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摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，对其状态进行实时监测是智能电网建设的重要目标。提高输电线路的管理水平，增强电力系统运行的可靠性，愈来愈依赖于输电线路的状态监测信息。通过全面使用传感器网络、嵌入式技术以及实时应用程序获取全网的状态信息变得至关重要。本文所设计的安全监测系统实时记录输电线路雷击情况、接地电阻、绝缘子漏电流、避雷器阻性电流等参数变化趋势，将数据传输到后台专家系统进行分析与决策，为输电线路的检修、维护提供理论依据和工程指导。
关键字：高压输电线路安全监测；低功耗电源管理；电磁兼容；无线传感器网络
1 项目研究背景
输电线路是电力系统的重要组成部分，对其状态进行实时监测是智能电网建设的重要目标。提高输电线路的管理水平，增强电力系统运行的可靠性，愈来愈依赖于输电线路的状态监测信息。通过全面使用传感器网络、嵌入式技术以及实时应用程序获取全网的状态信息变得至关重要。本文所设计的安全监测系统实时记录输电线路雷击情况、接地电阻、绝缘子漏电流、避雷器阻性电流等参数变化趋势，将数据传输到后台专家系统进行分析与决策，为输电线路的检修、维护提供理论依据和工程指导。
2 项目研究内容
本项目主要研究高压输电线路状态监测问题，采用成熟的状态变量检测方法和先进的嵌入式技术，设计了一套高压输电线路安全监测系统，实现输电线路的在线监测和故障预警。主要研究内容如下：
⒈ 研究影响输电安全的各种因素，在安全监测技术研究的基础上，合理选择合适的传感器和检测方法，给出安全监测系统总体框架，涵盖雷电防护、接地电阻、绝缘子污闪、避雷器故障、线路覆冰舞动监测以及塔材防盗，符合智能电网要求的全网监测理念。
⒉ 以 Cortex-M3 内核 ARM 处理器为核心，搭建终端机硬件电路，涉及处理器电路、存储器电路、通信接口电路、信号调理电路、电源管理电路等，并在嵌入式系统低功耗和电磁兼容技术研究的基础上，设计实现满足低功耗和电磁兼容要求的硬件平台。
⒊ 以前后台系统作为各终端机软件框架，设计完成日历、数据采集处理、通信、数据存储、充电管理等应用程序，通过 RTC 实时时钟建立系统低功耗控制机制，并采用独立的软件看门狗技术提高系统可靠性。
⒋ 采用短距离射频网络与 GPRS 相结合的通信方式，组建无线传感器网络，给出基本的通信协议，针对数据安全问题初步探讨了基于加解密技术的通信安全保障机制。通过实验室仿真与调试，本安全监测系统功能基本实现，且前期工程应用证明，系统能够满足电力部门的实际需要。
3 项目设计方案
3.1 项目的设计原则
在项目研究设计过程中，根据应用需求特点，遵循以下四个方面的原则要求：
1）技术的先进性、成熟性和实用性
项目采用的设计方案和技术应代表技术的发展趋势，是先进的；设备应当是成熟的，并有用于实际的经验，以保证将来应用在系统上能稳定运行。
2）系统的开放性与标准化
系统所选用的设备必须是开放性的和标准化的，用符合国际标准的设备搭建高性能的网络，能支持不同厂家的标准接口设备，以保障实验系统在实际应用后，与原有网络设备的互连特性。
3）低成本
实验成本和建设成本是项目要考虑内容。实验的低成本是尽量利用现有的网络和设备，同时保证实验结果应用于实际建设后的费用。
4）可靠性和安全性
选用的设备能够保证长期安全稳定运行，这一点对于电力系统尤为重要。
3.2 项目设计方案
基于无线传感网的输电线路监测系统主要包括三部分：1.现场数据采集部分；2.远程无线数据传输部分；3.监控中心数据分析、处理部分，系统的组成如图2.1所示。本文利用计算机、嵌入式、无线通信、数据釆集等技术完成对输电路监测系统的设计，数据采集部分包括杆？塔接地电阻测量仪、引流线舞动监测仪，通信控制器完成无线数据的收发，监控中心上位机软件进行数据的分析和处理。
基于无线传感网的输电线路的监测系统各部分具体功能如下：打塔接地电阻测量仪采用注入法及数字信号处理技术完成对输电线路奸塔接地电阻的测量，引流线舞动监测仪利用接触式测量方法对输电线路引流线的舞动进行实时监测，为进行数据的远程传输，本系统利用通讯控制器将数据釆集部分的测量数据打包发送同时解析监控中心的命令， 通过GPRS和Internet网络完成现场数据采集部分与监控中心上位机软件的数据交换，监控中心上位机软件对数据进行分析、处理和历史数据的存储等，并提供报警等功能。本系统在设计中努力实现系统的模块化和低功耗，使系统具有较好的灵活性、可移植性和通用性，方便R后对系统的扩充。数据采集算法是基于无线传感网的输电线路监测系统的基础，现场数据采集部分是本系统设计的重点和难点，无线通信部分及上位机软件则是实现对输电线路远程监测的关键。
4 结语：
输电线线路目前有多种形式，线路中的杆塔也多种多样，影响杆塔接地电阻的因素较多，舞动的过程随机性较大，同是时数据采集设备和通信控制器的工作环境较为恶劣。目前多套前端测量设备以及监控系统巳经在运行，但作为一个实用型的系统还存在一些不足以及需要改进的地方。
参考文献
[1]赵淳，阮江军，李晓岗输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].高屯压技术，2011
[2]易辉，样江流.我国输电线路运行现状及防宙保护[J].高电压技术，2001
[3]黎卫国，郝艳捧，傅闯.直流融冰试验中四分裂导线收缩现象有限元分析[J].华东屯力，2012
[4]蒋兴良，孙才新，顾东观等.二峡地区导线覆冰的特性及雾淞覆冰喂[J].巫庆人宁学报，1998
关键字：高压输电线路安全监测；低功耗电源管理；电磁兼容；无线传感器网络
1 项目研究背景
输电线路是电力系统的重要组成部分，对其状态进行实时监测是智能电网建设的重要目标。提高输电线路的管理水平，增强电力系统运行的可靠性，愈来愈依赖于输电线路的状态监测信息。通过全面使用传感器网络、嵌入式技术以及实时应用程序获取全网的状态信息变得至关重要。本文所设计的安全监测系统实时记录输电线路雷击情况、接地电阻、绝缘子漏电流、避雷器阻性电流等参数变化趋势，将数据传输到后台专家系统进行分析与决策，为输电线路的检修、维护提供理论依据和工程指导。
2 项目研究内容
本项目主要研究高压输电线路状态监测问题，采用成熟的状态变量检测方法和先进的嵌入式技术，设计了一套高压输电线路安全监测系统，实现输电线路的在线监测和故障预警。主要研究内容如下：
⒈ 研究影响输电安全的各种因素，在安全监测技术研究的基础上，合理选择合适的传感器和检测方法，给出安全监测系统总体框架，涵盖雷电防护、接地电阻、绝缘子污闪、避雷器故障、线路覆冰舞动监测以及塔材防盗，符合智能电网要求的全网监测理念。
⒉ 以 Cortex-M3 内核 ARM 处理器为核心，搭建终端机硬件电路，涉及处理器电路、存储器电路、通信接口电路、信号调理电路、电源管理电路等，并在嵌入式系统低功耗和电磁兼容技术研究的基础上，设计实现满足低功耗和电磁兼容要求的硬件平台。
⒊ 以前后台系统作为各终端机软件框架，设计完成日历、数据采集处理、通信、数据存储、充电管理等应用程序，通过 RTC 实时时钟建立系统低功耗控制机制，并采用独立的软件看门狗技术提高系统可靠性。
⒋ 采用短距离射频网络与 GPRS 相结合的通信方式，组建无线传感器网络，给出基本的通信协议，针对数据安全问题初步探讨了基于加解密技术的通信安全保障机制。通过实验室仿真与调试，本安全监测系统功能基本实现，且前期工程应用证明，系统能够满足电力部门的实际需要。
3 项目设计方案
3.1 项目的设计原则
在项目研究设计过程中，根据应用需求特点，遵循以下四个方面的原则要求：
1）技术的先进性、成熟性和实用性
项目采用的设计方案和技术应代表技术的发展趋势，是先进的；设备应当是成熟的，并有用于实际的经验，以保证将来应用在系统上能稳定运行。
2）系统的开放性与标准化
系统所选用的设备必须是开放性的和标准化的，用符合国际标准的设备搭建高性能的网络，能支持不同厂家的标准接口设备，以保障实验系统在实际应用后，与原有网络设备的互连特性。
3）低成本
实验成本和建设成本是项目要考虑内容。实验的低成本是尽量利用现有的网络和设备，同时保证实验结果应用于实际建设后的费用。
4）可靠性和安全性
选用的设备能够保证长期安全稳定运行，这一点对于电力系统尤为重要。
3.2 项目设计方案
基于无线传感网的输电线路监测系统主要包括三部分：1.现场数据采集部分；2.远程无线数据传输部分；3.监控中心数据分析、处理部分，系统的组成如图2.1所示。本文利用计算机、嵌入式、无线通信、数据釆集等技术完成对输电路监测系统的设计，数据采集部分包括杆？塔接地电阻测量仪、引流线舞动监测仪，通信控制器完成无线数据的收发，监控中心上位机软件进行数据的分析和处理。
基于无线传感网的输电线路的监测系统各部分具体功能如下：打塔接地电阻测量仪采用注入法及数字信号处理技术完成对输电线路奸塔接地电阻的测量，引流线舞动监测仪利用接触式测量方法对输电线路引流线的舞动进行实时监测，为进行数据的远程传输，本系统利用通讯控制器将数据釆集部分的测量数据打包发送同时解析监控中心的命令， 通过GPRS和Internet网络完成现场数据采集部分与监控中心上位机软件的数据交换，监控中心上位机软件对数据进行分析、处理和历史数据的存储等，并提供报警等功能。本系统在设计中努力实现系统的模块化和低功耗，使系统具有较好的灵活性、可移植性和通用性，方便R后对系统的扩充。数据采集算法是基于无线传感网的输电线路监测系统的基础，现场数据采集部分是本系统设计的重点和难点，无线通信部分及上位机软件则是实现对输电线路远程监测的关键。
4 结语：
输电线线路目前有多种形式，线路中的杆塔也多种多样，影响杆塔接地电阻的因素较多，舞动的过程随机性较大，同是时数据采集设备和通信控制器的工作环境较为恶劣。目前多套前端测量设备以及监控系统巳经在运行，但作为一个实用型的系统还存在一些不足以及需要改进的地方。
参考文献
[1]赵淳，阮江军，李晓岗输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].高屯压技术，2011
[2]易辉，样江流.我国输电线路运行现状及防宙保护[J].高电压技术，2001
[3]黎卫国，郝艳捧，傅闯.直流融冰试验中四分裂导线收缩现象有限元分析[J].华东屯力，2012
[4]蒋兴良，孙才新，顾东观等.二峡地区导线覆冰的特性及雾淞覆冰喂[J].巫庆人宁学报，1998