超高压输电线路导线结冰及自动化观测方法研究

吴兴概

摘要：近年来，随着我国经济的发展与社会的进步，对于电力能源的需求也越来越大，对此我国加大了电网建设的力度，并且进一步完善了现有的超高压电网运输系统。一些超高压输电线路位于北方地区，因为当地的温度较低，一旦遭遇雨雪天气极易出现导线结冰，影响超高压输电线路的安全与稳定。本文首先简单的介绍了输电线路覆冰的危害及治理的必要性，然后详细的探讨了自动化观测技术在超高压输电线路导线结冰中的应用，以期进一步提高我国超高压输电线路的安全与稳定。

关键词：超高压输电线路；导线；结冰；自动化观测

1超高压输电线路导线结冰的危害

在实际的调查中发现，超高压输电线路导线结冰会带来较多的危害，其中比较典型的有以下几种：

1.1输电线路的断裂

在1954年因为长期的低温天气导致了很多地区遭遇了严重的导线覆冰事故，造成了多起输电线路断裂事故，造成了严重的经济损失，严重的影响了电力系统输电的稳定。因为南方冰雪灾害事故而导致的输电线路损坏，造成的经济损失高达1200亿元，并且造成了多条输电线路的瘫痪，严重的影响了线路的稳定性与可靠性，导致了南方地区的供电受到了极大的影响。

1.2输电线路出现过荷载现象

在低温雨雪天气下，超高压输电线路上会覆盖厚厚的冰层，因为冰雪的存在会导致导线的荷载进一步加大，进而出现导线下垂。当导线下垂以后在风力的作用下，很容易导致相邻导线的交缠，进而引发导线烧毁、跳闸等一系列安全事故。对此，工作人员在进行超高压输电线路的规划设计时，一定要考虑到这方面的问题，避免事故的发生。

1.3输电线路结构损坏

输电线路在覆冰的重力作用下会产生一定的拉伸，发生一定的形变，当导线上的覆冰在外力作用下掉落时，会导致导线发生一定的震荡，极易导致导线中的铝股断裂，严重时甚至会导致电力线路的断裂。并且在雨雪影响下，极易导致绝缘子串的性能受到影响，降低其自身的绝缘度。

通过分析可以发现，输电线路结冰会带来较多的危害，因此相关的工作人员一定要提高对导线结构的检测与处理，一旦发现导线结冰应当在第一时间加以处理，最大程度上确保输电线路的稳定，为群众提供良好稳定的用电环境。

2输电线路结冰治理的意义

近年来，各个国家都加大了导线结冰问题的处理力度，美国、日本以及加拿大等国更是成立了专门的应对小组对导线结冰问题进行专项处理，以期降低导线结冰问题所造成的危害与营销。目前，国际上对于导线结冰的防治处理方法种类多样并且效果差别也比较大，但是都呈现出较好的自动化特点，由此可见，未来输电线路结冰质量的发展方向必然是自动化与智能化。

我国政府为了降低输电线路导线结冰的危害，要求我国电力部门加强对导线结构的预防处理，以避免线路结冰对输电线路的影响。除此之外，导线结冰治理工作的顺利进行也有效的降低了导线病害故障的发生概率。相关的技术人员在进行导线的设计时应当注意控制好冰害，根据冰害的具体特点展开针对性的防治，并且根据导线的具体状态以及当地的特点选择合适的优化方法，最大程度上确保导线输电的安全与稳定，为当地的居民提供充足的电力能源。

3自动化观测方法在导线结冰监测中的应用

3.1应用自动化观测设备

自动化观测设备是超高压输电导线结冰情况自动化观测中最为重要的设备，其主要是有通信装置、核心处理器以及摄像头组成，其中摄像头主要位于设备的顶部，用来拍摄导线的具体状况，在拍摄完成以后核心处理器会对拍摄的图像进行分析处理，准确的分析出导线表层的覆冰厚度以及导线的荷载状况，然后再通过通信装置将观测得到的信息传递给指挥中心，由指挥中心根据自动观测设备传递的信息给出相应的应对处理方案。在实际的应用中，自动化观测设备具有以下特点：

⑴其能够实现对多帧图像的叠加处理，进而有效的提高图像的清晰度，这样一来在进行导线状态拍摄的过程中，就能够利用多帧图像叠加处理技术来处理照片，有效的降低了外部环境对拍摄清晰度的影响，进一步提高了拍摄结果的准确度与可靠性。

⑵其能够实现自动化的数据分析，在拍摄完成后，核心处理器能够根据图像信息计算出导线裹冰后的直径与长度，进而计算出冰层的体积，在对比导线的初始体积以后能够计算出冰层的体积与质量，有效的分析出导线的状态。

⑶利用红外激光装置实现拍摄处理，这样即便是夜间也能够获取清晰的图像，有效的确保了夜间监测的准确与可靠。

3.2建立自动气象站并且明确观测指标

为了实现对超高压输电导线结冰的自动化观测，还要根据当地的实际情况来建立相应的自动气象站，因为影响导线结冰状况的因素有很多，其中具体涉及到了环境的温度、湿度、气压、风力、海拔、地形、地理条件、导线悬挂高度、导线直径、水滴直径以及电场强度等，因此必须要加强对环境状况的监测，这样才能够确保充分了解环境状况，及时的采取有效的预防应对措施，避免导线的损坏。对此，应当根据当地的导线分布情况以及气象状况，选择合适的位置建立自动气象站，实现对气象状况的自动化监测。在进行气象监测的过程中，监测人员首先要检测环境状况，做好对气象因素的检测，当检测到存在导线结冰的可能时，应当进一步强化对风力的检测，综合导线结冰的因素以及风力状况进行综合检测，分析气象条件可能造成的影响。在实际观测中，还需对不同的观测要素进行技术指标的明确，如在风速方面，其在0－30m/s的测量范围内需保证测量精度控制为0.5，而测量中对于600－1060hPa测量范围的气压，要求测量精度保持为0.3，再如0－100mm的结冰厚度应控制测量精度为1。

3.3自动化观测系统中的关键技术

超高压输电线路导线结构自动化观测系统中，比较重要的关键技术有以下几种：

⑴首先是图像遥感技术，这一技术主要是利用CC传感器技术，实现对图像的自动化收集与分析，并且对气象状况进行分析，并且利用核心处理器对收集的图像进行分析，能够准确的识别出导线的具体状况，进而为指挥中心提供准确可靠的信息数据。

⑵其次是自动化摄影技术，其在自动化测量的过程中能够实现对导线状态的自动化检测控制，其能够对根据设定的程序自动的拍摄导线状况，并且还能够根据导线状态的变化自动的调整拍摄的角度，确保拍摄的全面与充分。

自动化观测系统的运行离不开各个技术的支持，脱离了技术的系统只是一个空壳，只有确保技术的综合应用才能够有效的保障自动化观测系统的稳定运行。

3.4自动化观测系统中的分级示警与目标分析

在自动化观测设备安装的基础上，便需考虑到监控与预警问题，其中的监控主要在监控中心中实现，而预警集中在结合观测的结果与供电部门给定的相关标准如导线承重、铁塔承重等，一旦出现异常情况便会发出示警。但需注意的是，由于该地区供电部门在导线规格使用方面包含较多不同类型，如500kV输电线路、220kV输电线路、110kV输电线路、35kV输电线路以及10kV输电线路等，要求观测系统能够对不同线路结冰情况进行分析，由电力部门根据系统提供的示警信息采取相应的处理对策。

结语

自动化观测技术的应用能够有效的加强对超高压输电线路导线结构的管理与控制，实现对输电导线状态的实时检测，帮助管理人员获得更加充分全面的导线信息数据，为导线管理提供准确可靠的信息支持。在自动化观测技术的帮助下，管理人员能够充分的了解导线的病害状况，进而制定科学有效的应对措施，进一步提高了电力系统供电的稳定与可靠。

参考文献

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