1、Page 创造，是永续的生命力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。功能模块导线绝缘子杆塔覆冰风偏倾斜气象图像舞动测温污秽防盗Page 创造，是永续的生命力输电线路在线监测系统输电线路在线监测系统输电线路导线温度监测输电线路图像、视频监测输电线路微气象监测输电线路杆塔倾斜监测输电线路杆塔振动监测输电线路防盗报警
2、监测.输电线路反外力破坏监测输电线路绝缘子污秽监测输电线路导线弧垂监测输电线路杆塔基础滑移监测输电线路覆冰预警监测输电线路状态输电线路状态监测系统监测系统Page 创造，是永续的生命力“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输电线路在线监测系统监控前端系统监控前端系统无线网状网传输系统无线网状网传输系统现有光纤传输网络现有光纤传输网络监控中心监控中心Page 创造，是永续的生命力无线网桥无线网桥远程控制无线视频服务器车载服务器无线网桥中继网桥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
3、置电力监控中心电力监控中心无线收发器输电线路在线监测系统输电线路在线监测系统Page 创造，是永续的生命力在山区、郊区可采用太阳能与风能相结合的供电方式。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/ /风电控制板风电控制板+ +控制器控制器+ +蓄电池），为传感器、摄像头和无线宽带传输设备供电。蓄电池），为传感器、摄像头和无线宽带传输设备供电。 Page 创造，是永续的生命力业界最高无线安全等级（支持业界最高
4、无线安全等级（支持802.11i802.11i、WAPIWAPI双栈安全协议），提供全方位的无线监双栈安全协议），提供全方位的无线监控安全体系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网络控制防御 基于用户、终端视频设备、基于用户、终端视频设备、 组策略执行组策略执行 提供提供IPIP过滤及过滤及ARPARP防御防御 RFRF检测管理检测管理认证认证 MACMAC静态池静态池 802.1X802.1X WAIWAI 加密加密WEPWEPWPA/WPA2WPA/WPA2WPIWPI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 X非法APX X无线收发器交换机完善的安全
5、保障完善的安全保障Page 创造，是永续的生命力底层底层A/DA/D采集采集上层应用程序上层应用程序底层驱动压缩底层驱动压缩上层用户态上层用户态协议处理协议处理 向上为用户态，向下为内核态协议封包协议封包底层网卡发包底层网卡发包传统数据流程图传统数据流程图底层底层A/D采集采集底层驱动压缩编码底层驱动压缩编码协议处理协议处理协议封包协议封包底层网卡发包底层网卡发包 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内核编程技术数据流程图数据流程图COPYCOPYCOPYCOPYCOPYCOPY先进的数据采集传输技术先进的数据采集传输技术Page 创造，是永
6、续的生命力n基于模块化架构，柔性可扩展，部署灵活，具备良好的兼容性，支持第基于模块化架构，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三方设备管理n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n录像文件采用标准格式，无需专用客户端回放录像文件采用标准格式，无需专用客户端回放n支持分布式转发和存储的部署、管理支持分布式转发和存储的部署、管理n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全方位的综合监控平台Page
7、 创造，是永续的生命力坚强的产品性能坚强的产品性能防盗监控：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：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：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：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输入方式。有效的屏蔽保护：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：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
8、构，抢救“信息孤岛”，恢复系统先进的软件设计：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：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：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。Page 创造，是永续的生命力 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
9、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。 引言1 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力 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
10、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。输电线路覆冰在线监测系统的原理及功能2 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力（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
11、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。输电线路覆冰在线监测系统实现的功能： 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力（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
12、（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，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。 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力（1）拉力传
13、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。在系统研发及运行中获得的重要经验： 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，
14、是永续的生命力（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
15、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。 覆冰监测系统覆冰监测系统Page 创造，是永续的生命力精品课件精品课件！Page 创造，是永续的生命力精品课件精品课件！Page 创造，是永续的生命力（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。 覆冰监测系统覆冰监测系统
