智能化高压输电线路光传感监测系统技术方案

1、目 录1.前言 22.输电线路监测中采用的光纤传感技术 23.总体方案 5 3.1 应用目标 5 3.2 系统特点 5 3.3 系统结构 9 3.3.1 系统构成 9 3.3.2 一体化传感数据采集/处理/分析系统 10 3.3.3 虚拟现实和gis集成专家管理系统 11 3.3.4 远程通讯系统 11 3.4 基于同构模型的监测系统 124. 应用功能包 13 4.1 灾害监测（控）功能包（box：bx001） 13 4.2 线路状态监测功能包（box：bx002） 14 4.3 运行辅助智能功能包（box：bx003） 15 4.4 故障精确定位功能包（box：bx004） 17 4.5

2、通讯光纤综合监测功能包（box：bx005） 185. 系统主要指标 18 6. 基于虚拟现实和gis集成平台的专家及管理系统 19 6.1 输电线路虚拟现实/gis集成平台架构 19 6.2 系统主要功能 20 6.3 数据库管理 21 7. 技术标准 221. 前言 近年来，气候变化和自然灾害尤其是冰雪灾害对电力系统输电线路的安全可靠运行形成了危害，并造成重大经济损失，对国民经济的发展影响极大。国内电网公司先后发布了一系列具有针对性的政策、规划、计划和指导性文件，全方位的寻求解决电网灾害控制问题，组织各方面的力量开展研究、试验等工作，随着各项工作的深入进行，取得了一系列成果，并逐步开展了现

3、场试验和应用，促进了灾害防范技术的进步和相关产业的发展，某些方面的技术和应用达到了国际领先和先进水平。实际上，灾害防范工作的重点就是采用先进的技术，解决重大灾害防范问题，但自然灾害的防范涉及从规划、设计到组织管理和现场应用技术等方方面面，即使要基本解决问题也需要集中各方面的力量，花大力气和很长的时间才有可能。要充分考虑电网的发展，从信息化、自动化方面整体把握、规划技术发展方向，将自然灾害防范技术纳入整体技术发展的轨道，向现代电网的目标迈进。 为了实现现代电网这一重大目标，构建智能电网或互动电网将是其中的重大关键点之一。智能电网或互动电网是近来一个热点，自美国提出智能电网的概念并规划电网智能化发

4、展目标后，国内电网公司的发展思路逐渐与国际接轨，研究中国特色的智能电网，并出现了数字电网、数字变电站等规划和实践，未来智能电网的发展将会是在提升服务理念的基础上，融合信息、自动化、通信、现代传感技术等而展开的广泛的多层面的规划和任务，对电网公司的各项工作产生深刻的影响。 本方案基于智能电网理念，采用光传感技术实现输电线路灾害监测、预警，运行状态监测和决策与管理，是新一代输电线路在线综合监测系统（技术）。2. 输电线路监测中采用的光纤传感技术目前，高压电力输电线路的安全监测手段主要有：视频监视、人员巡视，另外也安装有多种电类传感器，包括导线张力传感器、塔顶位移传感器、温度传感器、导线扭转角传感器

5、、加速度传感器和风力传感器等，用于测量输电导线的轴向张力、二维倾角、风速风向和温度、湿度等多个参数。高压电网环境恶劣，有强电磁干扰、监测距离长、范围广、温度变化范围大、湿度高、电腐蚀强等，并且必需要综合测量温度、应力、磁场、加速度、角度和位移等多个参量才能实时获得电缆温度、负荷、舞动、闪络等状态信息和准确判断事故的性质和影响程度。现有的测量手段都是传统的电类传感器，存在信息容量不大、测量效率不高、故障判断不准确、难以获取线路分布信息、电磁干扰绝缘要求高、成本高、传感器运行需要本地供电等缺点，因而无法满足当前国家对电力输电线路故障综合监测的迫切重大需求。光纤传这种介质具有抗电磁干扰和原子辐射、重

6、量轻、体积小、绝缘、耐高温、耐腐蚀、传输带宽大等众多优异的性能，是上世纪80年代以来推动人类信息社会前进的重要原动力。光纤相关产品包括两大分支，即：光通讯产品和光传感产品。前者已经具有非常成熟和广泛的应用，而光传感产品起步较晚，国外自20世纪80年代才开始商业化应用，国内自20世纪90年代开始进行小规模应用，本世纪以来，研究和商业化应用发展速度很快，产品种类迅速增加，规模化应用已经覆盖多个领域，呈现良好的发展势头，是极具潜力的新一代传感产品，这是因为光纤传感器能够对应变、压力、温度、振动、声场、折射率、加速度、电压、气体等各种参数进行精确测量，能够适应极端恶劣的环境。同时，由于光纤传输损耗低、

7、频带宽，使得光纤传感器在组网和传输距离方面，与传统的传感器相比具有无可比拟的优势。与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别，从而，光纤传感系统比电子式传感系统更安全，可以应用在常规电子系统不适合的危险地区。本方案中采用的光纤传感产品包括：光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤应变传感器、光纤化学传感器、分布式光纤泄漏传感器、光纤位移传感器、光纤加速度传感器、光纤磁场传感器、光纤湿度传感器、光纤腐蚀传感器等，用于同时监测输电线路温度、负荷、舞动、位移等多种参数。预期将给智能电网发展带来里程碑式的推动。光纤传感系统基本构成：应用平台光信号处理/光电转换单元各种光纤传感器 光纤信道 光

8、纤传感器包括各种不同原理、检测各种不同参量的点式、分布式的网络化传感器，由远方的光信号处理单元提供特殊的光源，扫描、检测应用对象或环境的物理量，经光电转换后送应用平台实现用户需要的功能。本系统使用的几种光纤传感器：（1） 应变传感器：用于测量受拉力后产生形变的对象。缠绕式应变传感器适用于大应变检测。 图1.小应变光传感器图2.缠绕式光纤应变传感器的结构（2） 锈蚀传感器：利用金属锈蚀产生的体积微应变，监测接地装置锈蚀情况。图3.力学原理锈蚀传感器结构 本方案中采用的光传感技术和产品是以产、学、研为依托，专门为电网公司输电线路智能化监测开发的套装光传感产品，具有完全的自主知识产权，在国内处于领先

9、地位。3. 总体方案3.1 应用目标 本系统基于在高压输电线路的电能输送、远程通信（opgw）二维应用基础上，建立综合监测应用体系，构成输电线路三维应用体系，实现智能化输电线路的理念。首次全面采用光纤传感技术，利用光通信和传感网络技术远距离、大容量、高速采集现场检测数据，从灾害监测、运行监测、实时状态评估和通信系统监测等方面构建完整的智能化输电线路监测系统，应用范围包括：Ø 灾害监测（控） 对冰雪灾害、风灾、雷击、地震灾害进行实时监测和预警，包括灾害形成、发生期间的识别和预警。Ø 线路状态监测 按照运行规范，对输电线路包括：地/导线、绝缘子、铁塔、金具、基础、接地装置、光纤

10、线路等运行状态进行实时监测和预警。Ø 运行辅助智能 按照运行管理规范，并考虑提升输电线路的动态运行性能，构建多种智能评估策略，包括：线路动态热容评估；动态增容策略；动态雷电防护性能评估；分布磁场影响评估；可靠性评估；输电线路防盗报警等。Ø 故障精确定位 基于电气网络模型和机电过程模型进行输电线路的精确故障定位，快速判断故障点。Ø 通讯光纤综合监测 对opgw、oppc以及adss等光缆或复合光缆的通信质量（例如：衰耗、断纤等）和环境影响参数（例如：温度、应力）实现实时监测和预警。3.2 系统特点 与传统的电子式监测系统和管理功能比较，本系统具有以下突出的特点：1）

11、全光传感、完全自主知识产权 本系统现场数据采集采用了10种以上具有自主知识产权的光纤传感系统,包括光纤传感器和站（局）端光解调装置，构建全光传感监测系统。与传统电子式传感器系统比较有下列优势：ü 无电子器件，本质安全；ü 传感器及其信道无明显的电气节点，具有很高的绝缘性能，无需考虑电气绝缘问题，避免了监测对象对检测系统的强电气冲击，结构简单；ü 不受电磁干扰影响，传变信号真实；ü 体积小、安装方便、工艺简单；ü 产品质量稳定、耐用，不易损坏；ü 成本低廉，性价比最高。2）集中式远程数据采集模式 高压输电线路属于远距离分布式恶劣环境下测

12、量对象，电子式测量系统只能按照现场采集终端（子站）模式构建系统，由此带来以下影响：ü 采用全光传感和网络化通信技术，消除了一般电子式现场终端设备的各种缺点（现场取电、设备复杂、可靠性相对较低、需要维护和校验等），不增加运行和维护成本；ü 每个子站的可靠性影响系统可靠性指标；ü 局部（子站）数据采集并汇总的过程长，环节多，影响实时识别与判断的准确性；ü 系统建模实际上是多层结构，底层对局部对象的识别建模，给出局部的初步识别结果，专家系统给出总体的辨识结果，局部的数据、结果由于时空差异性影响专家系统模式识别的准确性；ü 公共资源难以统一管理，例如各

13、子站gps时钟状态、电源状态等。 本系统由于采用光纤传感器和远程光通信技术，构成了集中式（主站、信号源、电源统一管理）监测系统，可避免由于远程分布式检测对象（远距离输电线路）对采集数据的时空差异性影响，采集数据规范、准确，系统可靠性好，也便于远程动态调整监测策略（模式），系统智能化程度高。3）传感器信道归一化 电子式现场终端由于检测对象不同、使用的传感器不同，其连接信道也不统一，信道结构复杂，容易出问题。 光传感系统经光纤通信信道传送信息，采用时分、频分复用技术，简化信道，使得系统结构简单，可靠性高。4）现场监测无源化分布式单元结构 现场采集单元只是集成了各种光纤传感器，构成就地光传感矩阵，并

14、网络化，即矩阵内所有光传感器均接入光纤通信网，信号源经通信光纤由远方站端设备提供，取消了电源单元，对于现场采集终端就地取电问题（供电可靠性）是一种很好的选择。 通信光纤利用opgw或oppc或adss光通信线路，在现场铁塔上利用接续盒，将该点的矩阵光传感器接入备用光纤。5）网络化大容量高速数据采集 传统电子式现场采集终端独立采集、分析数据，经远程无线通信（gprs、cdma等）回传数据，无法实现采集系统的网络化，因此系统性能较低，系统容量、信息传送速度一般。 光纤传感器本质上是数字式处理技术，例如：传感器光波长的偏移对应监测对象的物理量变化，很容易构建网络化传感系统，而光通信平台（opgw、o

15、ppc、adss等）为建立网络化大容量高速数据采集系统提供了可能性。 本系统所有光纤传感器均具有网络化能力。6）故障定位技术 传统的高压输电线路故障定位都是基于对故障时的电气参数计算、判断定位故障点，定位精度不高，约5001000米。本系统采用两种新的定位理论和方法，即：1. 根据故障时在opgw金属层感应电流的分配和电流极性方法定位故障点；2. 利用检测故障时的机电过程，如振动、温升等现象的方法定位故障点。定位精度可达到20米左右。7）同构模型技术，实现物理意义上的智能输电线路 本方案的创新型研究课题是采用同构模型的理论和方法，实现光通讯和光传感一体化，即：将光纤传感器在opgw、oppc复

16、合地导线生产过程中嵌入其中，实现与通讯光纤同缆（线），从而取消了外置传感器数据采集设备，并可实现沿输电线路的多点实时监测，可靠性也很高，该方法还得到了opgw等电缆厂家的青睐。这是基于如下技术的应用：² 光纤传感器体积很小，嵌入工艺不复杂，不会影响导地线的性能；² 光纤传感器网络化，能够在一根光纤上集成数十到上百个传感器；² 传感器信道与通信信道可共用。 8）信息融合技术与虚拟传感器技术 对传感器系统基于信息融合和关联矩阵技术进行设计，在满足监测要求前提下，依据关联系数提高单个传感器的使用效率，即单个传感器完成一个以上的监测任务，虚拟多个传感器。另一方面，依据关联

17、系数，其它传感器组能够对先前的检测结果进行校核，提高识别和判断的可靠性。9）开放式功能包架构 系统监测功能以功能包的方式，由用户定制，例如：灾害监测功能包，包含了冰雪灾害、风灾、地震灾害等三个模块，现场传感器和站端采集处理设备分别配置以实现三个模块的功能。功能包是开放式结构，用户可根据现场具体情况决定是否选择该功能 包以及包内功能模块，无论是对于监测系统的规划设计还是现场终端单元的选型和配置都是非常方便和灵活的。10）智能传感器技术 传统数据采集器传感器的功能、精度、量程在制作完成后是固定的，一经选用则系统的功能、结构、精度和测量范围也确定下来。光纤传感器的原理提供了一种创新应用方式。有些光纤

18、传感器的精度、量程甚至功能（不同量纲）等，由传感器和站端信号解调设备，甚至计算方法决定，因此，应用时在满足基本要求的前提下，其性能可动态调整，调整策略由管理软件决定。例如：本系统中应变传感器可作为拉力、振动和腐蚀传感器使用，调整信号源参数可得到不同准确度和量程，按照量纲选择不同计算公式得到测量对象的相应参数，这是智能传感器的重要含义。 智能传感器技术对于提升系统智能化水平、降低系统成本，优化备品备件管理具有重要意义。11）智能输电线路技术 本系统中智能输电线路技术包括三个方面： （1）自动化、数字化监测技术应用； （2）信息融合技术、数学模型和仿真模拟验证技术、传感网络技术、基于故障感应电流分

19、配信息的故障定位技术、专家系统技术、虚拟现实/地理信息平台技术等。 （3）实时动态监测策略Ø 线路运行性能的动态评估；Ø 监测策略的动态调整： 针对现场情况，自动调整监测重点，两层识别功能结构（预警监测、识别监测），从而优化系统资源（缩小采集间隔、连续监测等）的分配，提高执行效率和可靠性。12）长寿命免维护光传感技术 光纤传感器是长寿命（15年甚至数十年）、免维护和免校验产品，运行维护成本可做到最低。13）采用国内最新气象学模型研究成果 正与国内专业研究权威单位研发最新输电线路应用气象学模型，提升专家系统应用水平。3.3 系统结构3.3.1系统构成 系统由站（局）端数据采集

20、和管理系统、远程通信信道、现场传感监测单元构成，见下图。 图4.智能化高压输电线路监测系统结构3.3.2 一体化传感数据采集/处理/分析系统 一体化传感数据采集/处理/分析系统采用模块化结构，按传感器类型配置功能模块，如图： 图5.一体化传感采集处理分析系统及结构 一体化传感采集处理分析系统包括主控单元、光传感解调阵列和接口三部分。主控单元： 与管理系统接口，接收采集和控制策略指令，执行南方电网输电线路灾害（覆冰）预警系统通信规约2009年（征求意见稿），对采集数据进行分析、过滤，转发管理系统。输出下行控制命令，根据控制策略设置或调整光传感阵列工作参数，如：采集周期、间隔，传感网络配置参数，传

21、感器参数（信号源侧）配置等。就地数据存储空间：1g。光传感解调阵列： 由本系统使用的各种光纤传感器信号解调处理模块构成，是传感器系统局端设备，采用光波分、频分复用和时分复用等并行通信技术，高速处理现场传感器数据采集，以网络访问方式访问光纤传感器。光纤接口： 系统经光纤接口接入站内光端机设备，经opgw或oppc或adss备纤构成光传感网络。 本系统上行和下行接口为网口和独占光口，工作电源：交流220v。 3.3.3 虚拟现实和gis集成专家管理系统 管理系统基于地理信息系统gis和虚拟现实技术构建技术平台，集成各种应用管理模块和专家智能模块，完成基于各种应用数学模型和知识库的灾害监测、分析与评

22、估，运行辅助智能等功能。 管理系统的开放性满足与其它管理系统的数据交换，实现融冰过程之实时监测与融冰装置的协调控制。 管理系统根据需要可配置在站端或电力公司业务管理部门。 详细内容见“6.基于虚拟现实和gis集成平台的专家及管理系统”。3.3.4 远程通讯系统 与采用电子式终端设备的监测系统不同，本系统与其最大区别是利用高压输电线路的opgw或oppc光通信复合地、导线的通信光纤（备纤），构成光传感网络，同时进行远程通信。 根据设计规范，opgw地线之光缆可在铁塔处开断，经中间接续盒（参见中天科技接续盒技术规范）接续，光缆引下线和接续盒安装于塔身，为光纤传感器提供信道。现场光传感终端单元见下图

23、： 图6. 光传感单元（终端）结构 多条传感网络光纤按应用和传感原理分组，即网络分配，经“汇聚”后与引下光缆接续。引下光纤数n与传感网络光纤数m可以相等，也可以不相等，由传感技术本身决定。 单路传感网络可接入一种以上传感器，沿线路方向分布式安装于各铁塔处。 完整的远程通信系统结构如下：图7.光传感通信系统结构 考虑到特殊场合应用需要，作为备用信道，系统提供类似电子式终端装置的gprs通信方式终端装置，具有部分传感功能和光纤视频功能，太阳能就地取电模块，还包括满足南方电网灾害预警系统通信规约协议模块。3.4 基于同构模型的监测系统将光纤传感器直接嵌入到opgw或oppc内部，实现输电导线的智能化

24、（目前opgw能应用于220kv及以上输电线路，oppc能应用于220kv及以下输电线路），构建未来型智能输电线路。4. 应用功能包 针对监测对象和任务，集成传感单元、站端控制单元和控制策略，构建功能包。用户在应用设计时，可根据输电线路走廊的特点，针对不同灾害环境、运行要求，灵活组织实用功能包内容，构建“定制”的监测系统。4.1 灾害监测（控）功能包（box：bx001）1） 冰雪灾害监测（控）模块功能（block：bx001/bl01） 按照“电力工程气象勘测技术规程”关于覆冰计算的规定，依据实时监测数据，计算覆冰参数，作出覆冰状况的预报。监测参数垂直档距内导/地线综合荷载(导/地线自重、冰

25、重、风荷载)、绝缘子倾斜角、杆塔水平张力、风速、风向、大气温度、湿度、雨量、振动、(覆冰)闪络电流、光学视频摄像(辅助参数)数学模型覆冰载荷计算冰厚计算弧垂计算杆塔不均衡张力计算微气象模型决策与控制气象预警、覆冰预警、冰闪预警、弧垂距离安全预警、不平衡张力（覆冰、脱冰）预警、脱冰监控策略（与融冰装置交换信息）、区域覆冰分析等2） 风灾监测模块功能（block：bx001/bl02）监测参数导/地线风偏角、“张力”、风速、风向、振动、闪络电流数学模型大风舞动计算（风速、幅度、频率）安全距离计算决策与控制风灾评估及预警3） 雷击监测模块功能（block：bx001/bl03） 监测参数振动、磁场、

26、闪络；雷电定位系统定位信息数学模型雷击定位计算直击、反击、绕击识别决策与控制雷击评估及预警4） 地震灾害监测模块功能（block：bx001/bl04） 监测参数振动、位移、应力数学模型塔基应力计算塔基位移计算决策与控制滑坡预警、震损分析 4.2 线路状态监测功能包（box：bx002）1）温度监测（block：bx002/bl01）监测参数导、地线，金具温度、风速、环境温度、湿度数学模型导地线温度校核决策与控制导、地线，金具温度预警2） 应力荷载监测（block：bx002/bl02）监测参数铁塔垂直荷载：塔体、导线、地线、金具、覆冰荷载； 铁塔水平荷载：风荷载、断线荷载、地震荷载、导地线水

27、平拉力输电线路应力：沿线应力分布绝缘子应力：水平应力、垂直应力数学模型铁塔基本荷载计算导线拉力校核决策与控制荷载异常预警3） 绝缘子污秽监测（block：bx002/bl03） 采用基于泄漏电流特征量的最大泄漏电流法和脉冲计数法技术方案，监测沿面泄漏电流、空气间隙放电电流、覆冰桥接泄漏电流，对污秽状况进行评估，综合覆冰情资、雷电情资，对闪络作出预警，并识别污闪、冰闪或雷击闪络。监测参数绝缘子泄漏电流、泄漏电流脉冲、湿度、放电（闪络）声波、覆冰信息数学模型最大、平均泄漏电流计算泄漏电流脉冲统计计算闪络的模糊识别模型计算：污闪、冰闪、雷击闪络（反击闪络）放电（闪络）声波识别决策与控制污秽评估与预警

28、、闪络预警 4） 线路损伤监测（block：bx002/bl04） 对因导地线的振动、舞动引起的金具和线路疲劳变形（弯曲应变）进行检测和损伤评估，并预警。监测参数交变张力、振动引起的弯曲应力数学模型弯曲应变计算决策与控制疲劳损伤预警5） 振动舞动监测（block：bx002/bl05）监测参数气温、风速风向、覆冰厚度、风偏角、应力、频率数学模型导、地线振动计算横担和塔身振动计算次档距振动计算导、地线舞动计算安全距离计算决策与控制振动预警、舞动预警4.3 运行辅助智能功能包（box：bx003）1） 动态耐雷水平评估（block：bx003/bl01） 由于输电线路所穿越地区的地理条件和气象条件

29、多种多样,遭受雷击的可能性也较高，约50%以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的。因此,输电线路防雷是保证安全供电、减少电力系统雷害事故及其所引起的电量损失的关键。为了防止雷害事故的发生, 准确地评价传输线路上的雷电波性能就显得极为重要。 本系统遵循设计规范中耐雷水平计算标准，在特定条件（电压等级、杆塔形状、电晕系数等）下，从土壤电阻率、接地引下线电阻、接地装置电气连接部分耦合程度对耐雷水平的影响，对其进行动态（定期、实时）评估。监测参数土壤湿度、引下线锈蚀度、连接部分和交叉电阻温度数学模型锈蚀膨胀系数计算可用度模型锈蚀度计算电气耦合交叉电阻温升和可用系数计算决策与控制耐雷水平评估、耐雷性能

30、预警2） 动态增容评估（block：bx003/bl02） 许多输电线路输送容量会受静态热稳定的限制,它是根据当地严峻的气象条件下,控制导线载流后发热引起导线最高允许温度时的强度损失而决定的。气象条件在我国一般定为环境温度为+40、风速015m/s、日照强度1kw/ m2,最高允许温度定为70。但大多数运行情况下气象条件远比该规定好,如环境温度较低、风速较高等。因此,规定的线路最高允许温度在大多数情况下不会达到,静态热稳定限额限制了线路的输送能力,在夏季高峰负荷期间和系统n-1 事故(n个设备中有1个故障)时尤为突出。通过对导线温度或弧垂的实时监测,加上气象条件数据,实时计算出线路的动态热稳定

31、额,充分挖掘线路潜在输送能力,实现已有输电线路增容。 本系统对输电线路的热容量进行动态评估，并满足两种动态增容控制策略的要求，即：1）导线允许运行最高温度+70不变, 根据运行环境实际情况（边界条件）核算线路载流量，确定增容策略；2）环境温度仍按+40考虑，线路上的风速和日照强度完全按规程要求设定，提高导线允许运行温度到+80+90，确定增容策略。监测参数导线张力、倾角、温度、负荷电流、气象信息（温度、风速、风向、雨量、太阳辐射等）数学模型弧垂计算线路载流量计算（摩尔根公式）动态定额计算（采用ieee std.73821993的导线热平衡算法）暂态（方程）运行计算：暂态温升越限与否决策与控制热

32、容量评估、增容策略3） 电磁环境监测（block：bx003/bl03） 本系统对工频电磁场进行监测，预测工频电场对周围环境的影响。监测参数长直线路附近的电场强度、线路下(或附近)有建筑物时的电场强度（畸变电场）、线路转弯处的电场强度。数学模型长直线路附近的电位计算线路下(或附近)有建筑物时的电位计算线路转弯处的电位计算基于enn神经网络的档距内空间电场分布计算决策与控制场强危害评估4） 输电线路防盗报警（block：bx003/bl04） 基于振动和应变原理监测杆塔和线路，及防盗报警。监测参数铁塔、金具、导线振动和异常应变数学模型不规则振动和应变识别模型计算决策与控制防盗预警4.4 故障精确

33、定位功能包（box：bx004）1）机电过程故障定位算法（block：bx004/bl01） 基于故障机电过程（振动、发热、应变）和三层信息融合模型的神经网络法定位故障点。监测参数导、地线的振动、温度、应变数学模型振动传递模型计算温度传递模型计算应变计算信息融合神经网络模型故障点计算决策与控制故障提示2）感应电流分布故障定位算法（block：bx004/bl02） 依据输电导线故障时在opgw金属层感应电流围绕故障点分布和电流极性变化的特性，利用感应电流分配模型来识别故障位置。监测参数区域地线各档距感应电流数学模型感应电流分配及故障点计算决策与控制故障提示4.5 通讯光纤综合监测功能包（box

34、：bx005） 针对opgw、oppc和复合海缆，对通讯光纤的状态参数和环境参数进行监测。监测参数衰耗、断纤、环境温度、应力数学模型光纤故障（衰耗、断纤）点计算决策与控制通信质量评估、环境参数影响评估5. 系统主要指标 ² 系统容量：1000点（传感器）² 传感器典型访问时间：10毫秒² 传感器工作环境温度：-40200² 传感器平均使用寿命：15年² 系统平均无故障时间mtbf：30000小时² 站端装置工作温度：050 ² 站端装置工作电源：交流220v6.基于虚拟现实和gis集成平台的专家及管理系统 虚拟现实是在计算机

35、中构造出一个形象逼真的模型。人与该模型可以进行交互，并产生与真实世界中相同的反馈信息，使人们获得和真实世界中一样的感受。 包括利用信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、识别和合成技术等集成虚拟现实环境所包含的大量的感知信息和模型。 本系统将虚拟现实技术与成熟的电力gis技术相结合，在其集成平台上对空间数据和非空间数据的管理，以及利用虚拟现实技术模拟灾害形成过程及其仿真场景，实现输电网的运行和维护管理；以专家系统为依托，采用信息化、智能化技术，实现输电线路的智能化应用。 6.1 输电线路虚拟现实/gis集成平台架构 本系统选用oracle关系数据库，map lnfo作为gis平台，集成vb

36、6o开发环境。采用vrml 语言建立,用java 语言控制,用jdbc2odbc 与空间数据库和电力设备属性数据库的连接，以在线监测数据为核心，从而实现可交互的三维输电网络运行管理系统。图8.虚拟现实/gis集成平台架构6.2 gis系统主要功能（1）在电网图、一次接线图上提供漫游、开窗、放大、缩放操作，浏览电网设施、线路类型、分布情况等，并提供鹰眼图，方便全貌浏览，通过鹰眼图取景框的移动、放大、缩小操作，主视窗内将显示相应部分；（2）提供点、线、面编辑修改工具，可在地理背景图上增加和删除、修改建筑物、地物点、街道等基础地理信息。为了方便绘图，提供点、线的自动捕捉；（3）提供度量尺功能，方便图

37、形上测距；（4）可对道路、地名、变电站、输电线路、高压电缆、输电杆塔等进行查询定位；（5）在电网图、接线图、查询设备相关的属性信息；（6）可以对指定地图区域内的电力设备信息进行查询统计；（7）可以通过设备的的名称或编号能迅速查到该设备的空间信息和相关属性信息；（8）提供对地物、道路、线路等设施的周边数据信息进行查询；（9）提供通过线路查询线路相关的信息，如设备、杆塔等；（10）杆塔附属设备定位，金具、绝缘子等设备可通过杆塔坐标定位；（11）浏览全局图形的同时，提供了放大镜工具，实现局部图形的放大，能在统览全局图时，可查看某一局部详细信息；（12）能够设置打印样式、纸张大小、添加说明文字进行打印

38、；（13）能支持打印机、绘图仪、网络打印；（14）通过空间查询方式查询：线路信息、杆塔信息、杆塔附属设备信息、变电站信息；（15）对输电网络中的各种信息进行多种方式的空间统计。可按线路进行统计；按行政区、供电管理区域进行统计；可用鼠标在图形窗口设定矩形、圆形或不规划多边形等任意范围，对此内的各类信息进行统计。统计结果可以打印输出；（16）主网专题图包括输电线路联络图、输电线路交叉跨越图、输电线路沿村示意图以及输电线路相位图等，可以根据需要进行扩展；（17）三线图是系统依据线路的塔号、塔型号、档距、导线型号等基础信息生成，并通过三线图直观的反映线路上导线连接情况，金具、引线输电塔的相对位置、跨越信息、三根导线的相位变换、支线情况以及通过统计能够反映整条路的杆塔、导线、金具的资产情况；（18）将目标范围内的地表特征和输电网用三维模型形象化，并提供断面图、杆塔定位图和三维立