覆冰生长模型应考虑气象条件、线路走向及悬挂高度、导线直径及扭转性能等因素。Makkonen把导线半径、气温、风速、降水率、风向及覆冰时间等作为输入量，对冰柱生长的覆冰模型进行了分析和计算。考虑预测模型的可靠性及实用性，选择Makkonen模型对导线覆冰生长进行预测。,覆冰监测系统,（1）拉力传感器是系统的最关键部件之一，目前国内的部分覆冰在线监测系统为图像监测系统，无拉力数据，单纯的图像系统只能判断现场是否积雪等简单状况，无法判断覆冰的严重程度。而通过拉力数据及力
10、学模型，可计算等值覆冰厚度，从而对线路覆冰严重程度、杆塔受力情况有准确全面的了解。这也对拉力传感器的可靠性及精度提出了很高要求。（2）在线路覆冰形成、发展及融化过程中，温湿度数据变化是最敏感的因素之一，通过温湿度数据随时间的变化情况，可推测线路覆冰是处于形成、生长或融化的哪一阶段，并可在一定程度上判断覆冰严重程度，与计算的等值覆冰厚度进行对比分析。,覆冰监测系统,（3）拉力传感器的非线性区问题。系统采用的拉力传感器是电阻应变式传感器，一般传感器标称负载的15%以内为传感器的非线性区，而现场500kV线路绝缘子串的实际负载经常不足标称负载的15%，即拉力传感器将长期工作于非线性区，这将大大降低测
11、量精度。系统通过非线性补偿，将拉力传感器非线性区压缩至标称负载的5%以内，保证了拉力数据的精度。（4）摄像头及风速风向仪在覆冰降雪条件下的可靠性问题。快球式摄像头在低温覆冰条件下能自由转动与拍照，而外面有旋转部件的摄像头存在冻结问题；摄像头在覆冰情况下玻璃表面可能形成大范围的小冰块，从而无法清晰地拍到现场实际图像，摄像头加热功能有一定作用，可以融化部分覆冰，但由于蓄电池容量有限，无法持续启动这一功能，在覆冰严重的状态下意义不大。有旋转部件的风速风向仪在覆冰情况下也容易冻结，通过这一点也可判断现场是否覆冰。,覆冰监测系统,（5）通过在监测点安装舞动、污秽、泄露电流等监测装置，可较为全面地掌握线路工作状况，同时可降低装置成本，减少安装及通讯费用。（6）覆冰在线监测系统能详细准确地记录现场覆冰过程，可取代观冰站，提高时效性和准确性，降低成本和劳动强度。能在线路覆冰初期及时发现，为运行单位制定处理措施提供依据，有利于将覆冰事故消除在萌芽状态，提高覆冰区线路的安全运行水平。,覆冰监测系统,
