输电线路微风振动在线监测技术

摘 要在输电线路实际运行过程中，很多方面因素均会影响其正常运行，其中比较重要的一个方面就是输电线路微风振动。因此，在输电线路实际运行过程中，为能够使其安全性及有效性得到较好保证，十分重要的一項任务就是对微风振动进行在线监测，从而较好发现所存在的故障，为输电线路运行提供更好保证。

【关键词】输电线路 微风振动 在线监测技术

在输电线路实际运行过程中，微风振动属于比较常见的一种现象，这种情况的发生，不但会影响输电线路实际运行，并且会产生较大危害，因而对微风振动进行有效监测也就十分必要。在输电线路微风振动中，在线监测技术的应用可得到较好效果，而在线监测技术的应用依赖于在线监测系统。下面就微风振动危害、计算方法及在线监测技术进行分析，从而为更好应用在线监测技术进行更好应用。

1 输电线路微风振动产生的危害

在输电线路实际运行过程中，为能够避免出现微风振动情况，往往会在线路上设置防振锤，然而，若防振锤安装失当，反而会导致出现相反效果。由于防振锤过多装设，必然会导致下线路上增加集中荷载，最终所造成结果就是在防振锤的夹头部位会有振动死点出现，引起断股情况出现。对于输电线路振动而言，其会导致绝缘子老化有所增加，这主要是因为，在线路出现振动的情况下，绝缘子及其所连接金具会共同发生振动，这种振动所导致结果往往就是金具零件出现松动，并且杆塔零件出现损坏，最终导致绝缘子出现老化。此外，由于杆塔基础稳固性比较差，其拉线受力不够均匀，导致杆塔、线路以及拉线系统形成弹性系统，在输电线路有振动发生时，其振动频率可能会接近杆塔振动自然频率，从而有共振现象形成。对于横担及吊拉杆而言，在受力情况下出现振动，不但会导致固定螺栓出现松动，并且还会使材料疲劳损伤程度有所增加，尤其是这些材料内容有问题出现时，很可能会导致折断事故出现，产生较大危害。

2 输电线路微风振动测量方法

在输电线路实际运行过程中，对于悬线夹口位置而言，其导线受力情况相对而言比较复杂，其受力主要包括静拉力以及由此而出现的下层股线受到上层股线所产生压力，另外，在出现风振的情况下而造成交变弯曲应力出现，同时对于不同股线间想接触部位而言，由于反复弯曲会造成有切向力产生。

对于输电线路导线而言，由于有层间及股间滑移情况存在，因而线股所受到动完应力相对而言也就有所减小。然而，由于导线滑移动受到各个方面因素影响，并且这些因素之间也会产生相互影响，最终会导致滑移表现出非线性特点，导致其对动弯应变所产生影响也比较复杂。在实际测量过程中，若不对导线滑移进行考虑，将其作为刚体对待，则对于中心线至最外层股线边缘之间的相关距离而言，其应当为导线半径，若对股线之间摩擦不进行考虑，则中心线至最外层股线边缘之间距离应当选择线股半径。在实际计算过程中，这两种情况均会导致一定偏差出现，要因而将系数k引入，在此基础上可对线路微风振动情况进行更加准确计算。

3 微风振动监测终端设计

3.1 系统结构设计

对微风振动监测终端而言，其主要作用就是监测夹头弯曲幅度，因而在系统中的主要设备就是悬臂梁式传感器。在传感器经过校准之后可在线夹上进行固定，另外一段与滚轮连接，该滚轮与导线之间接触十分严密，从而可使导线在发生振动情况下传感器也出现相应变化。导线上有圆柱状仪器外壳，该外壳由线夹进行支撑，其组成主要包括微处理器、电子电路以及电源与射频通信单元。射频天线在仪器外壳表面进行安装，从而可使仪器传输能力得以增加。

3.2 硬件电路设计

在监测终端中硬件电路属于十分重要的组成部分，其构成主要包括五个部分内容，即传感器与信号采集单元，还包括数据处理单元，此外还有电源模块与RF无线通信模块。对于该监测终端而言，在实际运行及工作过程中，在测量导线完全幅度方面所利用的主要就是悬臂梁式传感器。在监测终端系统中，传感器与导线两者间严密接触，在导线有弯曲情况出现时，在传感器中必可避免地会出现一定挠度变化，在利用自身应力的基础上，传感器可判断弯曲幅度，从而可将导线弯曲的实际幅度获得。对于悬臂梁式传感器而言，其技术参数主要包括内容如下：其幅度测量范围在0-3mm之间，其频率测量范围在0-160Hz之间，在实际工作中的温度范围为-40℃-85℃之间，在频率综合误差在5%之内，温度对于灵敏度影响在0.02%之内，并且对于零点影响在0.02%之内。

对于监测终端而言，由于其在导线上进行安装，选择电池供电方式，对于设备功耗具有一定要求，不可过大，在遵循这一指导原则的基础上，监测终端的中处理器为F1611单片机，并且利用负载开关对传感器以及射频芯片供电进行控制。在装置对相关处理数据进行采集过程中，将传感器电源打开，在发送数据时将射频芯片电源打开，在数据采集以及数据发送完成之后，则会转变为低功耗模式。通过实践应用及相关实际研究而言，在全速工作状态下，监测终端的总电流可达到15mA，在休眠状态下其总电流可达到0.2mA，这一低功耗要求相符，因而在实际应用过程中可得到比较理想的效果，能够较好对微风振动情况进行监测，为更好保证输电线路的较好运行奠定基础。

4 结语

在输电线路实际运行过程中，微风振动已经逐渐成为影响线路正常运行的一项因素，会有较大危害产生。因而，在输电线路实际运行过程中，相关工作人员应当对微风振动问题加强注意，对在线监测系统及技术进行较好应用，从而更好监测微风振动情况，避免输电线路正常运行受到影响。

参考文献

[1]马淑玲，裴跃武.架空输电线路微风振动在线监测技术[J].河南科技，2013（18）.

[2]刘敏，张先勇.输电线路微风振动在线监测系统的设计与实现[J].自动化与信息工程，2012（06）.

[3]黄新波，赵隆，舒佳，吉树亮，张亚维.输电线路导线微风振动在线监测技术[J].高电压技术，2012（08）.

作者简介

李克明（1984-），男，山东省泰安市人。大学本科学历。高级工程师。研究方向为电网安全。

作者单位

南方电网毕节供电局 贵州省毕节市 551700