适用于山区输电线路的故障信息传送装置.doc

适用于山区输电线路的故障信息传送装置1.开发的背景及目的由于 60的输电线路路经山区，在检修时要徒步前往，因此费时又费力。如果把事故信息自动反馈到相关管理部门的话，就可以大幅度提高线路巡检工作的效率。日本中部电力公司基于此目的，开发出了一种简便易行、且成本较低的检修信息传送装置。2.发送接收装置的基本设计思路（1）发送方式由于该发送装置使用的是低成本、小电力的特定无线电台（出力：10MW 以下），因此，无需申请许可。就发送方式来说，考虑到无线电台的功率和使用在山区这种需要，采用的传送方式并不是从发送站直接发送到基地接收站的方式，而是如图 1 所示，是通过设置在各级铁塔上的中转装置，由发送站（铁塔）依次把信息传递到相邻铁塔的中转通信方式（多米诺方式）。相反，如采用各铁塔对接收站的直接传送方式的话，即使使用常规的无线通信装置，但由于山区的关系，电波也会难以到达。此外，还会带来申请通信许可证、频率分配以及成本等方面的问题。1（2）节省电力该装置的电源部分采用的是蓄电池式太阳能板，为尽量减小蓄电池及太阳能板的占用空间，在无线电模块的发送接收模式中添加了自动保存功能（见图 2）。例如，1 号铁塔发生了事故，其事故信息首先被存储、记忆，10 分钟后由信息传输定时器把存储的信息发送到下一级铁塔（2 号），此时，2 号铁塔为接收模式，2 号铁塔把接收到的信息再结合自身的信息发往下一级铁塔。各站点根据设备本身自带的 GPS 的定时信息来决定模式的启动及转换时间，这样可以防止各站点出现计时偏差。由于该设备具备了节能特性，因此，5 天之内可不用充电。（3）中转装置的故障处理功能该装置另外一个功能就是，即使中转装置出现了故障，也能把信2息准确地发送到总站，并且可把中转装置的故障信息一并发送。此次开发的发送装置的传递范围大约 1.5km2km，因此，传送途中即使 1个中转站发生了故障也能跳过故障点进行发送接收，此外，在发送的信息中带有所有发送点的 ID 代码，因此，可以判断出跳过或接收到的信息是哪一级塔的。因此，可得出上一级塔站的装置发生了故障，故障的信号被发送到下一站，这样就可圈定故障设备。3.发送接收装置的制造根据上述标准试制的发送接收装置外观以及内部电路如图 3、4 所示。可以看出该装置的前盖与太阳能板为一体，尺寸为(H)330(W)230(D)128mm，这是由太阳能板所必须的面积来决定的。图 4 为该装置的内部结构。为防止噪音、雷电侵入波，发送接收单元被装在铝压铸的箱体内，重量约 4 公斤。4.抗雷电冲击的性能试验该装置被安装在铁塔的顶部，因此，必须对其耐雷性能进行评价，其中包括雷电冲击电压、雷击电流等。3为防止雷电侵入波，在该装置的电路中插入了侵入波保护组件。（1） 侵入波保护组件图 5 为发送接收单元的内部构造。此次开发的装置中增加了天线以及在收发装置之间增加了保护单元。在天线进出侧的对接地之间插入了充气管式避雷器，可对侵入波电流进行放电。另外，旋管冷凝器的快速流通过滤器可截断直流成分。在对接地上连接了电抗线圈，可防止因刮风等产生的静电。(2)雷电冲击的试验结果冲击电压是以 IEC 的“室外通信发送接收装置试验”为依据进行评价的。对雷击电流，参照的是安装在铁塔上的具有传送功能的故障区域检测装置的性能试验条件。试验的结果没有受到雷电冲击的影响，中转设备的动作是正常的，能够满足规定的抗雷电冲击的性能。5.实地的传送试验如图 6 所示，把研制的发送接收装置安装在实地 77kV 输电铁塔的顶部，对潮流、电场对发送接收的影响，以及可发送接收的4范围等进行了验证。现场试验结果表明，没有受到输电线噪音的影响，可传递 2 公里左右的无线数据。6.研究成果及今后的推广此次对研制、开发的装置进行了发送接收及抗雷特性的验证，认为可以满足实用所必要的条件，可以说该装置的基本开发已经完成。今后，将