CN115542074A - 一种高压输电线路故障预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压输电线路故障预警方法，它包括监控系统，监控系统包括前端采集单元、网络传输单元和监控中心，前端采集单元包括感知监测系统、故障分析系统和检修运维系统，感知监测系统包括监控子站和服务器，故障分析系统包括数字故障指示器、故障录波器、数据采集器和接地电压报警装置，检修运维系统包括预警单元；本发明具有结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的优点。

Description

一种高压输电线路故障预警方法

技术领域

本发明属于高压输电线路技术领域，具体涉及一种高压输电线路故障预警方法。

背景技术

配电网作为电网的重要组成部分，直接面向终端用户，与广大人民群众的生产生活息息相关，是服务民生的重要基础设施，是保障电力能源“落得下、配得出、用得上”的关键环节，是电网公司履行社会责任、服务民生和地方经济发展、树立品牌形象的重要基础设施，近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活的不断提高，用户对供电可靠性、电能质量提出了更高的需求，国家对配电网建设投入不断加大，据统计，我国配电网建设投资达上万亿元，然而，我国配电网具有量大、面广的特点，由于高压输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，处在不同的环境中，因此高压输电线路受所处地理环境和气候影响很大，每年电网停电事故主要由线路事故引起，传统输电线路检查主要依靠运行维护人员周期性巡视，虽能发现设备隐患，但由于本身的局限性缺乏对特殊环境和气候的检测，在巡视周期真空期也不能及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前，由于缺乏监测发生线路事故；因此，提供一种结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的一种高压输电线路故障预警方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的一种高压输电线路故障预警方法。

本发明的目的是这样实现的：一种高压输电线路故障预警方法，它包括监控系统，所述的监控系统包括前端采集单元、网络传输单元和监控中心，所述的前端采集单元包括感知监测系统、故障分析系统和检修运维系统，所述的感知监测系统包括监控子站和服务器，所述的故障分析系统包括数字故障指示器、故障录波器、数据采集器和接地电压报警装置，所述的检修运维系统包括预警单元。

所述的故障分析系统的数字故障指示器采用LPK2-A型指示器，所述的故障录波器采用RCS-904A型录波器，所述的数据采集器采用LPK-DCU3型采集器，所述的接地电压报警装置采用LPK2-U型报警装置，所述的数据采集器与接地电压报警装置通过无线跳频通信。

所述的故障分析系统根据线路发生故障时，线路中会流过稳态和暂态故障电流并且线路电压会发生改变的暂态现象判断线路是否发生故障，具体为：

1)永久性相间短路故障检测判据

线路发生相间永久性短路时，相当于两个电源直接短接，变电站和故障点连接的回路上会流过很大的电流，同时变电所的继电保护装置会按照速断、过流定值启动保护，使得线路跳闸断电；永久性短路故障采用自适应负荷电流的过流突变判据时，应有四个条件：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中出现100A以上的突变电流，或者短路电流超过人工设定的短路故障检测参数，包括速断、过流定值参数，定值范围为100-2000A/20-3000ms； c)大电流持续时间不超过10秒钟，即0.02s≤ΔT≤10s，ΔT为电流突变时间；d) 10秒钟后电路处于停电无电流、无电压状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的线路后面出现永久性或瞬时性短路故障；

2)单相接地故障检测判据

线路发生单相接地时，根据不同的接地条件，例如金属性接地、高阻接地，会出现多种复杂的暂态现象，包括出现线路对地的分布电容放电电流、接地线路对地电压下降、接地线路出现五次和七次等高次谐波增大，以及该线路零序电流增大，综合以上情况，单相接地判据为：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中有突然增大的杂散电容放电电流，并超过设定的接地故障检测参数，如暂态接地电流增量定值；c)接地线路电压降低，并超过设定的接地故障检测参数，如线路对地电压下降比例、对地电压下降延时；d)接地线路依然处于供电有电流状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的后面有单相接地故障；对于三相电缆场合，可以通过监测稳态零序电流大小来检测单相接地故障，同时通过捕捉暂态零序电流的大小来辅助判断单相接地故障，三相电缆接地故障判据为：零序电流速断或过流启动0.60A/0-9.99s；出厂默认为速断10A/500ms、过流5A/1s；暂态零序电流增量启动：0-100A/0.01-3ms，本地不指示，只上报接地故障电流，出厂默认参数为零序暂态电流增量为30A；

3)过流

雷击、外破、线路瞬时故障等原因，造成线路瞬时过流跳闸，但又恢复正常供电，没有造成永久短路，其故障判据与永久性故障判据一致，瞬时性故障动作以后，可以通过主站系统遥控复归，不必等到二十四小时以后才定时复归。

所述的监控子站包括监控主机和数据采集单元，所述的监控主机包括 GPRS/4G网络通信模块、充电控制器、激光扫描探测器、视频在线监测器和声表面波传感器，所述的声表面波传感器包括谐振器型声表面波温度传感器和延迟线型声表面波温度传感器。

所述的数据采集单元包括杆塔倾斜在线监测单元、绝缘子泄漏电流在线监测单元、导线温度在线监测单元、舞动在线监测单元、微气象在线监测单元、绝缘子弧垂/风偏在线监测单元、导线弧垂/风偏在线监测单元、覆冰在线监测单元、微风振动在线监测单元、远程视频在线监测单元、CT取电在线监测单元、视频在线监测单元、雷击在线监测单元、接地电阻在线监测单元、防外破在线监测单元、绝缘子污秽度在线监测单元、故障定位在线监测单元、接地环流在线监测单元、防山火在线监测单元、驱鸟在线监测单元。

所述的杆塔倾斜在线监测单元采用FH-9001型监测单元，所述的绝缘子泄漏电流在线监测单元采用FH-9002型监测单元，所述的导线温度在线监测单元采用FH-9003型监测单元，所述的舞动在线监测单元采用FH-9004型监测单元，所述的微气象在线监测单元采用FH-9005型监测单元，所述的绝缘子弧垂/风偏在线监测单元、导线弧垂/风偏在线监测单元采用FH-9006型监测单元，所述的覆冰在线监测单元采用FH-9007型监测单元，所述的微风振动在线监测单元采用FH-9008型监测单元，所述的远程视频在线监测单元采用FH-9009型监测单元，所述的CT取电在线监测单元采用FH-9009-CT型监测单元，所述的雷击在线监测单元采用FH-900B型监测单元，所述的接地电阻在线监测单元采用 FH-900C型监测单元，所述的防外破在线监测单元采用FH-900D型监测单元，所述的绝缘子污秽度在线监测单元采用FH-900E型监测单元，所述的故障定位在线监测单元采用FH-900F型监测单元，所述的接地环流在线监测单元采用 FH-900L型监测单元，所述的防山火在线监测单元采用FH-900M型监测单元，所述的驱鸟在线监测单元采用FH-900N型监测单元。

所述的一种高压输电线路故障预警方法，包括以下步骤：

S1：前端采集设备部署在电力杆塔；

S2：前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；

S3：激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；

S4：监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；

S5：监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；

S6：建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；

S7：建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统。

所述的S6包括以下步骤：

S6.1：建立数据库，具体为：1)气象区数据库：包含各种典型气象区参数，可自由选择导入，同时，也可以根据现场微气象条件，直接编辑气象库，定义为当前气象条件；2)杆塔数据库：内置《35-500kV送电线路通用设计型录》和部分典型设计的塔型数据，对杆塔数据可进行增加、删除、修改操作；3)导地线参数库：系统提供《电力工程高压送电线路设计手册(第二版)》的导线型号库，也可以使用旧标准《架空送电线路设计技术规程》的导线参数，地线提供 GJ-35、GJ-50和GJ-70三种型号参数，也可以根据需要增加其他型号的地线；4) 绝缘子串库：存放各电压等级绝缘子串的数据，主要是绝缘子串的长度、重量以及受风面积；5)交叉跨越规程库：按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》和《110-500kV架空送电线路设计技术规程》的规定，输入了在当前线路电压等级下，跨越其他线路及铁路、公路、树木的安全距离，该安全距离支持自行修改，用于设计、校核时对地面、对交叉跨越物距离检查，系统具备不同地物净空距离、垂直距离阈值设置及预警提示功能；

S6.2：三维仿真建模：对输电线路杆塔本体、金具、导地线、绝缘子、通道、交跨物进行三维模型化建设，首先，输入杆塔本体的相关参数，系统自动生成线路杆塔三维模型，其次，将航拍地图进行处理，对地物进行编辑，增加交叉跨越物，被跨物的宽度、高度能够手动输入或使用自动提取功能获取，地物的位置可以利用高清晰的卫星图片精确选择；

S6.3：建立预警系统：依据《电力工程高压送电线路设计手册》，将线路比载计算公式、应力弧垂公式及其他必要公式导入系统，然后在系统中选择设置计算需要的重力加速度、冰密度、π值、荷载、比载、应力、弧垂及其他相关参数和公式，便于研究不同档距线路各垂直交跨物距离随温度、电流变化公式和不同档距水平交跨物距离在最大风偏下数值；

S6.4：建立在线监测系统：前端采集单元部署在杆塔上，并通过网络传输单元与监控中心通信连接，达到重要交叉跨越点或线路密集区域的实时在线监测功能。

所述的S7包括以下步骤：

S7.1：建立高压输电线路运行状态管控体系：首先，建立高压输电线路运行状态管控体系，梳理典型场景并分析这些场景下重要运行事件管控实现方法；其次，通过对重要运行事件的管控和指标进行分析，实现高压输电线路运行健康状态评价，发现高压输电线路运行管控业务薄弱环节；最后，制定适用于不同典型供电区域的综合评价体系；

S7.2：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系使高压输电线路运行能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多元化的分析最大限度地把握配电设备的状态，及时发现单相接地等高压输电线路故障，依此制定合理的检修维护策略，从而提高配电设备可用时间，延长设备使用寿命；

S7.3：建立高压输电线路运行状态综合评价体系：建立高压输电线路运行状态综合评价体系，各项指标适应避免人工干预、满足自动计算的需求，保障评价结果的公平性，便于各单位的横向对比、纵向管控；基于统一的综合评价体系，各单位结合本单位的实际情况制定本单位的评价体系，可以根据不同时期关注点、侧重点的不同，灵活配置评价体系，以适应不同典型供电区域；

S7.4：建立基于综合监测终端体系的高压输电线路运行、设备状态、环境状态的即时监视优化模型：通过充分挖掘高压输电线路运行状态、设备状态、环境状态、单相接地故障监测数据之间的特点及关联性，建立全面反映现象、影响因素、监测数据指标特征内在联系的高压输电线路运行状态综合监测终端技术模型，以同时监测、互斥监测、监测资源、高压输电线路安全可靠限制因素为约束条件；

S7.5：采用声表面波传感技术和无线通讯技术的温度测量方法：采用声表面波传感器和GPRS/4G网络通信模块进行高压隔离和信号传输方法，实现对高压输电线路的温度实时在线监测，使温度检测具有良好的绝缘性和抗电磁场干扰性能，及时发现运行设备异常发热的安全隐患并发出告警，保证高压输电线路的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度；

S7.6：建立基于配电自动化运行管控的建设应用提升优化方案：充分挖掘含终端、通信设备等配电自动化设备运行状态综合信息并分析其价值，寻找提升配电自动化运行管控的建设应用的优化措施；

S7.7：建立基于信息化手段固化流程标准方法，实现跨专业横向协同：以各专业间的信息横向协同共享为基础，针对实际工作过程中业务流程流转速率慢、信息确认时间长、数据不准确等问题，建立待办任务池，实现对检修计划停电、带电作业、异动台区、数据治理维度应用为导向，实现高压输电线路各业务系统间的横向协同，提升各业务部门流程流转效率，全面提升精益化管理水平。

本发明的有益效果：本发明为高压输电线路故障预警方法，在使用中，前端采集设备部署在电力杆塔；前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统；本发明具有结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的优点。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的前端采集单元的组成结构框图。

图3为本发明的数据采集单元的组成结构框图。

图4为本发明的监控子站与监控中心通讯连接结构示意图。

图5为本发明的流程图。

图6为本发明的建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统的流程图。

图7为本发明的建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统的流程图。

图中：1、监控系统 2、前端采集单元 3、网络传输单元 4、监控中心 5、感知监测系统 6、故障分析系统 61、数字故障指示器 62、故障录波器 63、数据采集器 64、接地电压报警装置 7、检修运维系统 71、预警单元 8、监控子站 9、服务器 10、监控主机 101、GPRS/4G网络通信模块 102、充电控制器 103、激光扫描探测器 104、视频在线监测器 105、声表面波传感器 1051、谐振器型声表面波温度传感器 1052、延迟线型声表面波温度传感器 20、数据采集单元 201、杆塔倾斜在线监测单元 202、绝缘子泄漏电流在线监测单元 203、导线温度在线监测单元 204、舞动在线监测单元205、微气象在线监测单元 206、绝缘子弧垂/风偏在线监测单元 207、导线弧垂/风偏在线监测单元 208、覆冰在线监测单元 209、微风振动在线监测单元 210、远程视频在线监测单元 211、CT取电在线监测单元 212、视频在线监测单元 213、雷击在线监测单元 214、接地电阻在线监测单元 215、防外破在线监测单元216、绝缘子污秽度在线监测单元 217、故障定位在线监测单元 218、接地环流在线监测单元 219、防山火在线监测单元 220、驱鸟在线监测单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1-7所示，一种高压输电线路故障预警方法，它包括监控系统1，所述的监控系统1包括前端采集单元2、网络传输单元3和监控中心4，所述的前端采集单元2包括感知监测系统5、故障分析系统6和检修运维系统7，所述的感知监测系统5包括监控子站8和服务器9，所述的故障分析系统6包括数字故障指示器61、故障录波器62、数据采集器63和接地电压报警装置64，所述的检修运维系统7包括预警单元71。

为了更好的效果，所述的故障分析系统6的数字故障指示器61采用LPK2-A 型指示器，所述的故障录波器62采用RCS-904A型录波器，所述的数据采集器 63采用LPK-DCU3型采集器，所述的接地电压报警装置64采用LPK2-U型报警装置，所述的数据采集器63与接地电压报警装置64通过无线跳频通信。

在本实施例中，接地电压报警装置部署在靠近变电站的某个分支线的某个台边高压侧，装在刀闸的下面，功耗只有2W，不会影响到刀闸的熔断器参数，作用是通过三相电压来确定是否存在永久性接地故障，如果没有接地则闭锁主站发送接地故障定位短信通知；数据采集器主要用于110kV及以下输配电线路，通过短距离无线跳频通信方式，实时采集数字故障指示器的运行数据和故障信息包括线路对地电压、负荷电流、短路报警电流、首半波暂态接地电流、接地报警电流、短路故障动作标志、接地故障动作标志、稳态零序电流、暂态零序电流、电缆头温度，以及数据采集器本身的运行状态，然后将数据通过GPRS通信方式发送到监控中心进行分析和处理。

所述的故障分析系统6根据线路发生故障时，线路中会流过稳态和暂态故障电流并且线路电压会发生改变的暂态现象判断线路是否发生故障，具体为：

1)永久性相间短路故障检测判据

线路发生相间永久性短路时，相当于两个电源直接短接，变电站和故障点连接的回路上会流过很大的电流，同时变电所的继电保护装置会按照速断、过流定值启动保护，使得线路跳闸断电；永久性短路故障采用自适应负荷电流的过流突变判据时，应有四个条件：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中出现100A以上的突变电流，或者短路电流超过人工设定的短路故障检测参数，包括速断、过流定值参数，定值范围为100-2000A/20-3000ms； c)大电流持续时间不超过10秒钟，即0.02s≤ΔT≤10s，ΔT为电流突变时间；d) 10秒钟后电路处于停电无电流、无电压状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的线路后面出现永久性或瞬时性短路故障；

4)单相接地故障检测判据

线路发生单相接地时，根据不同的接地条件，例如金属性接地、高阻接地，会出现多种复杂的暂态现象，包括出现线路对地的分布电容放电电流、接地线路对地电压下降、接地线路出现五次和七次等高次谐波增大，以及该线路零序电流增大，综合以上情况，单相接地判据为：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中有突然增大的杂散电容放电电流，并超过设定的接地故障检测参数，如暂态接地电流增量定值；c)接地线路电压降低，并超过设定的接地故障检测参数，如线路对地电压下降比例、对地电压下降延时；d)接地线路依然处于供电有电流状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的后面有单相接地故障；对于三相电缆场合，可以通过监测稳态零序电流大小来检测单相接地故障，同时通过捕捉暂态零序电流的大小来辅助判断单相接地故障，三相电缆接地故障判据为：零序电流速断或过流启动0.60A/0-9.99s；出厂默认为速断10A/500ms、过流5A/1s；暂态零序电流增量启动：0-100A/0.01-3ms，本地不指示，只上报接地故障电流，出厂默认参数为零序暂态电流增量为30A；

5)过流

雷击、外破、线路瞬时故障等原因，造成线路瞬时过流跳闸，但又恢复正常供电，没有造成永久短路，其故障判据与永久性故障判据一致，瞬时性故障动作以后，可以通过主站系统遥控复归，不必等到二十四小时以后才定时复归。

所述的监控子站8包括监控主机10和数据采集单元20，所述的监控主机 10包括GPRS/4G网络通信模块101、充电控制器102、激光扫描探测器103、视频在线监测器104和声表面波传感器105，所述的声表面波传感器105包括谐振器型声表面波温度传感器1051和延迟线型声表面波温度传感器1052。

在本实施例中，声表面波传感器的工作原理：声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波，在具有压电性的晶体上由于存在压电性，在电声之间存在耦合，压电晶体本身是换能介质，在传播声表面波的压电晶体表面可以制作电声换能器，使电能和声能互相转换，目前利用声表面波测温的工作原理主要有两种：1) 延迟线型声表面波温度传感器：利用基片左端的换能器通过逆压电效应将输入的无线转变成声信号，此声信号沿基片表面传播被位于基片右端的一个或数个周期性栅条反射，反射信号最终由同一个换能器通过压电效应将声信号转变成无线应答信号输出，当基片的温度发生变化时，引起声表面波的传输速度与反射器的间距的改变，从而引起无线应答的相位(时间延迟)改变，这种改变随温度的改变而呈线性变化，因此容易得到测量的温度值；2)谐振器型声表面波温度传感器：当压电晶体基片上的换能器通过逆压电效应将输入的无线信号转变成声信号后，被左右两个周期性栅条反射形成谐振，该谐振器的谐振频率与基片的温度有关，而且谐振频率的改变随温度的改变在一定温度范围内呈非常线性的关系，当同一个换能器通过压电效应将声信号转变成无线应答信号输出后，就可以通过测量频率变化得到温度值，故声表面波测温器件为纯无源器件，相比之下，谐振型在灵敏度、可靠性和无线检测距离等指标方面优于延迟型，故在测温系统中通常选择谐振型声表面波传感器；声表面波传感器具有以下优点：(1)无线方式不影响高压绝缘，避免有线方式“爬电”的隐患，安全性极高；(2)可靠性高，传感器完全无源，不带电池，避免了电池高温爆炸和化学泄露等隐患；(3)安装简单，无源温度传感器体积小，与读取器之间数据无线传输，安装方便灵活，不受设备结构和空间影响；(4)测温实时性好，在线测温，可随时监测设备温度变化；(5)维护方便，传感器完全无源，不需定期更换电池，使用寿命长，安装成功后基本免维护。

所述的数据采集单元20包括杆塔倾斜在线监测单元201、绝缘子泄漏电流在线监测单元202、导线温度在线监测单元203、舞动在线监测单元204、微气象在线监测单元205、绝缘子弧垂/风偏在线监测单元206、导线弧垂/风偏在线监测单元207、覆冰在线监测单元208、微风振动在线监测单元209、远程视频在线监测单元210、CT取电在线监测单元211、视频在线监测单元212、雷击在线监测单元213、接地电阻在线监测单元214、防外破在线监测单元215、绝缘子污秽度在线监测单元216、故障定位在线监测单元217、接地环流在线监测单元218、防山火在线监测单元219、驱鸟在线监测单元220。

为了更好的效果，所述的杆塔倾斜在线监测单元201采用FH-9001型监测单元，所述的绝缘子泄漏电流在线监测单元202采用FH-9002型监测单元，所述的导线温度在线监测单元203采用FH-9003型监测单元，所述的舞动在线监测单元204采用FH-9004型监测单元，所述的微气象在线监测单元205采用 FH-9005型监测单元，所述的绝缘子弧垂/风偏在线监测单元206、导线弧垂/风偏在线监测单元207采用FH-9006型监测单元，所述的覆冰在线监测单元208 采用FH-9007型监测单元，所述的微风振动在线监测单元209采用FH-9008型监测单元，所述的远程视频在线监测单元210采用FH-9009型监测单元，所述的CT取电在线监测单元211采用FH-9009-CT型监测单元，所述的雷击在线监测单元213采用FH-900B型监测单元，所述的接地电阻在线监测单元214采用 FH-900C型监测单元，所述的防外破在线监测单元215采用FH-900D型监测单元，所述的绝缘子污秽度在线监测单元216采用FH-900E型监测单元，所述的故障定位在线监测单元217采用FH-900F型监测单元，所述的接地环流在线监测单元218采用FH-900L型监测单元，所述的防山火在线监测单元219采用FH-900M 型监测单元，所述的驱鸟在线监测单元220采用FH-900N型监测单元。

本发明为高压输电线路故障预警方法，在使用中，前端采集设备部署在电力杆塔；前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统；本发明具有结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的优点。

实施例2

如图1-7所示，一种高压输电线路故障预警方法，它包括监控系统1，所述的监控系统1包括前端采集单元2、网络传输单元3和监控中心4，所述的前端采集单元2包括感知监测系统5、故障分析系统6和检修运维系统7，所述的感知监测系统5包括监控子站8和服务器9，所述的故障分析系统6包括数字故障指示器61、故障录波器62、数据采集器63和接地电压报警装置64，所述的检修运维系统7包括预警单元71。

所述的一种高压输电线路故障预警方法，所述的方法包括以下步骤：

S1：前端采集设备部署在电力杆塔；

S2：前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；

S3：激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；

S4：监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；

S5：监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；

S6：建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；

S7：建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统。

所述的S6包括以下步骤：

S6.1：建立数据库，具体为：1)气象区数据库：包含各种典型气象区参数，可自由选择导入，同时，也可以根据现场微气象条件，直接编辑气象库，定义为当前气象条件；2)杆塔数据库：内置《35-500kV送电线路通用设计型录》和部分典型设计的塔型数据，对杆塔数据可进行增加、删除、修改操作；3)导地线参数库：系统提供《电力工程高压送电线路设计手册(第二版)》的导线型号库，也可以使用旧标准《架空送电线路设计技术规程》的导线参数，地线提供 GJ-35、GJ-50和GJ-70三种型号参数，也可以根据需要增加其他型号的地线；4) 绝缘子串库：存放各电压等级绝缘子串的数据，主要是绝缘子串的长度、重量以及受风面积；5)交叉跨越规程库：按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》和《110-500kV架空送电线路设计技术规程》的规定，输入了在当前线路电压等级下，跨越其他线路及铁路、公路、树木的安全距离，该安全距离支持自行修改，用于设计、校核时对地面、对交叉跨越物距离检查，系统具备不同地物净空距离、垂直距离阈值设置及预警提示功能；

S6.2：三维仿真建模：对输电线路杆塔本体、金具、导地线、绝缘子、通道、交跨物进行三维模型化建设，首先，输入杆塔本体的相关参数，系统自动生成线路杆塔三维模型，其次，将航拍地图进行处理，对地物进行编辑，增加交叉跨越物，被跨物的宽度、高度能够手动输入或使用自动提取功能获取，地物的位置可以利用高清晰的卫星图片精确选择；

S6.3：建立预警系统：依据《电力工程高压送电线路设计手册》，将线路比载计算公式、应力弧垂公式及其他必要公式导入系统，然后在系统中选择设置计算需要的重力加速度、冰密度、π值、荷载、比载、应力、弧垂及其他相关参数和公式，便于研究不同档距线路各垂直交跨物距离随温度、电流变化公式和不同档距水平交跨物距离在最大风偏下数值；

在本实施例中，在预警系统中录入线路测量时温度、电流大小、档距、交跨点距离初始参数，即可计算出环境温度、最大限额电流下各类型导线的交跨距离，实现在线计算最大弧垂和最大风偏下的交跨距离、辅助整治措施和跟踪隐患管理功能；输入一个或多个导线弧垂变化影响因素，如高温、低温、大风、覆冰，能够动态展现模拟交跨距离变化效果，导地线弧垂发生相应变化，可以对任意导地线进行对地距离、对交叉跨越距离、线间距离的测量、对线路的交叉跨越进行预判。

S6.4：建立在线监测系统：前端采集单元部署在杆塔上，并通过网络传输单元与监控中心通信连接，达到重要交叉跨越点或线路密集区域的实时在线监测功能。

在本实施例中，在线监测系统一方面通过环境监测装置对环境温度、湿度、风速、风向、雨量、大气压力参数进行实时监测，另一方面通过视频监测装置实时反馈现场交叉跨越变化情况，网络传输单元负责接收各监测点的数据及监控中心命令的下发，将在线监测系统采集的环境数据及视频监控信息输入交叉跨越预警系统，即能实现该监控点交叉跨越三维仿真和交跨距离核算、预警功能，达到输电线路重要交跨重点监控的目的。

所述的一种高压输电线路故障预警方法，所述的S7包括以下步骤：

S7.1：建立高压输电线路运行状态管控体系：首先，建立高压输电线路运行状态管控体系，梳理典型场景并分析这些场景下重要运行事件管控实现方法；其次，通过对重要运行事件的管控和指标进行分析，实现高压输电线路运行健康状态评价，发现高压输电线路运行管控业务薄弱环节；最后，制定适用于不同典型供电区域的综合评价体系；

S7.2：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系使高压输电线路运行能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多元化的分析最大限度地把握配电设备的状态，及时发现单相接地等高压输电线路故障，依此制定合理的检修维护策略，从而提高配电设备可用时间，延长设备使用寿命；

S7.3：建立高压输电线路运行状态综合评价体系：建立高压输电线路运行状态综合评价体系，各项指标适应避免人工干预、满足自动计算的需求，保障评价结果的公平性，便于各单位的横向对比、纵向管控；基于统一的综合评价体系，各单位结合本单位的实际情况制定本单位的评价体系，可以根据不同时期关注点、侧重点的不同，灵活配置评价体系，以适应不同典型供电区域；

S7.4：建立基于综合监测终端体系的高压输电线路运行、设备状态、环境状态的即时监视优化模型：通过充分挖掘高压输电线路运行状态、设备状态、环境状态、单相接地故障监测数据之间的特点及关联性，建立全面反映现象、影响因素、监测数据指标特征内在联系的高压输电线路运行状态综合监测终端技术模型，以同时监测、互斥监测、监测资源、高压输电线路安全可靠限制因素为约束条件；

S7.5：采用声表面波传感技术和无线通讯技术的温度测量方法：采用声表面波传感器和GPRS/4G网络通信模块进行高压隔离和信号传输方法，实现对高压输电线路的温度实时在线监测，使温度检测具有良好的绝缘性和抗电磁场干扰性能，及时发现运行设备异常发热的安全隐患并发出告警，保证高压输电线路的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度；

S7.6：建立基于配电自动化运行管控的建设应用提升优化方案：充分挖掘含终端、通信设备等配电自动化设备运行状态综合信息并分析其价值，寻找提升配电自动化运行管控的建设应用的优化措施；

S7.7：建立基于信息化手段固化流程标准方法，实现跨专业横向协同：以各专业间的信息横向协同共享为基础，针对实际工作过程中业务流程流转速率慢、信息确认时间长、数据不准确等问题，建立待办任务池，实现对检修计划停电、带电作业、异动台区、数据治理维度应用为导向，实现高压输电线路各业务系统间的横向协同，提升各业务部门流程流转效率，全面提升精益化管理水平。

在本实施例中，数据采集单元的杆塔倾斜在线监测单元采用FH-9001高压输电线路杆塔倾斜在线监测单元，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，对位于冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡多发区、煤矿采空区等不良地质区域内电线杆塔，进行双向倾斜角度(沿线路方向和垂直于线路方向)实时监测，当杆塔倾斜角度出现异常时，系统能够通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络及时将预/ 告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施；绝缘子泄漏电流在线监测单元采用FH-9002高压输电线路绝缘子泄漏电流在线监测单元，利用在绝缘子串顶部安装的泄漏电流采集装置，对绝缘子因污染、受潮等因素产生的泄漏电流进行实时监测，并通过 GSM/CDMA/GPRS/4G网络将监测信息发送给远程监控中心；导线温度在线监测单元采用FH-9003高压输电线路导线温度在线监测单元，利用贴附在导线上的高精度温度传感器采集导线温度，并通GSM/CDMA/GPRS或4G网络及时将采集到的信息发送给监控中心，从而实现对导线温度的实时监测；舞动在线监测单元采用FH-9004高压输电线路舞动在线监测单元，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，能对在恶劣大气环境中运行的高压输电线路的导线舞动频率和幅度进行实时监测，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络将监测信息发送给远程监控中心；微气象在线监测单元采用FH-9005型高压输电线路微气象在线监测单元，可实时采集环境温度、湿度、风速、风向、气压气象参数，并通过GSM/CDMA/GPRS 或4G网络将监测信息发送给远程监控中心；绝缘子弧垂/风偏在线监测单元和导线弧垂/风偏在线监测单元采用FH-9006型监测单元，利用最新的传感器技术和无线通信技术，实现对高压输电导线弧垂高度和风偏角度的实时监测，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络及时将预/告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施；覆冰在线监测单元采用FH-9007型高压输电线路覆冰在线监测单元，通过测量导线重量变化来判断导线覆冰状况，并通过GSM/CDMA/GPRS/4G网络将监测信息发送给远程监控中心。可选用采用“模拟导线”监测方式，安装复杂度大幅降低；微风振动在线监测单元采用FH-9008型高压输电线微风振动在线监测单元，可实时监测导线因“卡门漩涡”产生的垂直振动现象，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络将监测信息发送给远程监控中心；远程视频在线监测单元采用FH-9009型高压输电线路远程视频在线监测单元，利用数字视频压缩技术、嵌入式计算机技术和4G无线通讯技术等先进技术，对恶劣环境中运行的架空高压输电线路的运行状况进行全天候、实时监测，可使管理人员第一时间了解监测点的动态视频信息；CT取电在线监测单元采用FH-9009-CT监测单元，利用数字图像压缩技术、图像识别技术、嵌入式计算机技术和GPRS/3G/4G无线通讯技术等研制的专用监测设备，可对高 /低压输电线路的运行状况进行全天候、不间断地远程实时监测；视频在线监测单元以图片视频监控为核心，前端工业高清摄像头时刻关注输电线路下的安全隐患，图像、视频信息会通过设定的时间间隔自动推送到监控中心，工作人员可随时随地查看输电线路下有没有违章作业等隐患，保证信息真实，大量减轻巡线人员工作强度；雷击在线监测单元采用FH-900B型高压输电线路雷击在线监测单元，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，实现对高压输电线路受雷击情况实时监测，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络及时将告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施；接地电阻在线监测单元采用FH-900C型高压输电线路杆塔接地电阻在线监测系统，利用三电极测量法和无线通信技术，实现对高压输电杆塔接地电阻的实时监测，并通过GSM/CDMA/GPRS/4G网络及时将预/告警信息发送给监控中心，提醒线路运行负责人对线路运行状况予以关注并采取相应处置措施；杆塔接地电阻是一个重要数据，降低电力线路杆塔接地电阻，可以提高线路的耐雷水平，减少雷害事故，在杆塔附近降低接触电压和跨步电压，防止人畜触电事故；防外破在线监测单元采用FH-900D型高压输电线路防外力破坏在线监测单元，利用综合微波、被动红外、人工智能三鉴入侵检测、数字视频压缩技术和4G无线通讯技术，通过全天候对视频监控系统实时分析的方式，在线预警线路走廊附近施工以及塔材偷盗状况，对大型施工机械违章超高作业、塔材偷盗行为实时抓拍照片，可使管理人员第一时间了解监测点的动态视频信息；绝缘子污秽度在线监测单元采用FH-900E型高压输电线路绝缘子污秽度在线监测单元，能够对高压运行环境中绝缘子盐密度、灰密度、气温、相对湿度进行实时监测，并通过GSM/CDMA/GPRS或4G网络将监测信息发送给远程监控中心，由运行于监控中心的监控软件进行数据存储、显示，并综合各种参数计算分析得出绝缘子的绝缘水平；故障定位在线监测单元采用FH-900F高压输电线路故障定位在线监测单元，其核心部件是安装在输电线上的监测终端可以近距离捕捉故障瞬时的行波信号，判断故障类型，并通过公式计算得出故障发生的确切位置；接地环流在线监测单元采用FH-900L型监测单元，利用最新的MEMS传感器技术、普适计算技术和无线通信技术，实时监测电缆的接地线环流、接头温度及外力造成的振动现象，可有效预警敷设在电缆沟或电缆隧道内的高压电缆存在着漏电(绝缘损坏)、发热起火和外力破坏(盗割、施工损坏)问题，保障线路安全运行，减少生命财产损失，接地环流在线监测单元可自主监测接地线环流、电缆(接头) 温度、电缆振动数据，同时将数据发送给监控中心，一旦发现数据异常，监控中心则通过警灯、警笛、短信、微信等方式通知相关人员及时处置；防山火在线监测单元采用FH-900M高压输电线路防山火在线监测单元，利用图像视频手段、火焰探测技术、红外热释重叠测温技术以及红外辐射探测技术对目标进行监视、山火精确定位、环境温度探测以及红外辐射探测，并将信息记录，探测器在水平360度，垂直180度，距离3-50公里半径内逐点逐行进行搜索，可及时发现没有全部遮挡的明火和暗火，24小时实时监测，一旦发生火灾，将自动报警，并将数据上传到监控中心，给消防指挥部门提供参考，以便能及时补救，避免造成火灾；驱鸟在线监测单元采用FH-900N型高压输电线路云控智能综合驱鸟单元，利用最新的MEMS传感器技术和无线通信技术，对在高压输电线路杆塔、变电站附近活动的鸟类进行监测和驱离，可以打破鸟类的超强环境适应性，防止其在杆塔或变电站进行筑巢等活动造成绝缘子串污染、线路短路、跳闸等事故，保障线路安全运行，驱鸟在线监测单元可自主监测和驱离鸟类，同时将工作状态发送给监控中心，监控中心也可远程控制驱鸟装置工作。

本发明为高压输电线路故障预警方法，在使用中，前端采集设备部署在电力杆塔；前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统；本发明具有结构简单、实现在线故障监测及预警、实现多方位、多元化故障监测、提高供电可靠性的优点。

Claims (9)

1.一种高压输电线路故障预警方法，它包括监控系统，其特征在于：所述的监控系统包括前端采集单元、网络传输单元和监控中心，所述的前端采集单元包括感知监测系统、故障分析系统和检修运维系统，所述的感知监测系统包括监控子站和服务器，所述的故障分析系统包括数字故障指示器、故障录波器、数据采集器和接地电压报警装置，所述的检修运维系统包括预警单元。

2.如权利要求1所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的故障分析系统的数字故障指示器采用LPK2-A型指示器，所述的故障录波器采用RCS-904A型录波器，所述的数据采集器采用LPK-DCU3型采集器，所述的接地电压报警装置采用LPK2-U型报警装置，所述的数据采集器与接地电压报警装置通过无线跳频通信。

3.如权利要求2所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的故障分析系统根据线路发生故障时，线路中会流过稳态和暂态故障电流并且线路电压会发生改变的暂态现象判断线路是否发生故障，具体为：

1)永久性相间短路故障检测判据

线路发生相间永久性短路时，相当于两个电源直接短接，变电站和故障点连接的回路上会流过很大的电流，同时变电所的继电保护装置会按照速断、过流定值启动保护，使得线路跳闸断电；永久性短路故障采用自适应负荷电流的过流突变判据时，应有四个条件：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中出现100A以上的突变电流，或者短路电流超过人工设定的短路故障检测参数，包括速断、过流定值参数，定值范围为100-2000A/20-3000ms；c)大电流持续时间不超过10秒钟，即0.02s≤ΔT≤10s，ΔT为电流突变时间；d)10秒钟后电路处于停电无电流、无电压状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的线路后面出现永久性或瞬时性短路故障；

2)单相接地故障检测判据

线路发生单相接地时，根据不同的接地条件，例如金属性接地、高阻接地，会出现多种复杂的暂态现象，包括出现线路对地的分布电容放电电流、接地线路对地电压下降、接地线路出现五次和七次等高次谐波增大，以及该线路零序电流增大，综合以上情况，单相接地判据为：a)线路正常运行有电流或有电压超过30秒钟；b)线路中有突然增大的杂散电容放电电流，并超过设定的接地故障检测参数，如暂态接地电流增量定值；c)接地线路电压降低，并超过设定的接地故障检测参数，如线路对地电压下降比例、对地电压下降延时；d)接地线路依然处于供电有电流状态；以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的后面有单相接地故障；对于三相电缆场合，可以通过监测稳态零序电流大小来检测单相接地故障，同时通过捕捉暂态零序电流的大小来辅助判断单相接地故障，三相电缆接地故障判据为：零序电流速断或过流启动0.60A/0-9.99s；出厂默认为速断10A/500ms、过流5A/1s；暂态零序电流增量启动：0-100A/0.01-3ms，本地不指示，只上报接地故障电流，出厂默认参数为零序暂态电流增量为30A；

3)过流

雷击、外破、线路瞬时故障等原因，造成线路瞬时过流跳闸，但又恢复正常供电，没有造成永久短路，其故障判据与永久性故障判据一致，瞬时性故障动作以后，可以通过主站系统遥控复归，不必等到二十四小时以后才定时复归。

4.如权利要求1所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的监控子站包括监控主机和数据采集单元，所述的监控主机包括GPRS/4G网络通信模块、充电控制器、激光扫描探测器、视频在线监测器和声表面波传感器，所述的声表面波传感器包括谐振器型声表面波温度传感器和延迟线型声表面波温度传感器。

5.如权利要求4所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的数据采集单元包括杆塔倾斜在线监测单元、绝缘子泄漏电流在线监测单元、导线温度在线监测单元、舞动在线监测单元、微气象在线监测单元、绝缘子弧垂/风偏在线监测单元、导线弧垂/风偏在线监测单元、覆冰在线监测单元、微风振动在线监测单元、远程视频在线监测单元、CT取电在线监测单元、视频在线监测单元、雷击在线监测单元、接地电阻在线监测单元、防外破在线监测单元、绝缘子污秽度在线监测单元、故障定位在线监测单元、接地环流在线监测单元、防山火在线监测单元、驱鸟在线监测单元。

6.如权利要求5所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的杆塔倾斜在线监测单元采用FH-9001型监测单元，所述的绝缘子泄漏电流在线监测单元采用FH-9002型监测单元，所述的导线温度在线监测单元采用FH-9003型监测单元，所述的舞动在线监测单元采用FH-9004型监测单元，所述的微气象在线监测单元采用FH-9005型监测单元，所述的绝缘子弧垂/风偏在线监测单元、导线弧垂/风偏在线监测单元采用FH-9006型监测单元，所述的覆冰在线监测单元采用FH-9007型监测单元，所述的微风振动在线监测单元采用FH-9008型监测单元，所述的远程视频在线监测单元采用FH-9009型监测单元，所述的CT取电在线监测单元采用FH-9009-CT型监测单元，所述的雷击在线监测单元采用FH-900B型监测单元，所述的接地电阻在线监测单元采用FH-900C型监测单元，所述的防外破在线监测单元采用FH-900D型监测单元，所述的绝缘子污秽度在线监测单元采用FH-900E型监测单元，所述的故障定位在线监测单元采用FH-900F型监测单元，所述的接地环流在线监测单元采用FH-900L型监测单元，所述的防山火在线监测单元采用FH-900M型监测单元，所述的驱鸟在线监测单元采用FH-900N型监测单元。

7.如权利要求1-6任一项权利要求所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

S1：前端采集设备部署在电力杆塔；

S2：前端采集单元负责采集高压输电线路的运行数据，并将其通过网络传输单元发送给监控中心，实现输电线路的远程视频、微气象、覆冰、杆塔倾斜、弧垂/风偏、防盗报警、雷击、舞动等线路情况实时监测，大幅提升高压输电线路在线监测的精准性以及决策处置的智能化水平；

S3：激光扫描探测器及视频在线监测器部署在市区杆塔，实现双重探测保护，二十四小时实时探测线路保护区内闯入物体，经过处理的信号通过智能物体算法，解算出区域内是否出现超高车辆；并智能联动摄像机抓拍照片/录像，通过网络传输单元上传到监控中心，用户也将通过手机短信收到设备发来的外破告警信息；

S4：监控中心根据接收到的数据，分析高压输电线路状态并生成报告和图形图像数据,发送至监控大屏显示；

S5：监控中心根据报告对高压输电线路故障预警处理；

S6：建立高压输电线路交叉跨越在线监测与预警系统；

S7：建立高压输电线路运行状态管控及综合评价系统。

8.如权利要求7所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的S6包括以下步骤：

S6.1：建立数据库，具体为：1)气象区数据库：包含各种典型气象区参数，可自由选择导入，同时，也可以根据现场微气象条件，直接编辑气象库，定义为当前气象条件；2)杆塔数据库：内置《35-500kV送电线路通用设计型录》和部分典型设计的塔型数据，对杆塔数据可进行增加、删除、修改操作；3)导地线参数库：系统提供《电力工程高压送电线路设计手册(第二版)》的导线型号库，也可以使用旧标准《架空送电线路设计技术规程》的导线参数，地线提供GJ-35、GJ-50和GJ-70三种型号参数，也可以根据需要增加其他型号的地线；4)绝缘子串库：存放各电压等级绝缘子串的数据，主要是绝缘子串的长度、重量以及受风面积；5)交叉跨越规程库：按照《66kV及以下架空电力线路设计规范》和《110-500kV架空送电线路设计技术规程》的规定，输入了在当前线路电压等级下，跨越其他线路及铁路、公路、树木的安全距离，该安全距离支持自行修改，用于设计、校核时对地面、对交叉跨越物距离检查，系统具备不同地物净空距离、垂直距离阈值设置及预警提示功能；

S6.2：三维仿真建模：对输电线路杆塔本体、金具、导地线、绝缘子、通道、交跨物进行三维模型化建设，首先，输入杆塔本体的相关参数，系统自动生成线路杆塔三维模型，其次，将航拍地图进行处理，对地物进行编辑，增加交叉跨越物，被跨物的宽度、高度能够手动输入或使用自动提取功能获取，地物的位置可以利用高清晰的卫星图片精确选择；

S6.3：建立预警系统：依据《电力工程高压送电线路设计手册》，将线路比载计算公式、应力弧垂公式及其他必要公式导入系统，然后在系统中选择设置计算需要的重力加速度、冰密度、π值、荷载、比载、应力、弧垂及其他相关参数和公式，便于研究不同档距线路各垂直交跨物距离随温度、电流变化公式和不同档距水平交跨物距离在最大风偏下数值；

S6.4：建立在线监测系统：前端采集单元部署在杆塔上，并通过网络传输单元与监控中心通信连接，达到重要交叉跨越点或线路密集区域的实时在线监测功能。

9.如权利要求7所述的一种高压输电线路故障预警方法，其特征在于：所述的S7包括以下步骤：

S7.1：建立高压输电线路运行状态管控体系：首先，建立高压输电线路运行状态管控体系，梳理典型场景并分析这些场景下重要运行事件管控实现方法；其次，通过对重要运行事件的管控和指标进行分析，实现高压输电线路运行健康状态评价，发现高压输电线路运行管控业务薄弱环节；最后，制定适用于不同典型供电区域的综合评价体系；

S7.2：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系：建立高压输电线路运行状态综合监测终端体系使高压输电线路运行能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多元化的分析最大限度地把握配电设备的状态，及时发现单相接地等高压输电线路故障，依此制定合理的检修维护策略，从而提高配电设备可用时间，延长设备使用寿命；

S7.3：建立高压输电线路运行状态综合评价体系：建立高压输电线路运行状态综合评价体系，各项指标适应避免人工干预、满足自动计算的需求，保障评价结果的公平性，便于各单位的横向对比、纵向管控；基于统一的综合评价体系，各单位结合本单位的实际情况制定本单位的评价体系，可以根据不同时期关注点、侧重点的不同，灵活配置评价体系，以适应不同典型供电区域；

S7.4：建立基于综合监测终端体系的高压输电线路运行、设备状态、环境状态的即时监视优化模型：通过充分挖掘高压输电线路运行状态、设备状态、环境状态、单相接地故障监测数据之间的特点及关联性，建立全面反映现象、影响因素、监测数据指标特征内在联系的高压输电线路运行状态综合监测终端技术模型，以同时监测、互斥监测、监测资源、高压输电线路安全可靠限制因素为约束条件；

S7.5：采用声表面波传感技术和无线通讯技术的温度测量方法：采用声表面波传感器和GPRS/4G网络通信模块进行高压隔离和信号传输方法，实现对高压输电线路的温度实时在线监测，使温度检测具有良好的绝缘性和抗电磁场干扰性能，及时发现运行设备异常发热的安全隐患并发出告警，保证高压输电线路的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度；

S7.6：建立基于配电自动化运行管控的建设应用提升优化方案：充分挖掘含终端、通信设备等配电自动化设备运行状态综合信息并分析其价值，寻找提升配电自动化运行管控的建设应用的优化措施；

S7.7：建立基于信息化手段固化流程标准方法，实现跨专业横向协同：以各专业间的信息横向协同共享为基础，针对实际工作过程中业务流程流转速率慢、信息确认时间长、数据不准确等问题，建立待办任务池，实现对检修计划停电、带电作业、异动台区、数据治理维度应用为导向，实现高压输电线路各业务系统间的横向协同，提升各业务部门流程流转效率，全面提升精益化管理水平。

Images