??? 摘 要:? 介紹了輸電線路" title="輸電線路">輸電線路桿塔突發電流在線監測系統，它是用于檢測、記錄輸電線路桿塔工頻" title="工頻">工頻接地故障的專用智能型系統。該系統能24小時全天候記錄保存桿塔在發生工頻接地短路時的接地電流值，并通過GPRS傳輸平臺將實時數據發送至遠程業務監管中心。
??? 關鍵詞: 電流監測" title="電流監測">電流監測；? 射頻網絡；? 通用分組無線業務
?
??? 隨著電力工業的迅速發展，輸電線路覆蓋面不斷擴大，因雷擊、大霧、污穢而引起的輸電線路跳閘事故日益增多。在電力輸送線路中最常見的故障主要有電磁瓶擊穿產生的對地短路、線與線之間的搭線短路和人為短路等情況的短路故障。而一旦某處發生短路會使整條線路跳閘，造成大面積停電，而排除故障就需在整條線路上尋找故障點，所以，能否迅速發現故障點是排除故障恢復供電的關鍵。目前發現故障點的方法主要有兩種，一種是人工尋找，另一種用機械式短路故障指示器懸掛在各處的電力線上，可以在地面逐桿檢查，但是檢查時間也很長，都不能及時發現故障點。
1 系統總體結構
??? 輸電線路桿塔突發電流在線監測系統主要由突發電流監測網絡、遠程數據發送終端、手持機和遠程業務監管中心組成。結構如圖1所示。
?
?
2 遠端電流采集及傳輸
??? 電流監測器" title="電流監測器">電流監測器是專用于110kV及以上電壓等級交流輸電線路的桿塔短路突發電流監測裝置。電流監測器置于架設輸電線路的桿塔上，當輸電線路正常運行時，桿塔上沒有任何電流，電流監測器中的傳感器輸出信號為零或接近零。電流監測器結構如圖2所示。
?
??? 一旦發生故障，突發電流會經桿塔流向大地，電流監測器中的傳感器會檢測到流過桿塔的突發電流，射頻網絡將以無線接力通訊方式自動在各桿塔故障電流監測器之間將此故障電流信息送至遠程監管終端。基于無線射頻的數據傳輸原理如圖3所示。
?
??? 無線射頻數據傳輸模塊是采用高效FEC前向糾錯技術結合高性能的無線射頻IC及高速微處理器而開發出的一款無線通信模塊。最大發射功率23dBm（200mW）。ISM頻段工作頻率，載頻頻率429MHz～438MHz。基于FSK的調制方式，采用高效通信協議，在信道誤碼率為10-2時，可得到實際誤碼率10-5～10-6。具有低功耗及休眠功能，接收電流<32mA，發射電流<300mA，休眠時電流<30μA。該無線通信模塊具有很強的抗干擾能力, 全透明傳輸、體積小、功耗低、傳輸距離遠。射頻傳輸網絡工作原理如圖4所示。
?
3 遠程數據傳輸" title="遠程數據傳輸">遠程數據傳輸終端
??? 遠程數據傳輸終端主要由電源管理單元、數據采集單元、數據控制傳輸單元組成。其硬件系統結構如圖5所示。
?
??? 遠程數據傳輸終端采用嵌入式網絡模塊，可以控制采集模塊采集數據、處理遠程監控中心請求指令和采集模塊上傳的數據，通過GPRS/CDMA無線網絡將數據上傳給遠程監控中心。電源控制模塊是整個系統的動力供給，分為220V交流市電和直流12V、24V供電。正常運行時由市電為其供電，但遇到市電電壓波動或停電情況，備用電源開始啟動，其切換過程由電源模塊自動完成，無需人工干預，為系統正常工作提供能源保證。其工作狀態圖如圖6所示。
?
4 數據存儲及傳輸方案
??? 對采集的數據和遠程數據傳輸終端產生的與告警相關的數據，系統提供遠程數據傳輸終端本地存儲和監管中心數據庫存儲兩種方式。數據存儲方案如圖7。
?
??? 由圖7可知，采集到工作參數首先存儲在本地存儲器中，當監管中心向數據傳輸終端發送數據讀取指令時，當前數據和歷史數據通過GPRS網絡上報給數據傳輸終端寫入遠端數據庫，如果采集的數據異常，則數據傳輸終端自動向遠程監管中心發送告警信號，此告警信號存儲在歷史告警信息中，同時利用數據網絡SMS功能將故障信息發送至存儲在嵌入式模塊中的SIM卡號碼，可及時通知相關人員，便于異常狀態及時處理。傳輸原理如圖8所示。
?
??? 采用GPRS數據傳輸和射頻信號組網相結合的方案，對多點分布式小數據量數據通信具有組網方便、靈活、建設和運維費用低等優點，非常適合對輸電線路桿塔進行遠程數字監測。
5 監管中心系統
??? 監管中心的主要功能是收集、存儲數據和對運行參數的管理。監測中心設備由網絡接入設備、管理監控終端、數據庫存儲設備等組成，如圖9所示。監管中心通過GPRS和INTERNET網絡接受來自數據傳輸終端的數據，依據數據的類型先將接收到的數據以文件方式分類保存，然后將數據文件轉換為相應的標準數據庫文件并保存到數據庫中，實現監測中心對遠端數據的接收和存儲。
?
??? 監管中心數據的傳輸對象主要是遠程數據傳輸終端，傳送的數據有如下幾種：①遠程數據傳輸終端基本信息和參數，被監測的桿塔基本信息；②遠程數據傳輸終端查詢數據（如授權密碼等）；③監測中心控制指令；④遠程數據傳輸終端運行程序文件（如程序升級文件）。
??? 電力系統的運行狀況和國計民生息息相關，該系統提供智能檢測裝置，可記錄瞬間的線路故障電流及時間，引導工作人員迅速找到工頻接地故障點，能很好解決電力系統線路故障點尋找問題，射頻傳輸網絡在保證長距離有效通信的前提下，同時兼顧了實施成本問題，為提高工作效率、減輕工作人員勞動強度等提供了一種強有力的手段。
參考文獻
[1] ?YD/T 1093—2000 900/1800MHz TDMA數字蜂窩移動通信網通用分組無線業務（GPRS）隧道協議技術規范.
[2] ?RFC 1180 TCP/IP tutorial.
[3] ?電網安全運行準則與爭議處理規定應用手冊.
[4]?GB4208-93. 電器產品外殼防護試驗標準.
[5]?DL/T992-2006沖擊電壓測量實施細則.