适用于山区输电线路的故障信息传送装置

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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。
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（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
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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1.5km～2km，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。
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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
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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，将进一步了解接地点表示器的动作信息，以及山区送电设
备需要传送的维护信息，研究开发更适用于现场的输入部分的个别设
计，以及铁塔安装金具等。
摘自：日本中部电力公司网站《研究成果》