庞骆冰 龙宇翔

【摘 要】铁路10KV电力线路在线监测技术的开发是铁路电力系统安全运行、提高供电质量的必然要求。综述了铁路10KV电力线路在线监测技术的开发和应用现状，详细介绍了在线监测系统的基本架构和管理平台软件的具体功能，探讨了10KV电力线路在线监测技术的标准化问题，使在线监测产品具有开放性、可扩展性和互换性。在线监测技术在10KV电力线路中的推广应用，为铁路10KV电力线路从传统的以人巡检为主进入到以状态检修为核心的运行维护方式，为铁路10KV电力线路的数字化、智能化管理提供依据。

【关键词】输电线路 在线监测 标准化 监测系统

10KV电力线路在线监测技术的开发和推广应用是铁路电力系统安全运行、提高供电质量的必然要求。铁路10KV电力线路以架空线路、电缆相结合的复杂线路，在遇到电力故障时，无法第一时间判断故障点，只能通过区间隔离开关进行分段试送，来判断故障区间，确定故障区间后，再进行步行巡视，查找故障点，极大浪费抢修时间。因此，有必要在输电线路上安装相应的传感设备，通过在线监测技术实现输电线路设备危害的及时感应，判断线路设备的运行状态，对危急状况进行及时预警。

1输电线路故障在线监测系统的结构功能

该系统设计成分布式结构，由线路信号采集系统（即故障指示器）、数据传输系统–远程终端控制系统（remote terminal unit，RTU）和监控中心控制系统3个子系统组成。首先，线路信号采集系统正确判断输电线路短路、接地等故障是该系统的核心内容，采用了以数字信号处理器（digital signal processor，DSP）技术为核心的数字式故障指示器。该指示器采用精简小波算法对线路的暂态分量进行实时分析，以此为判据对输电线路的运行情况进行监测。在保证分析可靠性的前提下，尽力选择滤波器系数比较短的、容易计算的母小波函数，其中 4系数 Daubechies 小波（h（0）=11/32， h（1）=19/32，h（2）= 5/32， h（3）=？3/32），对于给定的支撑集长度具有最高的消失矩，这对数据处理非常有利。检测到故障后，通过嵌入在指示器内部的射频收发模块将故障信息发送给数据传输系统–RTU。其次，数据传输系统–远程终端控制系统 该系统主要接收故障指示器发出的射频故障信息，它由核心器件 ARM（advanced RISC machine）和滤波器件、射频模块等外围器件组成。系统接收到故障信息后对信息进行分割和重新打包处理，将故障点位置、类型及时间等信息通过 GPRS 网络发回监控中心，该环节采用 ARM 核心处理器，保证了数据处理效率和传输的实时性。最后， 监控中心控制系统监控中心设置 1 台 GPRS 终端，负责接收远程RTU 通过 GPRS 网络发回的信息并将其转发给主控计算机。在主控计算机屏幕上以图形或字符方式显示故障发生的时间、地点、相位、类型等信息，同时以短消息方式将该信息发送到相关人员手机上，使其能够迅速准确地赶赴故障现场进行处理。

2在线监测技术的标准化

数据传输系统主要采用的是太阳能供电的方式，假设数据传输系统处于无日照的情况下，能够持续工作一个月的时间。远程终端在硬件电路设计、软件数据滤波处理方面都要重视抗电磁干扰能力的提升，通过屏蔽金属外壳、防水设计等提升该方面的能力。改系统比传统的故障指示器更加灵敏，能够将动作信息发送到监控中心，降低巡线的工作强度与工作量。

此外，还能够对数据传输系统进行实时监测，便于对系统自身进行监控和维护。

从发展趋势看，应当尽早制定一个统一的行业性技术标准和数据通信规约，建立标准化的数据交换规范，使各个厂商之间的产品具有开放性、可扩展性和互换性。这样既可让用户从不同特色厂家优化合监测系统的各个单元，提高系统的稳定性和可靠性，又可减少厂家的维护队伍，同时用户也可及时进行抢修，促进状态检修和数字化电网的建设。因此，应尽快制订适用于各种电压等级的交流、直流架空送电线路在线监测系统的电力行业标准或企业标准，能够在今后的在线监测系统应用过程中实施，规范在线监测系统的设计、功能和性能要求、系统设备的检验方法和检验规则、系统设备的包装储运要求、系统安装调试、系统验收及运行维护要求等，保证架空输电线路在线监测系统的稳定性和可靠性，为输电线路的安全运行及维护提供有效的支持。

3结语

在线监测技术在铁路10KV电力线路中推广应用，建设一体化的电网运行监测信息平台，可实现铁路10KV电力线路的长期实时监测，提高电力线路的运行管理水平。监测系统所积累的运行数据，对于分析事故原因，改进线路设计具有重要指导意义。电力线路监测系统的规模化应用也为电力线路从传统的以手工巡检为主进入到以状态检修为核心的运行维护方式，为电力线路的数字化、智能化管理提供依据。

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