输电线路微风振动监测与分析系统设计

微风振动是导致线路损伤的主要原因,分析微风振动以及进行有效监测对于保障输电线路安全稳定运行尤为重要。为此,基于反装振幅法设计了一种输电线路微风振动监测与分析系统,能够有效分析导线疲劳损伤程度和剩余寿命,现已成功投运于多条输电线路。     

基于压电式加速度计的导线微风振动传感器设计

输电线路导线的微风振动往往会造成线路断股、断线、金具脱落等危害,传统的在线监测方法多采用暴露在户外的传感器,容易受恶劣气候的影响降低长期稳定性。文中针对这些问题,开发了基于压电式加速度计的输电线路微风振动在线监测系统,首先,通过安装在导线上的基于压电式加速度计的微风振动传感器采集导线的振动加速度,并通过快速傅里叶变换(FFT)、频域积分等方法得到振动频率和振动幅值;然后,通过Zigbee无线模块发送到安装在杆塔上的状态监测装置;最后,通过GPRS的通信方式将数据发送到省网公司监控中心。结果表明:利用基于压电式加速度计的微风振动传感器系统可以准确测量振动频率为1~150 Hz,振幅为0.1~1.5 mm的振动信号,并且通过振幅法计算的导线动弯应变值,也可以达到输电线路通用技术规范的基本要求。同时,文中设计的微风振动在线监测系统具有易安装、测量范围宽等特点,因此,该传感器为输电线路微风振动监测结果的准确可靠提供了有力的技术支持。     

输电线路微风振动在线监测装置计量标准器的研制

为了提高输电线路微风振动在线监测装置测量数据的准确性和可靠性,文中设计了一种输电线路微风振动在线监测装置的计量标准器。首先研制了振动源,可以输出一个标准的振动激励(频率输出范围为0~200 Hz,振幅输出范围为0~1.5 mm);然后设计了一个标准接口,使输电线路微风振动在线监测装置可以有效测量到振动源输出的激励。经过振动标准装置的测试,计量标准器达到设计要求,可以实现对输电线路微风振动在线监测装置的整体校准。     

500 kV永兴线松花江大跨越微风振动在线监测系统应用与研究

针对远距离输电线路因微风振动造成线路疲劳断股的问题,阐述了导线、地线微风振动形成原理以及550 kV永兴线松花江大跨越微风振动在线监测系统设计方案,分析了微气象监测数据和微风振动监测数据,并开展大跨越导、地线微风振动的疲劳特性、振动特性及防振方案的研究,对保障线路安全运行具有重要的意义.     

特高压输电线路状态监测技术的应用

中国正在建设第一条特高压交流输电工程晋东南—南阳—荆门1000kV特高压示范工程。输电线路的安全可靠运行在很大程度上决定着整个特高压输电系统的稳定和安全。为充分保障输电线路的可靠运行，有必要在特高压输电线路上采用先进的状态监测技术作为补充。分析和总结了现有的输电线路状态监测技术，包括绝缘子污秽监测、雷电监测、环境监测、导线微风振动监测等在线监测技术，以及红外检测、紫外检测、超声波法检测、电场法检测等带电检测技术，对各种技术的优缺点及其在特高压线路中的应用给出了建议，建议在特高压线路中使用环境监测、导线微风振动监测、红外检测、紫外检测等成熟技术。     

全光纤微风振动监测传感器研制

笔者研究了基于光纤传感原理的输电线路微风振动在线监测技术,通过理论计算验证了以植入光纤光栅的悬臂梁为主体结构的新型无源传感器设计的可行性,依据计算结果指导成功试制出首个光纤光栅式微风振动监测传感器,同时根据光纤光栅的应力变化与导线微风振动中振幅及频率的变化情况对传感器进行了标定。标定后的系统经过实验室试验以及实际挂网运行验证可有效检测微风振动,并且文中设计的传感器完全满足频率为0~150 Hz、振幅为0~0.6 mm的输电线路微风振动监测规程。     

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。     

架空输电线路大跨越微风振动在线监测与分析诊断系统在黑龙江省的应用

微风振动严重威胁着架空输电线路,特别是对于大跨越输电线路的安全运行.阐述了输电线路微风振动的机理.通过采用一种监测仪和计算机网络通信的方式,实现对大跨越导、地线进行远程监视的在线测量系统,以便于线路的运行和维护工作.     

输电线路导线微风振动在线监测技术

为有效避免由输电线路导线微风振动引起的导线断股事故,设计了一套微风振动在线监测系统来实时监测导线的微风振动信息。系统采用悬臂梁式传感器测量导线的弯曲幅度,并根据弯曲幅度,采用峰峰值法和快速Fourier变换(FFT)等方法,计算出导线振动的频率与振幅以及导线的动弯应变。研究表明,悬臂梁式传感器可以准确测量频率1～150Hz的小幅振动信号,峰峰值法可以准确计算出导线微风振动的振幅,而快速Fourier变换可以准确计算出导线振动的频率。根据研究结果可知,该系统采用的测量方法和建立的数学模型可以准确计算出导线的动弯应变值,并能实现输电线路疲劳故障的预警。     

高压架空线路导线微风振动的监测

论述了高压架空输电线路导线微风振动监测的重要性,介绍了导线微机振动监测时的仪器选用、测点选择、判定依据等。并通过现场实际监测对测试结果进行了分析判断,为消除微机振动对高压架空输电线路产生的危害提供了良好的监测手段,并为防振设计提供科学的依据。     

输电线路在线监测系统应用和管理平台

输电线路是智能电网的重要组成部分,为了保证输电线路的安全运行,部分网省公司现已建成雷电、覆冰、污秽、气象、微风振动等线路运行状态监测相关系统。通过研究输电线路在线监测系统的应用和管理信息平台,结合设计目标,完成了系统总体架构设计,并通过将电网输电线路监测装置采集的信息及各监测系统应用产生的应用结果信息进行融合存储,构建了完整的输电线路运行状态信息数据平台。系统还运用相关算法对传感器可靠性进行评估,在平台基础上设计了按时间特性分层的输电线路故障预警、线路故障分析、监测数据挖掘分析、线路运行状态评估、线路运行环境评估等高级应用功能,做到了自动、及时地向不同管理职责的用户分级预警汇报,能避免重大事故的发生,保障电网稳定运行。     

基于多参量分布式光纤传感的架空输电线路风振监测分析

输电线路风振可能造成线路闪络、断股和金具疲劳损坏等故障,严重影响电力系统的安全稳定运行,准确和实时地监测线路的风振情况对灾害预警、故障排除和状态评估意义重大。为了解决传统风振监测手段维护困难、可靠性低等缺点,提出了一种基于多参量分布式光纤传感的输电线路风振监测装置。首先介绍了分布式光纤传感的基本原理和设备基本结构,然后利用数值仿真的方法分析了舞动和微风振动时线路的振动频率、幅值特征,论证了利用分布式光纤监测风振的可行性。实验证明,该装置能同时监测输电线路沿线各段的风振及线路内部应力变化情况,其60 km内的定位精度为±50 m,舞动及微风振动频率监测误差分别为0.07 Hz和0.01 Hz。该装置为架空输电线路的风振在线监测提供了新方法。     

输电线路在线监测系统及应用分析

介绍了国内现有输电线路在线监测技术,包括远程视频监控、风偏在线监测、杆塔倾斜监测、微风振动监测、舞动在线监测、覆冰在线监测等11大类,并提出在线监测系统建设方案。分析了在线监测技术应用的基本要求和选型范围。     

500kV线路大跨越微风振动在线监测

大跨越是整条输电线路的防振重点,大跨越的安全运行在很大程度上取决于导、地线和防振装置的可靠性。微风振动引起导、地线疲劳断股等事故是通过累积效应的方式发生的,有一个累积时间和过程。国内大量的证据表明:微风振动严重威胁着架空输电线路特别是大跨越的安全运行。文中简要讨论了输电线路微风振动的机理,介绍了一种通过监测仪和计算机网络方式实现的对大跨越导、地线进行远程监视的在线测量系统,并对测量数据进行分析,以便为线路的运行和维护工作提供帮助。     

特高压输电线路微风振动危害及影响

风致输电线振动中,微风振动是危及线路安全运行最为普遍的破坏形式。微风振动可能导致输电线的疲劳断股及电力金具的损坏,对输电线路的安全运行产生极大的威胁。本文结合特高压输电线路的特点,从流体动力学的角度分析了微风振动的成因,并对其产生的危害以及影响因素进行了详细探讨。结合国内外输电线的损坏实例,对微风振动的危害特点进行了总结,为微风振动的防护工作提供了技术条件。     

基于振动频谱机理的架空输电线路张力检测方法

介绍了采用振动频谱分析法实现线路张力的间接测量。首先,分析了导线微风振动的原理,讨论了导线张力与其振动频谱相关性的理论模型。在此基础上,搭建了导线张力和振动信号同步测试系统,校准了张力测量系统,设计了振动测量系统。根据架空输电线路的实测结果,采用小波分析对信号进行了降噪处理和分析。结果表明,振动频谱法能够对架空输电线路张力提供较好估计,适合在线监测使用;导线横向水平振动时,频谱分布与理论计算结果存在差异,其一阶振动本征频率相对变小,认为对于多股绞合导线,大振幅振动产生较大阻尼力,消耗风能输入功率,降低了振动频率。     

带有阻尼金具的紧凑型分裂导线建模与抗振分析

与常规线路相比,紧凑型线路在缩小线路走廊占地和提高输送容量方面具有明显的优势,其结构上最大的特点是相内空气绝缘距离小,为保证其运行安全,需要加装相内金具。以500 kV输电线路三分裂导线金具为研究对象,建立了阻尼金具微风振动模型,研究500kV紧凑型线路在阻尼金具体系中的微风振动。采用输电导线多档自由度模型分析平台,对500 kV紧凑型线路中阻尼金具的抑舞性能,以及在微风作用力下加装金具对导线的静态张力和弧垂的影响进行了分析。结果表明,在输电线路上加适当的相内金具能够有效抑制微风激励下的导线振动,并且加装相内金具对导线张力、弧垂的影响都在合理范围内。     

输电线路直线悬垂线夹U型螺栓补加紧固工具的研制

微风振动是输电线路常见的危害之一,由微风振动引起的输电线路直线杆塔悬垂线夹U型螺栓松动、脱落的现象屡见不鲜。针对输电线路直线杆塔悬垂线夹U型螺栓松动、脱落后,补加、紧固工作的薄弱环节,研制了新型的专用工具。该工具巧妙地应用传动原理,可以实现地电位带电补加、紧固丢失或松动的直线杆塔悬垂线夹U型螺栓,促进了输电线路运维检修专业的发展。     

新型防振装置在750 kV输电线路地线防振中的应用研究

甘肃河西地区输电线路地线的微风振动非常强烈,常发生防振锤滑移、地线疲劳断股等事件,威胁输电线路的安全运行。为此,结合线路地线参数及地形、气象条件特点,研制了专用的预绞式线夹防振锤,并提出布置方式;对微风振动特别强烈的地区,推荐采用“预绞式线夹防振锤+阻尼线”联合防振装置。经过室内模拟试验和微风振动现场测试,新型预绞式线夹防振锤的各项指标均满足标准要求,其具有良好的防振效果,已成功应用于甘肃河西750 kV输电线路工程。     

特高压输电线路在线监测技术的应用

特高压交流试验示范工程具有电压等级高、传输容量大、传输距离远等特点,对其线路实施实时在线监控是保障特高压线路安全、稳定和可靠运行的必要措施。文章分析了现有输电线路在线监测技术,包括覆冰监测、导线风偏监测、杆塔倾斜监测、导线微风振动监测、导线舞动监测等。提出了在线监测技术在特高压线路中应用的基本要求和范围,并对在线监测管理平台提出了功能要求。