2009年國家提出進行智能電網建設，極大地促進了在線監測技術的大發展。2010年初，國家智能電網建設規劃報告中提出加大對輸電線路狀態監測裝置及其系統的研發，全面建成國家電網公司和各網省公司的輸變電設備狀態監測中心系統，實現對特高壓線路、跨區電網、線路大跨越、災害多發區線路的環境參數和運行狀態參數的實時監測，開展輸電線路運行狀態評估，及時給出預警信息和狀態檢修策略。目前，輸電線路在線監測技術監測對象涵蓋了線路運行的主要方面，包括：1）導線、絕緣子、避雷器、桿塔等設備自身故障；2）自然災害對輸電線路造成的破壞；3）人為因素對輸電線路的破壞等。

1 技術發展

國外美國、加拿大、日本等發達國家較早開展輸電線路在線監測技術研究，并進行了大量的試驗和理論研究，取得了豐碩的成果，如澳大利亞紅相公司開發的絕緣子泄漏電流在線監測系統等。國內輸電線路在線監測技術起步較晚，自1990年開始，大體可以分為三個階段：

第一階段（1990～2000年），國內清華大學、西安交通大學、中國電科院、武高所等科研單位陸續開展在線監測技術方面的理論研究工作，進行了絕緣子泄漏電流在線監測技術的探索與研究。但此階段由于對在線監測的作用認識不足，且受制于電源技術、通信技術和傳感器技術等，輸電線路在線監測技術多處于實驗研究階段，尚沒有大范圍應用的商業化產品。

第二階段（2001～2009年），隨著國家輸電線路運行維護的需求以及通訊技術、傳感器技術的快速發展，國內科研院所和專業廠家陸續開發了部分在線監測產品。如武高所和中國電科院等單位研發了雷擊定位系統；西安金源、西安同步、珠海泰坦等公司陸續開發了輸電線路覆冰、導線舞動、線路防盜、圖像監控、導線測溫等在線監測裝置，并逐步在電力系統推廣應用，取得了較理想的應用效果。2008年，南方電網冰災事故使人們越發認識到了在線監測技術在線路狀態檢修中的巨大作用，此后，南方電網公司成立了專門的線路覆冰研究中心，并積極推廣應用覆冰監測與融冰裝置。2011年貴州電網再次發生大面積覆冰事件，基于上述裝置實施300余次線路融冰避免了線路倒塔等事故，保證了貴州電網的正常運行。在這十年里，在線監測技術發展迅速，但在實際運行中也存在一些問題，如廠家之間缺乏交流、系統架構不規范、裝置接入不統一、相關標準不健全、裝置運行不穩定、孤島運行等問題。

第三階段（2010～至今），2010年國家智能電網建設全面實施，依據線路運行實現“狀態化、標準化和安全化”的總體要求，國家電網公司積極致力于建立并不斷完善狀態監測標準體系，頒布了《輸電線路在線監測裝置通用技術規范》等14項標準，并委托中國電科院建設了輸變電設備狀態監測裝置入網檢測實驗室。同年8月，國家電網公司基于生產管理信息系統（PMS）完成了輸變電設備狀態監測主站程序開發，實現輸變電設備狀態監測信息匯總、展示、統計分析等功能，為狀態檢修輔助決策提供監測數據。從2011年10月開始，國家電網公司啟動了狀態監測系統與空間信息服務平臺（GIS）、電網視頻統一平臺、安全接入平臺等的集成工作。

截至2012年10月，27家省公司和國網運行分公司已完成主站系統部署工作，其中陜西公司等17家單位已切換至正式服務器，初步具備開展監測數據分析、設備狀態預警的條件，已在電網迎峰度夏和應急搶險中逐步發揮作用。目前，各在線監測生產廠家依據行業標準，不斷加大研發力度，努力提高產品質量，在線監測技術得到了快速發展。

2 技術架構

智能輸電線路在線監測系統架構設計如圖1，其主要分為網省側PMS、狀態信息接入網關機（CAG）、輸電線路狀態監測代理（CMA）、狀態監測裝置（CMD）和通信網絡等。CMD種類包括：微氣象監測、絕緣子污穢監測、避雷器監測、導線溫度監測、圖像監測（不包括視頻）、覆冰監測、舞動監測、微風振動監測、風偏監測、桿塔防盜監測、桿塔傾斜監測和導線弧垂監測等；CMA通過I1協議接收CMD發送的采集數據，進行數據分析和加密并通過I2協議發送至網省側狀態信息接入網關機（CAG）。CAG重點發展各種集約、高效、智能的信息匯總、信息標準化和信息安全接入技術，CAG以標準方式遠程連接CMA，接收并校驗各類在線監測信息，并可以對CMA進行遠程控制。國網監控中心通過工程生產管理系統（PMS）對接入的各類在線監測信息，集中存儲，分析和處理。對比傳統輸電線路在線監測技術，智能電網輸電線路在線監測技術為解決不同在線監測裝置之間缺乏統一的標準、規范和數據安全等問題，增加了輸電線路CMA，其將輸電線路相應監測裝置的采集數據匯總后，統一發送至CAG；對前期已經運行的傳統在線監測裝置，通過增加前置子系統實現協議轉換，將非標準裝置以標準協議接入CMA。

這里需要注意的是：輸電線路視頻監控系統結構與圖1中的數據類監測系統不一樣，其系統架構見圖2。前端視頻設備通過3G網絡，走VPN通道將數據發送到安全隔離平臺，在安全隔離平臺上以端口映射方式，進入統一視頻監控后臺的內網，以實現內外網的物理隔離。安全隔離平臺通過采用端口映射方式來保證前端視頻裝置及視頻后臺通訊的暢通?；蛘咔岸嗽O備通過OPGW網絡直接接入統一視頻監控平臺。盡管國網標準已經定義了標準的數據接入方案，但在視頻接入工程中發現各個省公司的統一視頻后臺搭建并不一致，由此引起視頻接入方案存在多種形式。

傳統輸電線路在線監測技術在抵御災害、保障電網安全運行方面發揮了積極的作用，但也存在一定的問題，比如，由于不同的在線監測裝置缺乏統一的標準和規范，造成各個生產廠家的設備不能互聯、互通，無法將輸電線路上的不同廠家、不同種類監測設備接入到統一的在線監測中心，無法滿足智能電網集中監視、分析診斷和評估預測的要求。智能電網輸電線路在線監測系統的特點和優勢在于：

(1) 標準化：通過增加CMA實現線路各類在線監測裝置的標準化接入；

(2) 全面化：系統監測信息更加全面，可以實現線路、桿塔、絕緣子、微氣象等線路運行狀態的全面監測，有利于提高特高壓輸電線路在線監測水平；

(3) 智能化：基于PMS進行輸電線路運行狀態評估與預警，并可將各類計算下，模型嵌入到狀態監測終端實現其智能化。

在線監測技術是真正實現狀態檢修的重要基礎，但在線監測裝置由于發展時間短、運行條件惡劣等原因還存在一些問題。例如，2008年冰災后，南方電網安裝了大量覆冰監測和圖像/視頻監測等在線監測裝置，在線路運行監測中發揮了很大的作用。但在實際運行中也存在一些問題，2012國家電網公司初步統計輸電線路在線監測產品的故障比例高達32%，比如：覆冰監測裝置能較準確的監測線路拉力的變化，但監控中心覆冰厚度計算模型的計算精度差，電力公司工作人員往往只能根據線路的拉力變化，粗略估計線路覆冰情況；此外，圖像/視頻監測裝置在大風、冰雪等惡劣天氣下，拍攝到的圖片模糊不清甚至拍攝不到圖片?？傊?，在線監測裝置在可靠性、使用壽命、準確性方面與用戶要求尚存在一定差距，上述問題既有裝置本身的原因，也有用戶管理維護的原因以及產品缺乏行業標準無法指導生產等原因。為了使在線監測技術真正成為防止電網大面積停電事故的關鍵技術，2012年9月，受國家電網公司運維檢修部的委托，中國電力科學研究院在北京組織召開了“制定輸電線路在線監測裝置工程化應用措施會議”。主要對目前在線監測裝置設計開發流程中的問題、不同在線監測裝置存在的問題以及設備后期運行維護存在的問題進行了深入研究，分析了問題存在的原因并提出了相應的解決措施。下面將從技術標準、入網檢測等方面進行相關分析。

3 技術標準

由于早期行業沒有統一的技術規范，各廠家各自為政，往往在同一監控中心出現多家監測主機，系統存在架構不規范、裝置接入不統一、孤島運行、系統不穩定等問題，對用戶使用和系統維護造成很大麻煩。2008年南方冰災事故后，南方電網公司迅速對在線監測通用技術規約及通訊協議做出了規定。2009年國家智能電網規劃中指出：在線監測裝置應滿足“信息化、自動化和互動化”以及線路運行應實現“狀態化、標準化和安全化”。隨后，國家電網公司積極致力于建立并不斷完善狀態監測標準體系，研究制定了《輸電線路在線監測裝置通用技術規范》、《輸電線路氣象監測裝置技術規范》、《輸電線路導線溫度監測裝置技術規范》、《輸電線路微風振動監測裝置技術規范》、《輸電線路等值覆冰厚度監測裝置技術規范》、《輸電線路導線舞動在線監測裝置技術規范》、《輸電線路導線弧垂監測裝置技術規范》、《輸電線路風偏監測裝置技術規范》、《輸電線路現場污穢度監測裝置技術規范》、《輸電線路桿塔傾斜監測裝置技術規范》、《輸電線路圖像視頻監測裝置技術規范》、《輸電線路狀態監測代理技術規范》、《輸電線路在線監測系統數據庫技術規范》和《輸電線路監測系統集成技術規范》等14項。這些規范的制定為監測裝置的標準化研制創造了良好條件，對于規范行業發展，提高系統可靠性，更好地保障高壓輸電線路的安全運行具有重要的意義。但產品標準制定工作相對智能電網發展來說較為滯后，已制定的標準還存在很多的不明確之處，相關通訊協議在不斷完善試行，造成產品標準、生產廠家、運行單位在產品的技術要求和需求理解上的脫節，很大程度上影響了產品的質量和可靠性。綜上所述，建議國家電網公司相關部門進一步細化相關技術標準，如統一傳感器接口標準，對設備的體積重量做出明確規定，對設備的無陽光工作時間做強行測試，對入網設備的耐候性進行長期模擬測試等以提高設備的可靠性。