输电线路绝缘子在线监测设计方案

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基于遥测技术的绝缘子在线监测系统设计与实现

预警，并为准确划分污区和实现状态检修提供科学依据。
关键词：遥测；泄漏电流；污秽绝缘中图分类号：Ｔ５Ｎ８５文献标识码：Ｂ文章编号：１０．６９２Ｏ）８０３．４０４９４（Ｏ２０．０７０
站将修正命令传送到每个数据采集单元。
１１检测信号的选择．
目前，用的测量绝缘子表面污秽程度的方法常
有等值附盐密度法、量污层电导率法和测量绝缘测
子表面泄漏电流法。前两者是在停电情况下进行的，以反映绝缘子在运行中的真实情况。难污秽绝缘子的泄漏电流是指在运行电压作用下污秽受潮时测得的流过绝缘子表面污层的电流，它是电压、候、秽３要素的综合反映和最终结气污
图１自然污秽绝缘子交流闪络过程的典型示波图
承）负责收集整条线路上所有数据采集单元的全部，
数据，基站与各采集单元间的信息传递采用接力式
无线通信方法。基站在总站（据中心）统一调度数的下，有方式将数据传输给总站。总站在专家知识的经支持下，过自学习算法，基站发来的数据进行分通对析、较、警和储存，形成综合数据库供专业人比预并

输电线路在线监测设计规程

输电线路在线监测设计规程一、引言输电线路是电力系统的重要组成部分，为确保输电线路的安全稳定运行，需要进行在线监测。

在线监测可以实时获取线路的运行状态，及时发现异常，预防事故的发生。

本设计规程旨在提供输电线路在线监测的设计规范，以确保设计的合理性和可行性。

二、监测系统布置1.线路选择：选择具有一定代表性的重要、关键的输电线路作为在线监测的对象，确保监测效果的准确性和可靠性。

2.监测点布置：根据线路的特点和需求，合理选择监测点的位置，覆盖线路的关键部位和容易发生故障的区域。

3.传感器选择：根据线路参数的特点，选择合适的传感器，并确保其测量精度符合要求。

4.数据传输：选择可靠的数据传输方式，如无线通信、有线通信等，确保数据的实时性和准确性。

5.数据存储：建立完善的数据存储系统，对数据进行分类、分析和管理，提供统计分析和查询功能。

三、监测参数及阈值设置1.监测参数：根据线路的特性和运行要求，选择合适的监测参数，包括电流、电压、温度、振动等，以全面了解线路的运行状态。

2.阈值设置：根据线路的设计要求和实际情况，设置适当的监测阈值，一旦超过或接近阈值，及时预警和报警。

3.报警策略：根据不同的报警级别，确定相应的报警策略，包括报警方式、报警人员、报警时限等，确保报警的及时性和准确性。

四、监测数据分析与评估1.数据分析：通过对监测数据的分析，及时发现线路异常和故障，分析故障原因，为线路的维护和运维提供依据。

2.评估指标：制定相应的评估指标，对线路的运行状态进行评估，包括可靠性指标、经济性指标、安全性指标等，为线路的优化和改进提供依据。

五、故障处理与维护1.报警处理：一旦发生报警，及时响应并采取相应的措施，进行紧急处理，以避免事故的发生。

2.故障维护：对线路进行定期的故障维护和预防性检修，确保线路的安全可靠运行。

3.数据质量控制：对线路监测数据进行验证和校验，确保数据的准确性和可靠性。

六、安全管理1.安全保护措施：在设计和施工过程中，应制定安全保护措施，确保人员的安全和设备的正常运行。

输电线路运行状态在线监测系统的设计

块、泄漏电流传感器、温湿度传感器、数据通讯模块、电源变换及管理（＞＞．上接第１４５页）模块等组成。型的生态系统。这些水生植物的种植也是有一定要求的：首先一定要存３．５传感器调理电路设计。泄漏电流信号调理电路的作用是将外部活率高、生长周期长，这些植物是要用来完成一个生态系统的，若只是微弱的泄漏电流信号进行一定变换，得到处理器的模／数转换模块能够些一年生、两年生的植物，种植不久就会枯死，影响研究者研究，其
主机各种控制命令的接收与处理及历史数据的定期发送及分机状态自动检测等。根据分机的功能，系统包括了以下程序模块：主程序控制模块；各通道泄漏电流采集及各种电气特征置的提取模块，与系统主机的数据通信模块・环境温度和湿度测量模块ｔ时钟管理模块；采集数据信息管理模块－串行调试１：１处理模块，分机工作状态检测处理模块等八部分组成。４．４监测系统软件程序开发。系统主机监测分析软件基于
４．基于ｓ／ｓ模式的监测系统软件设计
独立。
将截留悬浮与生物氧化继承与一体，节省了传统污水净化中的二沉池作４．２软件系统的开发流程。输电线路在线监测系统的系统化分析与用，省掉了二沉池的建筑面积，具有除污效果强、占地面积小、出水水开发主要分为五大阶段：（１）系统分析；（２）系统基本结构设计；（３）组质好的特点。另外，研究者发现利用高效功能的陶粒来作为填充材料也件设计。（４）建构应用程序，（５）系统整合与测试。是很好的选择。此外，一些研究者正研究将蚯蚓这种生物引入滤池中，４．３软件系统功能模块设计。数据监测分机的软件部分主要完成如以提高土壤的透气．Ｉ生与透水眭，促进有机物质的分解。下功能：泄漏电流电气特征量及环境温湿度的实时检测和存储、系统结语

输电线在线监测技术方案

输电线在线监测技术方案随着电力系统的发展和扩张，输电线路的安全运行变得越来越重要。

为了确保输电线路的稳定运行，及时发现和解决问题，输电线在线监测技术被广泛应用。

本文将介绍一种基于传感器和物联网技术的输电线在线监测技术方案。

一、传感器选择与布置1.温度传感器：温度是判断输电线路运行状态的重要指标之一、可选择高精度的温度传感器，如红外线测温传感器，将其布置在输电线路的关键位置，如高温易发生的导线接头处。

2.湿度传感器：湿度和输电线路的绝缘性能密切相关。

选择高精度的湿度传感器，如电容式湿度传感器，将其布置在需要关注的位置，如接地线和绝缘子。

3.振动传感器：输电线路的振动情况可以反映线路的杆塔结构状态和导线的张力状态。

选择合适的振动传感器，如加速度传感器，将其布置在杆塔和导线附近。

4.电压传感器：电压传感器可以实时监测输电线路的电压波动情况，及时发现电压异常。

可选择高精度的电压传感器，如电压互感器，将其布置在变电站等关键位置。

5.电流传感器：电流传感器可以实时监测输电线路的电流变化，判断输电线路的负荷情况。

可选择高精度的电流传感器，如磁电流传感器，将其布置在导线附近。

二、数据采集与传输将各种传感器采集到的数据通过物联网技术进行实时采集和传输。

具体实施方案如下：1.建立传感器与数据采集设备之间的有线或无线连接，确保传感器可以将采集到的数据传输给数据采集设备。

2.数据采集设备将采集到的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。

3.通过物联网技术，将处理后的数据传输给数据存储与处理平台。

4.在数据存储与处理平台上对数据进行存储、分析和展示，为运维人员提供相关的监测数据和实时报警信息。

三、监测系统的建设与应用基于以上传感器选择与数据采集传输方案，可以建设一个完整的输电线在线监测系统。

具体步骤如下：1.设计和建设数据采集与传输设备，包括传感器、数据采集设备和数据传输设备。

2.部署传感器，确保其在关键位置采集到的数据准确可靠。

输电线路绝缘子闪络在线监测系统

ＳＴＭ３２Ｆ系列、内核为３２位ＡＲＭ的微控制器为控制电路核心的输电线路绝缘子闪络在线监测系统。介绍了系统控制电路硬件设计方案及软件流程，给出了模块硬件连接网络图与软件流程
图。该系统以太阳能为供电来源，将闪络的产生转换为电信号，进而进行采集与处理。通过控制器控制显示模块与ＧＰＲＳ模块实现显示闪络发生次数与短信报警功能。该系统可准确定位
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｌａｆｓｈｏｖｅｒ．ＴｈｉｓｓｙｓｔｅｍＵＳｅＳ３２一ｂｉｔｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＳＴＭ３２ａｓｔｈｅｃｏｒｅ．Ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｏｒｔｈｕｎｄｅｒ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｏｆｔｅｎｔｈａｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｌａｆｓｈｏｖｅｒｏｃｃｕｒｓ．Ｉｔｉｓｂｅｃａｕｓｅｔｈａｔｆｌａｓｈｏｖｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅａｃｃｉｄｅｎｔ，ＳＯｉｎｓｕｌａｔｏｒｌａｆｓｈｏｖｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅｌｏｎｇ — ｔｅｒｍｍｏｎｉｔｏｒｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｆｌａｓｈｏｖｅｒｏｆｉｎｓｕｌａ —

智能电网输电线路状态在线监测系统方案

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：二技术标准1、Q/GDW 242-2010《输电线路状态监测装置通用技术规》2、Q/GDW 243-2010《输电线路气象监测装置技术规》3、Q/GDW 244-2010《输电线路导线温度监测装置技术规》4、Q/GDW 245-2010《输电线路微风振动监测装置技术规》5、Q/GDW 554-2010《输电线路等值覆冰厚度监测装置技术规》6、Q/GDW 555-2010《输电线路导线舞动监测装置技术规》7、Q/GDW 556-2010《输电线路导线弧垂监测装置技术规》8、Q/GDW 557-2010《输电线路风偏监测装置技术规》9、Q/GDW 558-2010《输电线路现场污秽度监测装置技术规》10、Q/GDW 559-2010《输电线路杆塔倾斜监测装置技术规》11、Q/GDW 560-2010《输电线路图像视频监测装置技术规》12、Q/GDW 561-2010《输变电设备状态监测系统技术导则》13、Q/GDW 562-2010《输变电状态监测主站系统数据通信协议》14、Q/GDW 562-2010《输电线路状态监测代理技术规》15、GB 191 包装储运图示标志16、GB 2314 电力金具通用技术条件17、GB 2887—2000 电子计算机场地通用规18、GB 4208—93 外壳防护等级（IP代码）19、GB 6388 运输包装图示标志20、GB 9361 计算站场地安全要求21、GB 9969.1 工业产品使用说明书总则22、GB 11463—89 电子测量仪器可靠性试验23、GB 12632—1990 单晶硅太阳电池总规24、GB 50545－2010 110kV～750kV架空输电线路设计规25、GB/T 2317.2—2000 电力金具电晕和无线电干扰试验26、GB/T 2423.1—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/T 2423.2—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/T 2423.4—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/T 2423.10—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/T 3797－2005 电气控制设备31、GB/T 3859.2－1993 半导体变流器应用导则32、GB/T 3873－1983 通信设备产品包装通用技术条件33、GB/T 6587.6—86 电子测量仪器运输试验34、GB/T 6593 电子测量仪器质量检验规则35、GB/T 7027－2002 信息分类和编码的基本原则与方法36、GB/T 9535－1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型37、GB/T 14436 工业产品保证文件总则38、GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术规39、GB/T 16611—1996 数传电台通用规40、GB/T 16723－1996 信息技术提供OSI无连接方式运输服务的协议41、GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求42、GB/T 17179.1－2008 提供无连接方式网络服务的协议第1部分：协议规43、GB/T 17626.2—1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验44、GB/T 17626.3—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/T 17626.8—1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验46、GB/T 17626.9—1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验47、GB/T 19064－2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和实验方法48、QX/T 1—2000 Ⅱ型自动气象站49、YD/T 799—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/T 548 电力系统通信站防雷运行管理规程51、DL/T 741—2010 架空送电线路运行规程52、DL/T 5154—2002 架空送电线路杆塔结构设计技术规定53、DL/T 5219—2005 架空送电线路基础设计技术规定54、QJ/T 815.2－1994 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。

输电导线覆冰在线监测系统

输电导线覆冰在线监测系统该监测系统在导线覆冰厚度和导线弧垂变化的力学模型的基础上，设计了力传感器的安装结构,研发了基于全球移动通信系统(GSM)短信业务(SMS)的输电线路覆冰在线监测系统。

系统运行结果表明：现场分机可定时或实时监测覆冰导线的重力变化、绝缘子串倾斜角、风偏角、导线舞动频率以及风速等环境信息，并通过GSMSMS发送至监测中心,由专家软件来分析覆冰状况，及时给出除冰信息,保障覆冰区线路的运行安全。

1系统构成整个系统主要由省公司监测中心主机、地市局监测中心主机、线路监测分机、专家软件组成,系统组网拓扑图如图1所示。

在线路杆塔安装1台监测分机,监测分机定时/实时完成环境温度、湿度、风速、风向、雨量以及该杆塔绝缘子的倾斜角、风偏角、覆冰导线的重力变化、导线舞动频率等信息的采集,将其打包为GSMSMS,通过GSM通信模块发送至监测中心,由监测中心软件判断该线路导线的覆冰情况。

监测中心可对分机进行远程参数设置(如采样时间间隔、分机系统时间、实时数据请求等)。

各地市局的监测中心与省公司监测中心采用局域网(LAN)方式组网,省公司监测中心可以直接调用各地市局监测中心的各杆塔绝缘子串的倾斜角、风偏角、覆冰导线重力变化、导线舞动频率以及环境参数等数据,借助专家软件了解该省相应线路的覆冰状况。

专家软件利用各种修正理论模型、试验结果和现场运行结果来判断输电线路的覆冰状况,及时给出预报警信息,有效防止冰害事故的发生。

2导线覆冰模型计算与分析设主杆塔等效档距示意图见图2，并定义主杆塔绝缘子串上的竖直方向上张力值TV与两侧导线某点到主杆塔A点间导线上的竖直方向载荷相互平衡的点称为平衡点。

2.1 求解水平张力由悬挂点不等高导线长度的近似计算公式：导线最低点水平拉力TH:代入档距l,高度差h,自重载荷q0,导线原始长度S,即可解出TH。

2．2求解主杆塔上竖向张力TA所对应平衡的覆冰导线长度由悬点不等高时等效档距公式：式中:h为主杆塔与副杆塔间的高度差,若主杆塔较高,则h为正值,否则为负。

输电线路绝缘子闪络在线监测系统

2012年第36期中，臭氧、灰尘等）闪等故障。

据统计，的闪络，响，密度监测法、随着科技的发展，品，络，利用GSM、CDMA、测，大范围的推广应用。

测技术，和维护的成本，一、在线监测系统的设计高压输电线路绝缘子闪络在线监测系统由闪络电流传感器、信号处理单元、太阳能供电单元、无线通信网络单元组成，如图1所示。

太阳能充电储能系统保证了监测设备能够长时间运行，无线网络实现了故障发生时能够及时通知工作人员故障的原因及地点。

绝缘子发生闪络故障时，发生绝缘子击穿，引起电力系统对地的工频续流，造成短时间的工频接地故障。

输电线路接地杆塔流过较大的工频续流，能产生一个工频交流电磁场。

本文提出的监测系统利用电感线圈直接测量工频电磁场来识别绝缘子是否发生闪络。

这种故障定位方法简单、可靠，而且不依赖于任何测距算法，原理上没有故障定位误差。

一旦发生故障，监测装置会主动唤醒周边的其他监测装置，并发送故障数据信息，然后数据信息以“手牵手”接力的方式传送到数据汇集单元，最后汇聚节点通过GPRS 网关传输到监控中心。

如果中间某一个监测单元因故障不能实现“手牵手”通信链路，则监测单元会自动搜索周围其他良好的监测提取工频50Hz的工频信号为绝缘子在线监测系统提供了一定的科学数据，为识别和判断绝缘子闪络提供了可靠的保证。

为了尽可能多的获取信号中真实的数据和减少CPU处理数据的负担，本文采用 Butterworth有源低通模拟滤波器滤除信号中的300Hz以上的信号成分，如图2所示。

滤波器是通过RC滤波电路和相同比例放大电路的输电线路绝缘子闪络在线监测系统的研究董京胜李干摘要：针对传统输电线路绝缘子检测方法存在费时、费力、欠可靠等缺点，提出了一种实用的新型的绝缘子闪络在线监测系统。

该监测系统利用低功耗的MCU和无线射频模块通信，实现了绝缘子闪络的实时在线监测和状态检修，提高了电力系统供电的可靠性。

监测系统具有数据远传功能，通过GPRS、无线自组网解决了长距离信号采集传输的难题，降低了设备后期维护的成本。

故障高压绝缘子在线检测系统的设计

（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌ，ｎａｎｊｉｎｇ，２１１１６７：２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２，ｎａｎｊｉｎｇ，２１１１６７）
关键词：故障绝缘子；泄漏电流；频谱分析；电晕脉冲
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＯｎｌｉｎｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＦａｕｌｔｙＩｎｓｌａｕｔｏｒ
ＹａｎｇＹｉｎｇｈｏｎｇ，ＷａｎｇＬｉｃｈｕｎ
ｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄｆｉｅｌｄｄａｔａ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｃａｎｃｌｅａｒｌｙｓｅｅｔｈａｔｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｆａｕｌｔｙｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ．
为了可以实现在地面上检测不良绝缘子，本文利用电流传感器套入杆塔接地引线，通过感应采集极其微弱的漏电脉冲电流信
号，并用漏电脉冲ＦＦＴ频谱分析法和电晕脉冲相位比较法两种方法可对所采集信号进行分析。通过对实验室及现场采集的数

高压输电线路在线监测系统方案

高压输电线路在线监测系统方案的详细介绍一、项目背景由于高压输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，处在不同的环境中。

因此高压输电线路受所处地理环境和气候影响很大，每年电网停电事故主要由线路事故引起。

传统输电线路检查主要依靠运行维护人员周期性巡视，虽能发现设备隐患，但由于本身的局限性缺乏对特殊环境和气候的检测，在巡视周期真空期也不能及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前，由于缺乏监测发生线路事故。

因此，特高压输电线路在线监测系统应用而生。

二、系统方案武汉风河智能的FH-9000系列高压输电线路监测系统由若干监测子站和服务器组成。

其中，监测子站部署在电力杆塔上，其自身又由监测子站主机和一系列数据采集单元等组成。

监测子站主机内置GPRS/4G网络通信模块、充电控制器等，监测子站负责从各采集单元接收数据，并将其通过GPRS/3G网络发送给远程服务器，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平。

三、系统组成高压输电线监测系统主要由前端采集单元、网络传输单元、监控中心三部分组成。

1、监测主机，监测主机是一台高性能的数据采集主机，其主供电源为太阳能板和蓄电池，通过预先设定的程序定时对周围的各种数据，比如温度、湿度、风向等进行分析采集，可以不间断对周围环境进行实时监测。

超强的防潮、防雷、防电磁干扰能力适应各种恶劣环境2、传输单元，前端系统对各种传感器、探测器、摄像头所收集数据进行处理后，通过3G/4G无线网络高速透传至监控中心。

3、监控中心，监控中心是系统的“大脑”，由服务器机组和平台软件主组成。

中心监控系统对数据进行各种分析，具有数据存储、历史数据查询、报表、打印、曲线图绘制等功能，可对运行中的输电线路状态进行定性、定量分析和趋势预测；四、子系统功能1、杆塔倾斜在线监测系统，FH-9001高压输电线路杆塔倾斜在线监测系统，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，对位于冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡多发区、煤矿采空区等不良地质区域内电线杆塔，进行双向倾斜角度（沿线路方向和垂直于线路方向）实时监测。

输电线路在线监测设计规程

输电线路在线监测设计规程1. 引言输电线路是能源系统中重要的组成部分，对于能源的传输起着至关重要的作用。

为了确保输电线路的安全运行和及时发现潜在问题，输电线路在线监测系统被广泛应用。

本文将详细介绍输电线路在线监测设计规程。

2. 设计原则在进行输电线路在线监测系统设计时，需要遵循以下原则：2.1 安全性原则确保在线监测设备和系统不会对人员、设备和环境造成任何危害。

2.2 可靠性原则在线监测设备和系统应具有高可靠性，能够长期稳定运行，并能够在异常情况下自动报警或采取相应措施。

2.3 精度和准确性原则在线监测设备应具有高精度和准确性，能够实时获取各种参数并提供可靠的数据分析结果。

2.4 经济效益原则在线监测设备和系统设计应考虑经济效益，合理控制投资成本，并确保长期运行维护成本合理可控。

3. 设计要求基于上述设计原则，对输电线路在线监测系统的设计提出以下要求：3.1 监测范围和参数在线监测系统应能够监测输电线路的各种参数，包括但不限于电流、电压、温度、湿度等。

同时，还应能够监测输电线路的振动和杆塔倾斜等结构参数。

3.2 数据采集和传输在线监测设备应具备数据采集功能，并能够通过有线或无线方式将数据传输至数据中心或监控中心。

数据传输过程应保证稳定可靠，并具备一定的冗余机制。

3.3 数据处理和分析在线监测系统应具备强大的数据处理和分析能力，能够对采集到的数据进行实时处理和分析，并生成相应的报表和图表。

同时，还应支持故障诊断和预警功能。

3.4 远程控制和管理在线监测系统应支持远程控制和管理功能，可以远程配置设备参数、升级软件、进行设备巡检等操作。

同时，还应提供友好的用户界面，方便操作人员使用。

3.5 安全防护在线监测系统应具备完善的安全防护机制，包括数据加密、访问控制、防火墙等措施，以确保系统的安全性和可靠性。

4. 设计流程在线监测系统的设计流程包括以下步骤：4.1 系统需求分析根据实际需求，明确在线监测系统的功能和性能要求，并确定监测范围和参数。

输电线路绝缘子在线检测与诊断课件

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由上面分析可知,恒值报警无法提高报警的可靠性,究其原因是恒值报警采用了线性报警模型,而实际的量并非线性关系,因此要想可靠报警,必须研究电参数(电晕脉冲电流和泄漏电流)、环境温度、环境湿度与污秽度之间的非线性关系,进行报警。如果我们能找到一种恰当的方式,来描述污秽程度与电参数之间的非线性关系,并通过这种关系实现系统的报警输出,即提出一种非线性的报警模型,那么系统报警的可靠性将得到有效地改善。
第2页，共14页。
近几年来，国内外不断探索检测电压分布和不良绝缘子的新方法，这些方法主要有以下几种。
1.自爬式不良绝缘子检测器
当绝缘子串中片数很多，每片都要手持绝缘杆进行测量，不但劳动强度大，而且容易出错。自爬式不良绝缘子检测器主要由自爬驱动机构和绝缘电阻测量装置组成。在对垂直绝缘子串进行测量时，先将检测器置于最高绝缘子两端，然后利用重力依次向下移动。它在测量时用电容器将被测绝缘子的交流电压分量旁路，并在带电状态下测量绝缘子的绝缘电阻，根据直流绝缘电阻的大小判断绝缘子是否良好。如用于测量耐张串，可靠内藏的小型电动机驱动，依次测到另一侧。图1所示为用于 500kV超高压线路的自爬式不良绝缘子检测器的检测系统框图。
专家判据采用电力系统运行经验中规定的劣质绝缘子判断标准：绝缘子的分布电压小于正常值的50%，判为劣质；绝缘子的分布电压小于相邻绝缘子电压、且比相邻绝缘子电压的小者还小70%时，可判为劣质。其中，不同电压等级、不同片数绝缘子串的分布电压标准值都存储在专家库中。数据输入人员只需要将测量的数据输入，就可以得到专家判断结果，不需要操作人员查运行手册、计算、判断，这些工作全部由计算机完成，而且输入的数据可以由计算机完整地保存下来，以供对比、统计之用。

电网电缆绝缘在线监测系统设计

㊀２０２１年㊀第３期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．３㊀基金项目：教育部产学合作协同育人项目（２０１９０１００９０３８）收稿日期：２０２０－０３－２７电网电缆绝缘在线监测系统设计罗㊀乐１，汪金刚２（１．成都工业学院电子工程学院，四川成都㊀６１１７３０；２．重庆大学电气工程学院，重庆㊀４０００４４）㊀㊀摘要：电缆由于长期暴露在环境中老化会存在重大安全隐患，开发一种在线绝缘监测系统㊂利用交流低频叠加作为测量激励信号，通过频率测量电路㊁信号源电路和５０Ｈｚ的带通电路搭建硬件平台，利用频率测量程序㊁绝缘电阻计算程序可以输出电缆的绝缘电阻值，并且降低终端和被检测电缆对测量精度的影响㊂最后利用实测标准线缆数据验证绝缘电阻监测值符合实际绝缘特性，并且绝缘电阻检测精度可以在５％以内㊂关键词：电缆；绝缘电阻；嵌入式；在线监测中图分类号：ＴＰ２１６㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０３－００６３－０４Ｏｎ⁃ｌｉｎｅＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣａｂｌｅｓＬＵＯＬｅ１，ＷＡＮＧＪｉｎ⁃ｇａｎｇ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｕＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１７３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｂｌｅｓｃａｎｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓａｆｅｔｙｈａｚａｒｄｓｄｕｅｔｏｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｏｎｌｉｎｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍｏ⁃ｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ＵｓｉｎｇＡＣｌｏｗ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ａｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｂｕｉｌｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｓｉｇｎａｌｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄ５０Ｈｚｂａｎｄ⁃ｐａｓｓｃｉｒｃｕｉｔ．Ｕｓｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｅａｓ⁃ｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ，ｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｃａｂｌｅｗａｓｏｕｔｐｕｔ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｅｒｍｉｎａｌａｎｄｄｅｔｅｃｔｅｄｉｍｐａｃｔｏｆｃａｂｌｅｓｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｔａｎｄａｒｄｃａｂｌｅｄａｔａｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｖａｌｕｅｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｃａｎｂｅｗｉｔｈｉｎ５％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ；ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；ｏｎ⁃ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ０㊀引言电网系统的线缆全部暴露在自然环境中，长时间的暴晒和雨淋等环境因素会造成电缆腐蚀［１］，由于电网都为高压电，电缆内部会局部放电而击穿绝缘电缆㊂传统检测方式是停止供电，然后用绝缘表等仪器测量［２］，在线监测的方式可以避免供电站停止供电，也可以提前定位绝缘线缆的动态故障㊂１㊀信号叠加法目前电缆绝缘在线监测方式有局部放电法㊁电磁叠加㊁红外扫描㊁低频叠加法等㊂局部放电法可能会二次损坏导线［３］，使绝缘良好的导线漆皮出现隐藏故障，电磁叠加由于是连接在导线两端，只能定位整个导线的性能，当出现小缺陷时并不能定位故障位置㊂本监测系统叠加低频信号，三相电源中叠加低频信号不会对原系统造成影响，检测原理见图１，监测系统产生的低频信号通过绝缘电阻和寄生电容形成的回路产生电压向量［４］，通过分析电压向量计算出线缆的绝缘电阻㊂图１㊀叠加信号检测原理２㊀电网电缆的绝缘在线监测硬件电网电缆的绝缘在线监测系统如图２所示，包括信号输入㊁信号调理电路㊁ＤＳＰ信号处理㊁人机交互等部分，传感器读取的电压信号需要经过检测㊁调理和采集，在硬件检测部分比较重要的是信号调理电路，包括带阻电路㊁信号源电路和频率测量电路３部分，带㊀㊀㊀㊀㊀６４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｒ．２０２１㊀阻电路主要作用是滤除工频５０Ｈｚ的无效信号，信号源电路用于产生低频信号并叠加到三相电缆中［５］，频率测量电路用于分析电压向量㊂图２㊀电网电缆的绝缘在线监测系统２．１㊀带阻电路由于在电网的三相电缆中５０Ｈｚ的交流电源信号最多，工频信号对低频有效信号造成的干扰最严重，为了抑制噪声信号需要设计带阻滤波电路［６］，具体电路见图３㊂输入信号ＩＮ后面连接了一个二阶带阻滤波电路，其中Ｒ４７８㊁Ｒ４７９㊁Ｒ４８０㊁Ｃ３８５㊁Ｃ３８６㊁Ｃ３８７６个器件可以计算出滤波器的截止频率，Ｒ４８０可以等效为２个３３ｋΩ的电阻并联，Ｃ３８７等效为两个１００ｎＦ的电容并联，因此滤波器可以等效为对称式［７］，电路的截止频率为２πＲＣ，计算结果为５０Ｈｚ，后面的运算放大器为２倍的差分放大电路㊂图３㊀带阻电路２．２㊀信号源电路信号源电路主要用于产生１０Ｈｚ的低频脉冲电压信号，信号的输入为工频交流信号，产生的低频信号源叠加到电缆后用于检测绝缘电阻［８］，具体电路如图４所示㊂Ｓ＿Ｌ和Ｓ＿Ｎ为交流电压的输入信号，先经过整流桥电路Ｄ５５Ｄ５８，整流后输出为直流信号，并联一个Ｃ３８８的电容可以平滑直流电压纹波，ＩＧＢＴ用于逆变输出一个频率可调的交流电路，由于开关频率和输出电压都不是很高，在栅极和射极之间的寄生电容可以忽略不计，为保证低频信号的有效，在逆变电路上并联一个ＬＣ低通滤波器㊂逆变电路后面连接了一个隔离变压器，隔离变压器后面连接一个光耦驱动电路，驱动电路的输出为＋５Ｖ脉冲电压㊂图４㊀信号源电路２．３㊀频率测量电路绝缘在线监测系统中，靠硬件采集电路采样输入高速信号［９］，单纯靠信号调理电路和高速Ｉ／Ｏ口采集的信号会出现延时和丢脉冲，因此加入频率测量电路，主要功能是保证测量精度和过零点的起始点检测，具体电路如图５所示㊂当低频信号和工频都进入ＩＮ引脚时，有信号噪声峰值时在经过零点时会转变为电平信号，通过检测电平信号脉冲频率就可以测量出信号周期，ＩＮＡ－输入低电平参考信号，ＩＮＡ＋为线缆输出的混合信号㊂３㊀软件绝缘在线监测系统的软件系统包括频率测量程序和绝缘电阻计算程序，频率测量是为了识别采集的有效电压向量，绝缘电阻计算是对提取的特定频率信号计算转化为绝缘电阻值㊂图５㊀频率测量电路３．１㊀频率测量程序在信号源中只有工频和注入１０Ｈｚ２种频率，硬件电路滤除工频信号后只剩有效信号，但是信号源在逆变过程中及采集过程中频率不会做到绝对精准［１０］，如果直接由采用的频率计算必然会造成频率误差，因此对采集的电压向量信号先要进行频率转化，具体程序见图６，系统上电后先要初始化和启动定时器１和２，开始捕获单元１即第１个脉冲上升沿，定时器开始㊀㊀㊀㊀㊀第３期罗乐等：电网电缆绝缘在线监测系统设计６５㊀㊀捕捉第２个上升沿并比较，如果确认是１个脉冲后把中断标志位置位，同时对定时器２加１个脉冲数量，同理补充多个脉冲后判断是否结束１个周期，根据采集的脉冲数就可以计算出信号的周期和频率㊂图６㊀频率测量程序３．２㊀绝缘电阻计算程序绝缘电阻计算程序的作用是对采样数据进行计算，先对数据进行转化分解，再根据转化的数据计算线缆绝缘电阻［１１］，具体流程见图７㊂系统上电后先要初始化，再利用均方根法去除异常的采样数据，删除的数据用插值法补齐，对电压信号进行傅里叶变换后分离出实部和虚部，根据两个值计算出电缆的绝缘电阻值，为提高计算效率，数据处理程序放在主程序中，傅里叶变换程序为系统库函数㊂图７㊀缘电阻计算程序将三相电缆分别简化为单相电缆模型，计算模型需要按照图８分解，Ｌｄ为电抗器等效电感模型，Ｌｘ为电缆等效阻抗模型，Ｃ为线缆对地线的分布电容㊂按照等效电路将电缆阻抗用计算模型等效为Ｚ＝ｊωＬ＋Ｒʊ（１ｊωＣ）（１）式中：ω为信号发生电路产生的频率，ω＝１０Ｈｚ，Ｌ为电缆的等效感抗；Ｒ为电缆２０ħ的单位铜线阻值；Ｃ为三根电缆对地分布电容㊂图８㊀电网电缆等效电路图４㊀绝缘在线监测系统的试验验证电网电缆的绝缘在线监测系统需要在２个重要的方面进行验证，一是要抑制工频干扰信号，二是要验证不同电缆绝缘电阻的精度㊂前期均在实验室环境中完成绝缘在线检测系统的验证，如图９所示，采用８ｋＶ三相动力线缆，该线缆长度为５ｍ，用示波器采集线缆中信号同步验证硬件信号采集部分，设定在线监测系统信号源工作电压为１５Ｖ，三相线缆连接到三相程控电源上㊂图９㊀实验室测试环境４．１㊀频率波特图采集带阻电路后的电压信号，为了区分电压信号是否抑制工频干扰信号，用工频信号源验证系统［１２］，先对信号进行傅里叶变换，得到频率波特图，如图７所示㊂衰减频率可以准确地落到５０Ｈｚ内，由于元器件的精度和温度漂移等原因造成在４０６０Ｈｚ会有不同程度的衰减，衰减幅值可以达到６５ｄＢ，但此电路在１０Ｈｚ没有衰减，也可以满足系统设计要求㊂图１０㊀频率波特图４．２㊀绝缘电阻误差分析由于电网电缆电磁干扰和地线之间的分布电容等原因，造成干扰信号导致测量误差，用系列标准线缆来验证电缆的绝缘电阻，可以更加准确地验证系统精度，具体结果见图１１㊂标准线缆绝缘电阻在０１６０ｋΩ㊀㊀㊀㊀㊀６６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｒ．２０２１㊀之间，电阻值比较小时测量的相对误差比较大可以达到５％，随着阻值增加误差减小并趋于平稳在２．５％左右，而实际电网线缆的绝缘电阻值在几十ＭΩ左右，监测系统精度可以满足要求㊂图１１㊀绝缘电阻误差结果数据结果传递到信号上位机中显示，人机交互界面如图１２所示㊂本系统可以同时监测６条线缆，在绝缘电阻为９９９９ＭΩ时表示系统绝缘状态良好，历史查询界面可以读取所有的绝缘电阻数据㊂图１２㊀电缆绝缘的人机交互界面５㊀结论本文设计了一种电网电缆的绝缘在线监测系统，采用叠加低频信号测试电缆绝缘电阻，首先分析叠加信号检测原理，然后对频率测量电路㊁信号源电路和５０Ｈｚ的带通电路搭建硬件设计，开发频率测量程序㊁绝缘电阻计算程序，最后利用现场实测数据验证测量的绝缘电阻符合实际绝缘特性，并且绝缘电阻检测精度可以达到５％以内㊂参考文献：［１］㊀王宏伟，张利民，姜建平，等．特高压站避雷器泄漏电流在线监测和分析系统［Ｊ］．电瓷避雷器，２０１９（６）：６７－７２．［２］㊀郑文迪，周腾龙，邵振国，等．模块化多电平换流器ＩＧＢＴ状态参数在线监测方法［Ｊ］．电测与仪表，２０２０，５７（２２）：１２０－１２５．［３］㊀张兴刚，闫秋羽，陈鹏，等．基于振动法的建筑墙体装饰抗震裂综合设计研究［Ｊ］．地震工程学报，２０１９，４１（６）：１４９９－１５０５．［４］㊀杨微．断裂带首波研究进展［Ｊ］．地震工程学报，２０１９，４１（６）：１４０７－１４１８．［５］㊀李嘉明，陈曦，郝一帆，等．电缆线路中操作过电压主导频率的确定方法研究［Ｊ］．电网技术，２０１９，４４（７）：２７８５－２７９３．［６］㊀张超，杜博超，崔淑梅，等．电动汽车高压系统绝缘状态在线监测方法［Ｊ］．电工技术学报，２０１９，３４（１２）：２６５７－２６６３．［７］㊀郭金明，覃秀君，李婧．探究酸碱性环境对电缆绝缘老化的影响［Ｊ］．绝缘材料，２０１９，５２（５）：５０－５３．［８］㊀赵世林，周凯，何珉，等．冲击电压下电缆的介电响应特性与绝缘状态评估［Ｊ］．高电压技术，２０１９，４５（４）：１２９７－１３０４．［９］㊀邱日强，朱峰，高晨轩．铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果［Ｊ］．高电压技术，２０１８，４４（８）：２７３２－２７３７．［１０］㊀汪颖，卢宏，杨晓梅，等．堆叠自动编码器与Ｓ变换相结合的电缆早期故障识别方法［Ｊ］．电力自动化设备，２０１８，３８（８）：１１７－１２４．［１１］㊀刘益军，欧晓妹，李恒真，等．变压器油纸绝缘的回复电压法测试结果对比分析［Ｊ］．绝缘材料，２０１７，５０（１１）：５９－６２．［１２］㊀程运安，吴永忠，魏臻，等．电桥法电缆绝缘测试仪的设计及精度分析［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版），２００７（９）：１１１０－１１１２．作者简介：罗乐（１９７４），硕士，副教授，主要研究方向为电子技术与计算机应用㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｕｏｌｅ９１５＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ汪金刚（１９７９），博士，教授，主要研究方向为电磁测量与计算㊂（上接第５７页）［４］㊀ＶＡＬＬＥＲＹＨ，ＥＫＫＥＬＥＮＫＡＭＰＲ，ＶＡＮＤＥＲＫＯＯＩＪＨ，ｅｔａｌ．Ｐａｓｓｉｖｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｅｒｉｅｓｅｌａｓｔｉｃａｃｔｕａ⁃ｔｏｒｓ［Ｃ］／／２００７ＩＥＥＥ／ＲＳＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎ⁃ｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．ＩＥＥＥ，２００７：３５３４－３５３８．［５］㊀ＺＩＮＮＭ，ＲＯＴＨＢ，ＫＨＡＴＩＢＯ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗａｃｔｕａｔｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｈｕｍａｎｆｒｉｅｎｄｌｙｒｏｂｏｔｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００４，２３（４／５）：３７９－３９８．［６］㊀ＢＩＣＣＨＩＡ，ＲＩＺＺＩＮＩＳＬ，ＴＯＮＩＥＴＴＩＧ．Ｃｏｍｐｌｉａｎｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒｉｎｔｒｉｎｓｉｃｓａｆｅｔｙ：ｇｅｎｅｒａｌｉｓｓｕｅｓａｎｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｄｅｓｉｇｎ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ２００１ＩＥＥＥ／ＲＳＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎ⁃ｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．ＥｘｐａｎｄｉｎｇｔｈｅＳｏｃｉｅｔａｌＲｏｌｅｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓｉｎｔｈｅｔｈｅＮｅｘｔＭｉｌｌｅｎｎｉｕｍ（Ｃａｔ．Ｎｏ．０１ＣＨ３７１８０）．ＩＥＥＥ，２００１：１８６４－１８６９．［７］㊀ＢＩＣＣＨＩＡ，ＴＯＮＩＥＴＴＩＧ．Ｆａｓｔａｎｄｓｏｆｔ－ａｒｍｔａｃｔｉｃｓ［ｒｏｂｏｔａｒｍｄｅｓｉｇｎ］［Ｊ］．ＩＥＥＥＲｏｂｏｔｉｃｓ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＭａｇａｚｉｎｅ，２００４，１１（２）：２２－３３．［８］㊀朱辉杰．优傲机器人：协作机器人市场已进入爆发期［Ｊ］．智能制造，２０１９（１０）：１３－１５．［９］㊀ＩＳＯＩＳＯ．ｒｏｂｏｔｓａｎｄｒｏｂｏｔｉｃｄｅｖｉｃｅｓ⁃ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｒｏｂｏｔｓ：ＴＳ１５０６６（２０１６）［Ｓ］．［１０］㊀刘洋，孙恺．协作机器人的研究现状与与技术发展分析［Ｊ］．北方工业大学学报，２０１７，２９（２）：７６－８５．［１１］㊀田志伟．协作机器人无传感器碰撞检测方法研究［Ｄ］．天津：天津大学，２０１８．［１２］㊀郑海峰．协作机器人安全测试方法研究［Ｊ］．电器与能效管理技术，２０１７（２４）：１６－１９．作者简介：靳励行（１９９３），博士研究生，主要研究方向为机械工程㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｉｎｌｉｘｉｎｇ１９９３＠１６３．ｃｏｍ通信作者：田野（１９８３），博士，讲师，主要研究方向为人机交互㊁智能机器人㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｅ７２４８＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。

输电线路测量工程方案

输电线路测量工程方案一、前言电力输配电网是国家经济建设和社会发展的重要基础设施之一，对于保障能源的可靠供应和推动经济社会的可持续发展起到至关重要的作用。

而输电线路测量作为电网建设和维护的重要环节之一，对于保障电网运行的安全稳定具有重要意义。

本文将围绕输电线路测量工程方案进行详细的论述，以期为相关工程人员提供参考。

二、测量目的1. 确定输电线路的准确位置及线路走向，保障输电线路的施工和实际运行的安全可靠性。

2. 检测输电线路的接地系统和绝缘子的运行情况，发现问题及时修复，减少故障发生的可能性。

3. 测量输电线路的电压、电流等参数，了解电网运行的实际情况，为后续的电力系统分析和改进提供数据支持。

4. 对输电线路的垂直和水平距离进行精确测量，为输电线路的规划和改造提供准确的数据支持。

三、测量工程内容1. 输电线路走线测量（1）确定测量范围：根据工程实际情况，确定需要进行测量的输电线路范围。

（2）测量方法选择：根据输电线路的特点及测量要求，选择合适的测量方法，包括地面测量、航空摄影测量、激光测距等。

（3）数据处理与分析：将测量获得的数据进行处理和分析，对结果进行验证和校正，确保测量结果的准确性和可靠性。

2. 输电线路设备检测（1）接地系统检测：对输电线路的接地系统进行检测，包括接地电阻、接地极等指标的测试和分析。

（2）绝缘子状态检测：对输电线路上的绝缘子进行检测，包括表面状态、漏电流、绝缘阻抗等指标的测试和分析。

3. 输电线路参数测量（1）电压、电流测量：对输电线路上的电压、电流等参数进行测量，并记录相关数据。

（2）功率因素测量：对输电线路的功率因素进行测量，并分析数据，为输电线路的运行优化提供依据。

4. 输电线路几何参数测量（1）垂直距离测量：对输电线路的垂直距离进行测量，并记录相关数据。

（2）水平距离测量：对输电线路的水平距离进行测量，并记录相关数据。

四、测量工程实施步骤1. 前期准备（1）确定测量范围和方法。

高压输电线路绝缘子污秽(泄漏电流)实时监测系统方案

输电线路绝缘子污秽（泄漏电流）在线监测系统方案（TLKS-PMG-XL）一、系统应用背景输电线路绝缘子污秽在线监测系统能够对高压运行环境中绝缘子泄漏电流和监测点微气象状况进行实时监测。

当现场环境湿度变化、绝缘子表面污秽物过多、绝缘子覆冰、零值绝缘子等因素引起绝缘子泄漏电流增大时，系统能够及时向线路运行维护部门发出预/报警信息。

输电线路绝缘子污秽在线监测系统的挂网运行，不仅能够在一定程度上降低绝缘子闪络、跳闸等事故发生的概率；而且能够为总结绝缘子电气性能下降规律、绝缘子闪络与其微气象、微环境变化之间的关系提供理论依据，为线路运行维护部门逐步实现从“定期检修”到“状态检修”的转变提供宝贵的现场运行资料。

二、系统实现原理输电线路绝缘子污秽在线监测系统利用3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络构建远程数据传输通道，实现输电线路在线监测系统监控中心可以实时监测远端现场的数据。

系统接地抗干扰设计，数据采集信号双端差分输入，模拟信号及数字信号全部采用严格的工业过程优化控制技术，可确保数据采集的准确和可靠。

系统采用了多层屏蔽技术建造，机壳及传感器外壳采用防磁金属材料，有效屏蔽电磁干扰。

数据传输线缆采用3层屏蔽室外线缆，各种接头采用金属航空头，屏蔽、防水、防尘、连接可靠。

极强的抗干扰、抗雷击、确保系统运行稳定可靠，适用于各种恶劣的气候环境。

三、系统原理示意图四、输电线路绝缘子污秽在线监测系统技术参数五、输电线路绝缘子污秽在线监测工程案例图（一）安装区域1、按照“Q/GDW 245－2008 架空输电线路在线监测系统通用技术条件”的规定进行。

2、安装位置一般选取在绝缘子顶部。

3、选择的安装位置及装置的外观结构应不影响正常的输电线路检修维护工作。

4、塔上安装点方便监测单元的固定和整体角度调整。

名称技术指标工作电压 DC12V 功率 6W （瞬间最大:30W ）通信方式 3G/GPRS/EDGE/CDMA1X 泄漏电流测量范围100μA ～700mA ，测量精度为100μA ；温度测量范围 -40℃～+120℃，准确度：≤±0.5℃；相对湿度测量范围0～100%RH ，准确度：≤±3%RH ；工作温度范围 -40℃～+85℃；防护等级 IP665、安装时，采用标准角度测量工具对装置安装角度进行预调整。

输电线路在线监测系统的设计与实现

输电线路在线监测系统的设计与实现[摘要]伴随着我国科学技术的不断发展和更新，输电线路已经成为电力系统中最重要的组成部分，为了加强对输电线路的管理，使电力系统能够正常的运行，那么，就要有一个系统的，非常可靠的输电线路在线监测系统。

本文主要阐述输电线路在线监测系统的结构、输电线路在线监测系统的设计、以及怎样实现输电线路在线监测系统的设计、输电线路在线监测系统的设计与实现的重要意义。

【关键词】输电线路；在线监测；设计；应用伴随着我国工业与农业的迅速发展，对电力系统中输电线路在线监测系统的质量要求也越来越高，为了提高我国国民经济的发展水平，对电力系统输电线路在线监测系统的设计与实现有着至关重要的作用。

因此，应用输电线路在线监测系统进行及时的监控，可以发现一些安全事故隐患，进而使输电线路在线监测系统能够正常的运行。

1、输电线路在线监测系统的结构输电线路在线监测系统的结构主要包括在输电线路系统中安装的高压杆塔的绝缘子污秽泄漏监测的子系统、输电线路微气象区气象信息监测子系统、以及危险点图像监测子系统和安装于供电局的后台专家分析系统所构成的。

输电线路在线监测系统主要是考虑地理环境和气候环境为监测线路的参数，输电线路在线监测系统的结构随着环境的变化而变化，其中，微气象监测系统主要是监测天气气象环境数据，并对数据进行处理，微气象监测系统能够监测日常的天气变化、监测温度、天气的潮湿度、有风天的风的速度、风向、等等。

通过对天气变化进行监测，将监测信息进行统计分析和处理，方便了输电线路技术人员及时了解整个气候的变化和呈现出来的规律。

当输电线路技术人员发现问题的时候，能够采取相应的解决措施，进而防止输电线路发生不必要的故障。

在输电线路在线监测系统的结构中，随着我国经济的不断发展和进步，无线视频监测系统的利用，使我国的电力系统的安全得到了有利保障，在日常的生活中，由于受恶劣天气的严重影响，在荒芜人烟的空地上，输电线路在线监测系统中的高压杆塔的线路很容易遭到破坏，破坏以后的输电线路会出现线路跳闸，这样就形成了很大的安全隐患，在电力行业中，为了避免输电线路在线监测系统出现不安全因素，那么，就要找到一种能够有效的监控输电线路的周边环境，并且能够进行一整天的不间断的监测，输电线路在线监测系统的结构需要划分清楚，使其输电在线监测系统的子系统能够得到充分的利用。

110kV xx线路安装在线监测设备工程--分项施工方案

附件三：110kVXXX线路安装在线监测设备工程分项施工方案安全风险等级：3级批准:审核：初审：编写：XXX工程公司年月目录一、分项工程概况1二、施工组织措施2三、施工进度计划2四、停电施工作业计划4五、现场勘查表4六、施工定置图(附图)5七、施工的方法及步骤6八、施工方案安全风险评估11九、应急预案及措施14十、人员变更情况表16一、分项工程概况（一)施工说明为做好输电线路绝缘子积污情况监测，根据XX供电局输电部要求，需对现运行的110kVXXX等线路共XX套在线监测设备进行安装施工.整套在线监测设备分别由三部分组成：在线监测终端、太阳能电池板、XP-70绝缘子，每个监测绝缘子挂点为一串，每串有X个绝缘子.施工期间需办理110kVXXX线路第二种工作票。

(二）施工和验收依据标准（本工程施工和验收依据的标准）按照无线视频装置厂家要求和操作步骤规范安装，安装完成后调试信号良好。

（三)施工图纸（本方案的现场施工使用的图册)无（四)施工地点(本方案的详细工作地点)（五）施工工期：年月日。

工程计划总工作日：日。

（六）主要安装设备略。

（七）施工内容安装现运行的110kVXX线路共XX套盐密度绝缘子监测器太阳能电池板及测试终端机。

二、施工组织措施（一)现场总负责： XXX（二)工作负责人： XXX（三）各分组负责人： XXX(四）安监人员（安全员）: XXX（五）专业技术负责人： XXX(六）起吊负责人:XXX（七）特定高空作业人员:XXX（八）监理人员：XXX三、施工进度计划（一）施工进度安排(二）施工关键环节安装太阳能电池板及测试终端机。

3四、停电施工作业计划（涉及停电时编写,列出每个施工步骤时间和停电安排）五、现场勘查表4六、施工定置图（附图）注：包括工作地点设备分布，周围间隔设备布局及带电部位提示，现场工作范围，场地行车路线及工作区域内车辆摆布、工具材料摆放和加工地点，该表需在工作前由工作负责人及有资历的吊车司机协同现场勘察并绘制本表（可手绘）。

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扰。为提高罗氏线圈测量准确性，骨架材料选用纤维
远程监控中心设置１台ＧＲＰＳ终端，负责接收绝缘子监测终端通过ＧＲ网络发回的信息，ＰＳ并转发给
（转第３）下８页
３８
＜电气开关＞２１．ｏ３（００Ｎ．）
余篇。著作５部。
上可达１１２ｋｉｓ提供ＴＰＩ接，用于Ｉｔｒ７．ｂｔ，／Ｃ／Ｐ连可ｎｅ—
绝缘子附近的横担上，传感器输出信号由ＧＲ模块ＰＳ
传回远程监控中心。为防止雷击时各传感器间的电位
差对处理装置造成干扰和破坏，传感器与处理装置间需通过同轴电缆传输信号。
ＡｂｔａｔＴｅｉｓｌｔｒｄｒｉｃａｇｆｒｎｍｉｓｎｌｅｋｓｅｅｔｃｐｗｅｒａｌｍｏｅａｄｍｏｅｓｒｕ．ｈｓｒｃ：ｈｎｕａｏｉｙｄｓｈｒｅｏａｓｓｉｉｓｍａｅｌｃｒｏｒｇｄｆｕｔｒｎｒｅｉｓＴｅｔｔｏｎｉｉｏ
关键词：电线路；输绝缘子；罗氏线圈；线监测；ＰＳ在ＧＲ
中图分类号：Ｍ２Ｔ７６文献标识码ｒｔｎｕａｏｓｏｌｏｉｏｉｇｏａｓｓｉｎＬｉｅｓｇａｏｈｅＩｓｌｔｒｎ－ｉＭｎｔｒｎｆＴｒｎｍｉｓｏｎｓｎｅ
电阻等器件。
Ｌ３７Ｍ４５是一个迟滞Ｄ．Ｃ的控制器，ＣＤ采用的是脉冲频率调制模式（Ｆ。开关的频率取决于外围ＰＭ）的器件和工作状态，轻载时频率降低，大的负载时频率
升高，比脉冲宽度调制模式（ＷＭ）电电路有良好的Ｐ放光效。根据实验，负载电流为３０Ａ时，效最高，在５ｍ光因此电路的工作参数是根据Ｉｏ５ｍ＝３０Ａ确定，此时反馈引脚（Ｂ１考电压为０８。Ｆ）参．Ｖ
３１罗氏线圈电流传感器．
传输单元功耗低，连续工作时间长。影响太阳能电池板发电量大小的主要因素有日照强度、光谱、度。设温
计时主要从以下几方面考虑：
（）１根据设备所安装的地点、天气状况计算太阳
罗氏线圈又称作磁位计，是测量强脉冲电流的有
责数据分析诊断）其结构如图１，所示。罗氏线圈型冲击型电流传感器采取无源传感方式，同一杆塔用一
套处理装置和ＧＲ通讯设备。罗氏线圈安装在悬挂ＰＳ
３２ＧＲ．ＰＳ传输模块
ＧＲ性能稳定，ＰＳ通信方式容量大，可提供多种业务，以方便不同用户的要求，并且它传输速度快，理论
电流。一般情况下，将线圈的一端引线穿过线圈的内部，从另一端引出，使两端的引线分叉较小，有效避免外磁场的干扰，构如图２所示。结
要准确测量泄漏电流必须采取一些适当的方式来
的供电由蓄电池提供，因此设计时必须预先计算好蓄电池容量以保证在阴雨天情况下能够连续供电。蓄电池充电主要采用浮充方式，日照的时候，阳能电池有太板和蓄电池并联工作，浮充电流补充蓄电池自放电或
Ｋｅｒｓ：ｒｎｍｉｓｎｌｅｉｓｌｔｒＲｇｗｋｏｌｏ－ｎｎｔｒｇＧＰｙｗｏｄｔｓｓｉｎ；ｎｕａｏ；ｏｏｓｉｉ；ｎｌｅｍｏｉｉ；ＲＳａｏｉｃｉｏｎ
１引言
输电线路绝缘子作为起机械固定和绝缘作用的重要器件，电力系统中广泛应用，在其运行状态直接影响到整个电力系统的安全可靠运行。输电线路所处环境恶劣，受自然界盐碱和工业污秽等污染。试验研究易和现场运行经验表明，绝缘子积污后，如果表面干燥，
ＬＵＯａ — ｏｇ，１ＢｉＸｉｏｈｎＬｎ
（ｅｇｈｉａｇＰｗｒＢｒａｆｕａｌｔｃＰｗｒＣｍａｙＬｎｓｕｉｇ４０，ｈｎ）ＬｎｓｕｉｎｏｅｕｅｕｏｎｎＥｅｒｏｅｏｐｎ，ｅｇｈｉａ５０ＣｉａｊＨｃｉｊｎ１７
ｎｔｅ连接、数据传输等应用，功能也越来越多，是监测数据传输的优选通信方式和趋势。ＧＲＰＳ的建设一次性投资小，分组交换，实时在线，盖面广。与手机短信覆相比，ＰＳＧＲ单位字节的费率仅为短信的几十分之一，大大降低了数据传输服务的通信成本。数据采集终端通过Ｒ２２接Ｉ与ＧＲＳ３ＳｌＰＳ数据传输终端连接，过协议封装后发送到中国移动的ＧＲ通ＰＳ数据网络，ＰＳＧＲ数据网络再将数据传送到监控中心，
行及时、全面的综合分析判断，以便及时发现早期缺陷，保安全运行。确
基于上述背景，文采用测量泄漏电流的方法估本
计绝缘子运行状态。当泄漏电流超过某一阈值后，闪
络就很有可能发生。而输电线路一般分布在地形复杂
的地区，巡线检修困难。监测系统可以通过电流传感器采集杆塔绝缘子现场泄漏电流数据，数据采集终端经协议封装后发送到中国移动的ＧＲＰＳ数据网络，
瞬间放电损失容量。
３４软件功能．
设计罗氏线圈：线圈的平均半径必须比其截面半径大，不影响线圈的灵敏度；匝密度及线圈面积应为常数，线使高频下的罗氏线圈可视为均匀传输线；采用无感电
阻来作为信号电阻，自感应尽量小，使减少其对测量回路的影响；防止电磁干扰，为线圈装在屏蔽盒中抗干
实现实时在线监控功能。
３３电源供电方式．
ｃＳ娶棋块
一
罗氏线圈
餐、－＼＞
一．／．餐
就地电源采用一体化安装的太阳能一蓄电池结合
方案，阳能电池向锂电池充电，图３所示。采样、太如
图１系统构架
３系统的特点
设备预防性试验规程》定期进行预防性试验，以诊断科学依据。
２监测方案
通常污秽绝缘子污秽程度可以通过以下指标来衡量：等值附盐密度、污秽表面电导率、泄漏电流和闪络
据和以往的试验数据相比较，用各种信号分析方法进
（电气开关＞２１．ｏ３（００Ｎ．）
能电池板的容量。尽可能使太阳能板放置点Ｅ照强度ｔ均匀，日照时间尽可能最长，能长时间为测量系统正常
供电。
（）电线路杆塔运行环境恶劣，电池充放电２输蓄频繁，须选择性能较好的蓄电池。蓄电池容量取决于用电负载、连续无太阳光照天数。无日照时，整个系统
摘要：电线路绝缘子污闪带来的电网事故日输益加剧，出了绝缘子在线监测的方案。通过ＧＲ数据网络将提ＰＳ罗氏线圈型冲击电流传感器测量的数据传送到远程监控中心，建立历史资料库，由监控中心的分析诊断系统判断
绝缘子运行状态，为运行部门制订合理的检修计划。
＜电气开关＞２１．ｏ３（００Ｎ．）
文章编号：０４— ８Ｘ（００００３０１０２９２１）３— ０４— ３
输电线路绝缘子在线监测设计方案
罗小红．黎彬
（南省电力公司冷水江电力局，南冷水江４７０）湖湖１５０
ｐａｆｔｅｉｓｌｔｒｏ — ｎｎｔｒｇｉｐｏｏｅ．ｅｄｔｉｈｗｅｅｍｅｓｒｄｂｍｐｌｅｃｒｅｔｓｎｏｓｏｏｌｎｏｎｕａｏｎｌｅｍｏｉｉｓｒｐｓｄＴａａｗｈｃｒａｕｅｙｉｕｓｕｒｎｅｓｒｆＲ－ｈｉｏｎｈｇｗｋｏｌｙｅｔｎｍｉｔｅｒｍｏｅｍｏｉｒｇｃｎｒ，ｅｔｇｕａａｂｎｆｉｔｒ．ｙｔｅａａｙｉｏｅｍｏｉ－ｏｓｉｃｉｔｐａｓｔｏｔｅｔｎｔｉｅｔｓｔｎｐａｄｔａｋｏｓｙＢｌｓｓｆｔｎｔｒｈｏｎｅｉｈｏｈｎｈｏｒｇｃｎｒｄａｎｓｅｉｓｌｔｒｒｎｉｇｓａｅａｄｍａｅａｒｔｎｌｅｖｃｌｎｆｒｏｅａｉｎｄｐｒｎ．ｉｅｔｎｅ，ｉｇｏｅｔｕａｏｕｎｎｔｔｎｋａｉａｒｉｅｐａｐｒｔｅａｔｈｎｏｓｏｏｍｅｔ
３５
场强等，中泄漏电流是由瞬时实际爬电比距、其天气和污秽程度决定的动态指标。检测和分析泄漏电流是染
污绝缘子在线监测的一种有效手段，主要是因为绝这缘子泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关，含包
目前我国电力系统的电气设备，主要按照《电力
绝缘状态，确定是否可以继续投人运行，造成了试验时间集中，作量大，费巨大的人力和物力。在线监测工浪可以积累大量的运行数据，被试设备的当前试验数将