在线监测技术范文

在线监测技术篇1

【关键词】输电线路；在线；监测

1在线监测技术概述

在线监测始于20世纪90年代初，至今已有接近30年的发展历史。在线监测技术发展初期，主要以科研院校理论研究工作为主。当时相关技术体系并不成熟，且受限于其他技术如通信、传感器技术影响等，尚未实现商业化。进入21世纪后，在输电技术及通信技术等快速发展的背景下，在线监测逐渐成为了输电线路运行的刚性需求，所衍生的产品也变得愈来愈多，在电力系统当中的应用范围变得愈来愈广。但整体系统架构还不够规范，且缺乏相应的技术标准，信息孤岛现象较为普遍，这在一定程度上限制了在线监测技术的作用。近年来，我国大力倡导智能电网建设，逐步完善了输电线路在线监测技术标准及相关系统架构，使得输电线路在线监测趋于成熟，为电网安全、稳定运营提供了基础保障。

2输电线路在线监测内容分析

输电线路在线监测内容较多，主要包括以下几个方面：

2.1图像监测

图像监测是输电线路在线监测的基本手段。通过视频图像对输电线路周围环境进行全天候监控，能够随时了解输电线路危险点、导线舞动、风偏变化、悬挂异物、塔材等情况。

2.2温度监测

导线温度与其载流量密切相关。除此之外，导线温度与环境温度、气候条件、风速等也存在紧密关联。客观上来看导线的最高允许温度（70℃）是一个理论值，其结果是相对保守的。在实际环境当中，设定值远高于理论值。换句话说，导线允许流量实际值与规定值之间存在着隐形容量。需要借助测温系统实现导线温度监测，从而及时获得输电线路潮流变化、线路运行温度变化情况，以此来分析输电线路输送余量，从而为输电线路动态扩容提供依据。

2.3覆冰监测

受环境影响，输电线路覆冰因素较多，包括雾凇、湿雪、冻雾覆冰等。影响覆冰的主要因素包括气温、湿度、风等。当导线迎风面覆冰达到一定厚度时，受不平衡力影响，导线可能出现反复扭转。因此，需要通过专门的覆冰监测系统来综合判断导线的覆冰情况，以便清楚地掌握覆冰的特征及规律，从而对覆盖冰进行有效处理。

2.4线路舞动

输电线路舞动主要是空气动力不稳定所导致，其主要影响因素包括风的激励、线路结构以及覆冰等。若导线舞动幅度偏大，摆动频率较高，可能会造成相间闪络、金具损坏等，甚至可能导致线路跳闸、导线折断等事故，对电网正常运行产生严重影响。

3输电线路在线监测系统构成分析

3.1图像监测子系统

输电线路视频图像监测子系统主要由监控软件及视频系统服务器构成。其中监控软件能够实现视频抓拍、定时录像、云台控制、参数设定等功能。监控软件模块包括了录像管理、设备管理、用户管理、系统管理、Web管理等功能性模块，利用Web服务、数据库服务、流媒体传输服务等来实现监控功能。视频采集过程中，视频信号处理以CMAC视频压缩算法为主。该算法可对色度压缩进行特殊处理，在保证高压缩效率的情况下，能够获得较为理想的清晰度及色彩还原质量，占用系统容量较小。利用视频图像监测系统，可对输电线路工作状态进行全方位监测，利用无线技术便可远程采集、调控现场视频图像等，从而反映出线路的大致运行状况。

3.2导线温度监测子系统

导线温度监测子系统主要是对导线运行温度进行监测，并能够以数据列表及组态图的方式呈现给用户。温度监测子系统主要由温度传感器、电源模块及通信模块构成。除了可利用传统电源供电外，还可采取太阳能或风能供电的方式来保证相关模块稳定运行。在此基础上，以风光互补的方式进行供电设计能够进一步强化子系统运行的稳定性。温度传感器方面则采取互感取能的方式进行电能供给。通信方面，随着WIFI、4G等技术的不断成熟，传统的红外、RS232等短距离通信方式将逐渐被WIFI、4G等取代。导线温度监测子系统能够实时反映导线温度情况，通过远程控制，能够实现线路动态增容。

3.3覆冰在线监测子系统

线路容易覆冰的温度通常为-8至0℃，并且要求空气湿度达到90%以上。当环境温度及湿度条件均具备时，风速也就成为了决定覆冰厚度的最重要参数。覆冰在线监测子系统可对绝缘子串倾斜角、风偏角及拉力进行实时监测，再配合微气象环境监测装置来构建相关数学模型，即可实现线路覆冰综合监测。当出现覆冰异常状态时，系统会主动反馈预警信息，有利于提前做出针对性预防措施。

3.4线路舞动在线监测子系统

线路舞动在线监测子系统主要监测参数包括舞动半波数、舞动频率、振幅、风速、风向、气温、湿度等。以一档内多个舞动点的加速度对线路舞动情况进行分析、计算，获得档内线路基本信息，同时可根据舞动线路的舞动半波数及导线运行的轨迹相关参数，分析线路是否存在舞动危害，并由预警系统发出报警信息，从而为运行单位辅助决策或决策提供可靠信息依据。

4结语

输电线路在线监测技术的不断成熟为输电线路稳定运行及相关决策工作提供了可靠的信息基础。未来输电线路在线监测技术智能化水平还将不断提升，整体监测质量及效率也会进一步提升，为电网稳定运营提供保障。

参考文献

[1]邵必飞.输电线路在线监测技术研究[J].机电信息,2012(09):98-99.

[2]孙凤杰,赵孟丹,刘威等.架空输电线路在线监测技术研究[J].南方电网技术,2012(04):17-22.

[3]邓有强.输电线路在线监测技术现状研究[J].通讯世界,2013(19):160-162.

在线监测技术篇2

就目前我国的实际情况来说，在电力系统的变电检修过程中，在线监测技术已经得到了广泛应用，并且也发挥着非常重要的作用。但是在全国推广过程中遇到了很多问题，这些问题严重影响到了在线监测技术的监测效果和广泛推广。在线监测技术需要相关技术人员不断学习，不断发现问题，研究问题，并找出解决问题的方法，这也是确保在线监测技术在我国变电检修中有效推广的一个重要前提。所以，需要相关部门以及技术人员对在线监测技术重视起来，不断发现问题，不断进行创新，从而为在线监测技术在变电检修中得到更加广泛应用奠定良好的基础。

二、在线监测技术概述

我国电力系统是由很多部分组成的，其中一个非常重要的组成部分就是变电设备，而且变电设备运行的好与坏，将会直接影响到整个电力系统的正常运行，由此可以看出必须加强对变电检修的重视程度，从而在最大程度上确保电力系统的正常运行。目前在线监测技术一方面能够对变电设备的运行状况进行有效的监测，另一方面还能及时发现变电设备的不正常情况，使操作人员能够在第一时间采取解决措施，从而避免事故的发生，因此，变电检修中在线监测技术的应用具有非常重要的意义。就目前来说，在线监测技术在变电检修中之所以能够得到重要应用是因为其具有以下几方面重要功能：具有温度、环境和雷击等监测的功能，同时也有导线震动监测的功能。虽然在线监测具有以上几方面的重要功能，但是在实际变电检修过程中，技术人员在专业技术、经验等方面还存在着一定的不足，从而不能充分发挥出其实际功能和作用。例如，当使用在线监测技术对变电检修时，一旦遇到外界因素对其进行干扰时，就不能得到准确的数据，这就直接导致一些地区由于没有信号的覆盖而不能接收到数据的现象出现，另外还有数据分析缺乏较强的智能化等问题。所以，要求相关部门必须加强对在线监测技术的研究和创新，不断提高监测数据的精确度，同时提高其智能化的数据分析功能，从而使得在线监测技术在变电检修中得到更加广泛的应用，为我国电力系统的正常运行奠定良好的基础，满足社会生活、发展过程中人们对电力的需求。

三、变电检修中在线监测技术的应用分析

（一）变压器的在线监测

变压器的在线监测主要分为变压器油色谱在线监测和变压器局部放电的监测两部分。

1变压器油色谱在线监测

主变压器中的变压器油主要作为散热和主绝缘中介的介质，所以要求工作人员一定要对变压器油定期进行相应的监测，在对变压器油进行监测过程中，就能够观察出变压器内部是否存在异常。但就目前我国的实际情况来说，对变压器油进行定期监测的间隔周期较长，经常会出现在监测前设备就出现了故障，因此要缩短对变压器油定期监测的周期，以便能够及时发现变压器油的运行状况。在对变压器油色谱进行在线监测的主要原理为：变压器的本体油首先会被流入到循环管路中，然后再通过管路流入脱气装置，进而经过脱气处理后被输送到分析仪中，然后再经过一系列的处理后，就会将含有可燃气体的色谱图打印出来，通过图谱能够将可燃气体的含量分析出来。

2局部放电监测

变压器在正常运行过程中，偶尔会出现局部放电现象，这主要是因为在变压器运行过程中，其绝缘部位或者是变压器油中存在一定的气息而直接导致在变压器的局部有电场的存在，当电场聚集到一定程度后，会击穿介质，从而引起局部放电现象。而在线监测技术一方面能够有效的监测局部放电现象，另一方面还能够将放电的准确位置定位出来，从而大大方便了操作人员对变电检修工作的维修，进而提高了工作效率。

（二）高压设备温度的在线监测

变电设备由于处于长时间的运行状况，经常会导致发热现象的发生，时间一长就会降低设备的使用寿命，事故发生的频率也会加大，从而在最大程度上影响到了设备的正常运行和使用。例如，变电设备在正常工作过程中，经常会出现振动现象，进而会导致电路接触不良，从而使得温度处于不断上升的状况，当温度达到某种程度后就会发生氧化现象，进而就增加了接触处的电阻值，然后再随着温度的不断升高就会有放电或火花现象的发生，对周围的绝缘材料造成了巨大的破坏。而在线监测技术一方面能够将变电设备的温度状况有效的监测出来，另一方面还具有自动故障报警的功能，进而方便相关技术人员在第一时间采取解决措施。

（三）电能质量在线监测

近几年我国相关部门也加强了对在线监测技术的研究力度，加速了其创新的步伐，促使其在更多的电力企业中得到广泛应用，在确保电力企业正常运行，降低事故发生概率方面发挥着非常重要的作用。其中在电能质量方面的在线监测技术取得了非常不错的效果。在线监测技术对电能质量的监测应用主要体现在以下几个方面：（1）对电能质量的所有指标进行有效的监测，确保电力系统处于正常的运行状况，同时还详细记录电能质量各项指标的动态变化；（2）根据电能质量指标特征的不同，对其进行分层监测，从而能够有效的监测出所有的扰动信息的信号，同时还具有一定的诊断事故的能力；（3）对电力系统的运行状况进行有效监测，综合评价电能质量的所有指标情况，从而不断完善电路系统的监测体系，最终达到资源共享。

四、结语

综上所述，由于在线监测技术在我国起步较晚，还缺乏较为完善的理论体系，同时相关技术人员也没有熟练掌握各项技术，经验也比较欠缺，从而使得在线检测技术还没有在变电检修中得到广泛应用。因此，需要相关部门重视起来，不断加强对在线监测技术改革和创新的力度，推动在线检测技术在变电检修中得到更加广泛的应用，进而为我国电力行业的健康发展奠定良好的基础。

在线监测技术篇3

关键词：在线监测；输电线路；应用

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0098-02

输电线路网络的覆盖范围非常广，所处地段往往地形复杂，环境恶劣，日常巡线工作面临着很大的难度，维护检修的工作量也非常大。从2008年我们国家所出现的历史罕见的冰雪灾害来看，进一步强化输电网络的安全平稳运行显得非常关键。为了确保输电网络安全稳定运行，有效解决书店线路太长而导致人力资源不足等方面的问题，必须借助现代化先进的输电线路在线监测技术及其相应的监测设备，尽快建立监控中心，从而转变输电线路的“状态检修”模式，为更加科学、准确、客观地收集信息、处理信息以及评价机器设备性能等各个方面提供强有力的技术支撑。

1 我国在线监测技术现状

2000年中国就已经开始对输电线路在线监测技术进行研究与开发，特别是在GSM（全球移动通信系统）推广以后，加快了在线监测技术的发展速度，并且有效解决了远距离数据传输存在的一些问题。例如西安金源电气有限公司等对在线监测技术尤其是绝缘子泄漏电流方面开展了全面系统的研究工作，而中国电力科学研究院则对雷电定位系统重点进行了研究与开发工作。到2003年我国输电线路在线监测方面的研究与开发工作进入了一个高潮阶段。该技术的前期产品主要存在运作稳定性方面的问题。比如，不能为用户提供有关生产方面的信息等问题，极大地阻碍了泄漏电流在线监测技术普及与推广应用。2005年，西安金源电气等一些公司相继研究开发了输电线路覆冰、线路预防偷盗、导线舞动以及测温等各项线监测技术，并逐步在电力系统得到较好的推广应用，其效果非常明显。除此之外，在我国多家企业以及研发机构的积极努力下，充分利用无线传感器网络、网络通讯、电磁兼容、电源以及机械电气等相关技术，并在此基础上成功地研究开发了微气象环境、杆塔振动以及视频在线监测等先进的技术先进的装置，建成了相应的监测系统。主要包括氧化锌避雷器、防盗报警监测、可视监控、驱鸟装置、导线温度以及动态增容等在线监测系统，成为我们国家目前比较成熟的在线监测技术，另外，站在我国目前在线监测研究成果角度，在线检测系统中的雷击定位以及导线微风振动等逐步得到推广应用。

2 在线检测系统的结构组成以及基本工作原理

2.1 线监测系统的结构组成

在线监测系统使用的是一种二级网络结构，通常由各种线上监测装置、监测基站以及监测中心等部分构成，线上监测装置则由导线温度以及导线覆冰监测仪等组成，气象环境以及线路监测基站通常在杆塔上进行安装，监测中心则设置在本部机房。

2.2 在线监测系统的基本工作原理

对大部分的输电线路中的技术参数进行监测的时候，所监测的技术参数有设备运行以及环境运行参数，具体分为微风振动、舞动、杆塔倾斜、导线弧垂以及视频等。运用先进的监测技术，充分利用输电线路的数据信息平台，对数据信息进行分析与管理，从而完成对有关数据信息的趋势进行分析、查阅以及信息预警等工作。

3 我国输电线路在线监测技术的应用

3.1 覆冰在线监测技术的应用

这种技术是针对导线的覆冰状况实施实时监测，从而保证在天气状况比较恶劣的条件下能够实现对高压输电线路和变电站绝缘子等覆冰状况实施实时在线监测。充分利用科学先进的监测分析方法以及建立数学模型从而分析监测数据信息，将有可能出现冰雪灾害的线路提前进行预测，并及时向有关输电线路维护工作人员进行报警，从而有效预防断线、倒塔、冰闪以及舞动等各种灾害事故造成的伤害。覆冰在线监测技术的基本工作原理是：监测导线倾斜角以及弧垂等有关数据信息，根据线路参数以及输电线路情况等进行研究分析，然后计算覆冰的重量以及厚度等相关技术参数，从而判定覆冰的危险级别，及时发出准确的除冰信息预警。除此之外，充分结合线路拉力的状况观测覆冰的具体情况，将拉力传感器安装在绝缘子串上，并对导线在覆冰以后的受力状况进行实时监测，同时对当地环境的温、湿度以及风向等数据及时进行采集，将收集到相关数据信息集市汇总并传递到监控中心，经过处理与分析，尽快预报输电线路冰情状况，从而发出除冰警报。

3.2 杆塔倾斜监测技术的运用

矗立在矿山采空地区上面的输电线路的杆塔因为受到自身重力、外部自然力等各种干扰因素产生的影响，容易造成岩体错位、地面裂隙、滑坡等一些地质自然灾害，导致矿山采空区的杆塔出现倾斜、甚至导致地基产生变形等，严重影响到输电线路的安全。而利用全球移动通信系统，可以对杆塔倾斜装置进行实时监测，并及时发出预警信号。在等级为220 kV电压的输电线路中，杆塔倾斜监测技术已经获得了非常广泛的运用，从而使得杆塔变形以及倾斜等状况能够及时被发现，保证输电线路的安全稳定运行。

3.3 导线微风振动监测技术的运用

导线微风振动往往会造成高压输电线路出现疲劳而断股，尽管其看似对输电线路不会产生太大的破坏力，然而其破坏往往比较隐蔽，长时间的不断积累，对高压输电线路造成的破坏性会变得更加严重。微风监测技术的基本工作原理是导线监测振动仪可以对导线以及线夹触点以外的适当距离的导线实施监测，特别是其对线夹弯曲的频率、振动幅度以及输电线路周边的风速、风向以及温度、湿度等各项的气象参数，根据导线自身的力学特点，对微风振动的具体状况、疲劳寿命等加以分析、研究以及判断。导线微风振动监测技术的运用不仅可以预防微风振动造成的危害，还可以为输电线路的防震设计提供技术依据。

3.4 导线风偏舞动在线监测技术的运用

导线风偏舞动在线监测系统主要包括气象采集与风偏采集单元、子站以及数据信息处理等系统构成，通常在杆塔之上安装气象采集单元以及子站，而在导线上安装风偏采集单元。通过对气象风偏角、参数以及倾斜角等有关数据信息进行采集，利用无线网络传输到数据处理系统及时进行处理。运用导线风偏舞动在线监测技术，便于运行部门在特殊状况下采取相应的措施，此外，也为输电线路设计过程中综合考虑设计预防水平、气候环境条件等提供科学合理的技术依据。

3.5 视频在线监测技术的运用

视频在线监测系统一般安装在人口比较密集区、林区以及那些交通事故发生比较频繁的地段，实时监测周边的状况，及时找出对输电线路构成威胁的行为，并能够及时采取纠正预防措施。视频在线监测技术必须借助视频压缩以及数据传输等相关技术，从而对输电线路本体状况以及周边环境参数及时进行监测。然而在视频监测的实践运行过程中，出现了数据传输量比较小、现场视频难以自行控制、信号不稳定等各种状况，伴随CDMA以及3G网络技术的迅猛发展，充分利用无线传输使得输电线路的远程实时监控可以实现。

4 在线监测技术应用亟需解决的主要问题

4.1 在线监测技术存在标准化方面的问题

目前我们国家的输电线路在线监测技术还处于发展的初级阶段，该领域的新技术、新方法、新设备不断涌现，而在线监测装置的标准化工作却进步不大。要想对被监测的设备是否需要进行检修加以准确判断，还应当结合相应的经验与数据。除此之外，在线监测与离线试验是不是等价，必须借助大量的实践经验的检验。目前输电线路监测的各个运行部门非常关注一个问题就是关于报警值的问题，报警值必须充分结合实际运行经验并根据有关的设备实际状况，并且通过所安装的监测设备来获得，同时还应当确定监测数据的波动规律，所以，不同的厂家所生产的相同的输、变电设备其采用的生产工艺、原材料等并不完全相同，其监测设备的报警值也就无法确定。大量应用在线监测装置的同时，还应当在掌握有关数据波动规律和实践运行经验的基础上，确定输、变电设备相对应的报警值范围。目前在线监测数据与离线试验存在一定的差异，无法将离线试验的相应标准有效应用于在线监测数据的对应诊断标准之中去。

4.2 在线监测技术存在稳定性不强的问题

有关调查结果表明，在线监测装置因为容易受到传感器、通信以及工作电源以及通信等各种因素的影响，其稳定性还存在一定的不足之处，对于在线监测技术推广应用产生较大的负面影响。除此之外，还有电路设计、无线通信以及传感器技术等一些技术性方面的问题也需要尽快得到解决。

5 结 语

总而言之，从目前中国的在线监测技术的研究与开发进程来看，在杆塔倾斜、覆冰、导线微风振动与风偏舞动以及视频在线监测技术等方面取得了十分重大的突破，并获得了非常广泛的应用，然而其标准化以及稳定性等相关问题亟需得到解决。

参考文献：

[1] 黄新波,陈荣贵.输电线路在线检测与故障诊断[M].中国电力出版社,2008．

在线监测技术篇4

关键词:高压；电气；监测；技术

中图分类号：K826文献标识码： A

前言：

所谓电力设备在线监测就是利用传感、电子、计算机等技术，通过对运行中高压设备实施连续监测的方法。一般包括信号采集和传输、数据处理、逻辑判断等，来实现对电力设备运行状态的带电测试或不间断的实时监测和诊断。

一、基本原理

现有的预防性监测系统实际上只是技术诊断系统，用以确证由一系列被测参数作为表征的试品绝缘状态保持未变，这时假定绝缘状态劣化程度如果在允许范围内就可保证试品可靠性下降不多。实际上这样的绝缘监测系统不够有效。这是由于被测参数所具有的信息不足，以及试验过程中不能保证测量准确。预防性监测的一些首要问题的综合性解决途径之一，是推行设备的不停电监测，即采用试品带有工作电压的测量方法，带电监测方法除了提高预防性试验的有效性之外，还能积累评定设备可靠性所必需的大量数据。在其它条件相同下缩短监测的周期可以提高及时发现缺陷的概率，从而降低设备发生事故的概率。在试运行其间经常进行监测特别重要，因为这时发生事故的概率较大。在工作状态下进行绝缘带电试验时，即使试验周期较长，所花工作量也可能比采用一般的监测方法为少，这是由于测量绝缘参数的电路经常接好不改变，并且设备进行试验时无需做准备工作。测量和分析实现自动化不仅能减少试验人员的工作量而且数据量周期可以任意选定，包括可以连续测量。这样的监测系统主要优点是可以让信息一测量装置完成监测本身的部分功能。在各种运行因素长期作用下，高压设备绝缘中会产生弱点――缺陷。局部放电是由于绝缘结构具有缺陷引起的，同时又是引起绝缘介质进一步损坏的一个因素。局部放电的外部表现有电气现象和声学现象，产生气体、发光介质发热等。对于运行条件下的监测，电学及声学的测量方法还有绝缘释放出气体的分析检查最有发展前景。一般情况下当绝缘介质属完好状态时，其放电量相对于额定工作电压则保持一定水平，其放电讯号频率偏高带宽约在兆赫级范围内。当绝缘介质受上述某种因素影响导致损伤，而形成局部缺陷或故障时，其放电量将急剧增长，放电讯号频率也将发生变化。这些变化，亦成为局部缺陷放电的典型反映。

二、在线监测的优点

与传统的预防性试验比较，在线监测主要优点有：在运行电压下监测，克服了预防性试验电压低，不容易携出设备缺陷的不足之处。同时，运行和监测的综合工况等效性强，使测量值较真实地表征设备的绝缘状况，提高了绝缘诊断的准确性；在线监测的周期可任意选定，因此，可以在试验结线不变、环境条件基本相同、设置较健全的抗干扰措施下进行监测，使测量参数前后一致性较好，可对比性较高，提高了检出设备缺陷的概率；电气设备不必停电测试，可随时进行巡迥监测和连续监测，可以积累足够多的测量参数进行综合分析，对有故障的设备便于跟踪监测，及时掌握设备故障的发展情况，防止事故的发生，具有显著的经济、社会效益；测试方法简便、安全，只要在被试设备的接口上插入仪器结线，或按动按钮、或是不接触的扫描显示，即可读取测试数据，甚至实现测量自动化，以消除数据处理的系统误差、偶然误差和工作人员的主观误差，提高了测量的准确性；大量节省劳动力和减轻劳动强度。在线监测不要进行大量停电操作、设备拆装线，也避免了由此而带来的不安全因素，同时也不必搬动笨重的试验设备和进行各种试验结线，大大减轻了劳动强度和工作量。

三、高压电气设备在线监测的实际测量技术

1、变压器的在线监测

变压器常见的问题有局部过热、局部放电、绝缘老化和铁心多点接地等，也有绕组变形、有载调压开关失灵等机械方面产生的问题。此外介质损耗和油流带电等诸多问题也影响变压器的安全运行。针对以上诸多问题，国内外的专家、学者利用各种各样的在线监测技术，对变压器局部放电、油中气体含量、油温变化等方面进行了深入的研究。电力变压器局部放电量是反映其绝缘状况的重要指标。很多故障都可从放电量和放电模式的变化中反映出来。现已投运的一些局放监测系统是采用窄带或宽带测量。利用电流传感器从高压套管及末屏接地线、中性点接地线、铁心接地线等耦合放电信号"借助超声波时延等判断放电的有无，通过差分、数字滤波等措施抑制干扰"靠采集电路，最终给出放电量、放电谱图等分析结果。还有些系统则是利用高速采样、虚拟仪器、数据库等数字信号处理方法。另外，变压器的铁心多点接地、套管的介质损耗和油流带电等也可以在线监测。温度测量则可采取红外图像监测为了温度分布，用光纤测量法测量变压器热点温度等。

2、断路器的在线监测

高压断路器的故障分为绝缘性故障、灭弧室故障及机械故障。高压断路器的许多故障发生在它的机械部分。为了判断开关是否存在机械故障，常采用的方法是监测开关的分合闸时间、分合闸线圈电流以及行程和速度的变化。

3、避雷器的在线监测

对于电力系统中广泛使用的氧化锌避雷器的在线监测，需进行全电流测量，还要对其动作电流和动作次数进行记录。在线监测中还用阻性电流分量的变化判断的状态，常用的方法有抵消法、三次谐波法和相位差法。避雷器现有的主要诊断方法：参考电压的变化、U-I特性的判别、功耗测量、三次谐波分析法和金属氧化物（MOV）温度检测，并对它们的优、缺点进行了详细分析。指出了MOV温度能反映避雷器的运行状态，所以检测MOV阀片温度将是一种得到广泛应用的MOV避雷器监测和诊断方法。

4、局部放电在线监测技术

ICMmonitor产品是局部放电在线监测产品中的典型代表，是进行高压电气设备局部放电在线监测的专业成熟系统，主要应用于旋转电机(包括发电机和大型电动机)、电力变压器、GIS和电缆等设备的局部放电在线监测。在实际应用中，发电机的局部放电一般采用耦合电容由发电机定子出口母线处进行高频脉冲信号耦合，每相采用一个耦合电容进行信号采集。耦合电容安装在尽量靠近绕组的母线上。对于电力变压器，则由套管末屏处直接进行信号耦合，不同型式的耦合器适用于不同型号的套管末屏。而对于GIS则通过环形传感器紧密环绕气室间隔法兰，采集GIS的特征频率UHF局部放电信号。虽然气室间隔的法兰在工频下由螺栓紧密连接，但是UHF辐射信号还是可从螺栓间辐射出来，由带屏蔽的外部环形传感器进行接收。局部放电信号经过耦合处理后进入主频为40～800 kHz的ICMmonitor监测主机，主机进行信号的模数转换、信号采集、图谱分析，储存、显示及远传。同时局部放电监测需要配置分析软件，用来进行数据的远方采集、存储、分析以及更高层次的设备集成。

四、对在线监测技术发展的建议

1、加强对在线监测工作的协调、管理

目前，在线监测工作发展很快，应用面很宽，如何加强产品质量的监督，加强功能和性能的检验、现场安装、设计的规范化以及制定相应的验收规程、运行管理规程等都是急需解决的问题。建议有关管理部门进行该项工作的协调，提供一个综合评估监测系统质量的机会，包括装置的技术性、可靠性、先进性以及各单位的技术力量、技术水平、售后服务等方面的智能综合评价。

2、进一步提高和完善已开发的监测技术的性能

从所暴露的问题看，属于监测系统本身的质量问题主要是测量结果不稳定，系统抗干扰能力差等一些技术难点尚待解决。应该说，经过多年的攻关介损测量和阻性电流测量技术是比较成熟的，与国外的研究水平相接轨。当前应集中解决传感元件自身的性能包括线性问题和提高信号采集和传递过程中的抗干扰性能，提高测量稳定性和可靠性。另一方面，还要进一步提高工艺水平，提高产品各部件的可靠性。

3、在线监测技术的开发应有科研作基础

应充分发挥科研单位、大专院校的科技力量，集中攻关一些技术难题，拓宽监测系统功能，国家电力公司应鼓励和扶持科研创新，新技术的开发和研究工作。应对关键设备如电力变压器和气体绝缘组合电器的在线监测技术重点攻关。开发电力变压器综合型监测系统，该系统应包含各种能反映故障性质的主要特征参数如局部放电、色谱、温升等，提高综合分析判断能力。重点加强局部放电监测方法中的抗干扰问题的研究。吸收或引进先进国家的科研成果如对数据的处理技术等可以加快我们的步伐，达到减少变压器的停电事故，减少维护检修工作量，实现状态检测的目的。气体绝缘组合电器的在线监测技术是当前世界各国研究的主要目标，焦点是监测各种有害的放电。应投入科技力量攻关。还可以采用引进消化先进技术的方法，加快实用化进程。

4、增强在线监测系统的智能化水平

在线监测技术三要素：信息采集，数据处理与分析，处理意见与决策。后两个要素目前还很薄弱，需要加强开发各种可供分析判断的软件。如专家诊断系统的建立，通过调查、归纳、综合、分析工作，提炼出精华，形成专家系统，作为分析判断被测设备故障的依据。另一方面，提高信息传输的准确性，提高监测的智能化水平，实现与电力系统的智能化监控系统联网，实现电力系统管理的综合自动化。

五、结束语

高压电气设备的在线监测是一项复杂的系统工程，目前在线监测技术还不十分成熟，因此，高压设备在监测过程中，要根据设备的具体运行情况，对设备的具体数据进行综合分析。这样才能提高监测系统数据分析的准确性，使状态检修更趋完善。

参考文献：

[1] 陈维荣，宋永华，孙锦鑫,电力系统设备状态监测的概念及现状[J]电网技术，2011.24

在线监测技术篇5

关键词：污水监测 无线传感网（　WSN） CJRPS 在线监测

水环境保护问题是关系到人类生存和可持续发展的全球战略性问题。近年来，各国政府都加大了对水污染防治与水环境监测研发的投入。随着无线技术、有线技术以及新型传感技术的高速发展，污水排放监测系统正向着自动化、实时化、智能化、无线化、低功耗等方向发展。

无线传感网技术（　Wireless　Sensor　Network，　WSN）应用于城市污水环境监测中，采用水质传感采集技术和视频网像智能水质监测分析技术采集水质数据，将一个区域内的各水质传感采集节点用无线通信传输技术组织成无线传感网，无线传感网再通过无线网关接入In-ternet。水质参数数据经无线传感网和Internet汇入远程数据监控中心。这样在传统污水监测系统的基础上，几乎不需要做任何改动，就可以实现对城市生活污水排放区域的有效监测，同时生产、施工和维护的成本也较低。

水质视频监控部分的视频采集部分通过先进的激光红外摄像技术的全天候监控，通过RS485接口接收来自控制平台的命令控制，控制命令为一系列的ASC码，可以调整摄像机的焦距和云台的转动。采用最先进的数字压缩技术（MPEC-4），接人嵌入式硬盘，实现对实时图像的显示、存储、回放及远距离传输。其关键技术是以下几点：

一、水质测定指标参数

当污染物进入水体后，若其含量超过了水体自身的白净能力，使得水质的物理、化学或生物性质、组成发生变化，从而会大大降低水体的使用价值和使用功能，进而影响人类的生存。污染物来源主要有：工业污水、生活污水及农业污水。通常采用水质指标的好坏来衡量水体被污染的程度。水质测定指标项目繁多，可以分为三大类：

1.物理性水质指标，如水温度、色度、浑浊度、透明度、总同体、可见同体、电导率等。

2.化学性水质指标，包括一般的化学性水质指标（如pH值）、氧平衡的水质指标，有毒的化学水质指标。

3.生物学水质指标，包括细菌总数、总犬肠菌群数、各种病原菌、病毒等。

二、基于视频网像的污水浊度、色度智能分析技术

水质参数大致可分为物理和化学两类，如浊度是物理参数，pH值是化学参数。已有的物理测定包括浊度（目视比浊法、分光光度法、浊度仪法等）和色度（铂钴比色法、稀释倍数法等）的测定方法。它们的特点是人工采集水样后离线测试，实时性和效率不高。

为此我们提出了基于视频图像的污水浊度，色度智能分析技术：

被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征，这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够为视频图像所捕获并在视频图像中体现出来。如当水体出现富营养化时，浮游植物中的叶绿素对近红外波段具有明显的“陡坡效应”，故而这类水体兼有水体和植物的光谱特征，即在可见光波段反射率低，在近红外波段反射率却明显升高。

对视频摄像机拍录到的图像进行分析可以得到水质的物理特性。物理类参数的分析一般是将数字图像处理在处理过程上可以分成两个步骤。第一个步骤是对数字图像进行预处理，也就是如同像平滑、抑制噪声、图像增强等处理方法，其目的是为了得到一个信噪比高、易于进行更高级的处理的图像；数字图像的后期处理包括了边缘检测，轮廓跟踪，图像分折、模式识别、网像理解等。

三、水质数据传输技术

1.从采集点到监控中心的远距离数据传输技术

城市污水排放监测点分散于城市各处，地理范围广。如何将大量污水水质参数实时传输到监控中心是要解决的关键技木问题。用于系统传输数据的技术和方法很多，有线方式包括：电缆、光缆，无线方式有：超短波、微波、卫星等。从成本、传输率、技术等多方面考虑，采用CRPS、3C等最新无线技术实现远距离大数据量实时传输。

2.排放点小区域内多水质采集器近距离数据传输技术

一个排放点有多个水质传感采集器，这些水质参数采集器间需要互相通讯联系。将区域内这些水质传感采集器节点组织成无线传感网。多水质采集节点形成一种特殊无线多跳、自组织网络，实现了协作、感知、采集和处理网络覆盖区域内水质参数信息。

四、构建水环境监测专家系统，自动进行智能决策

通过无线传感网合理建立完善各类水环境数据库，根据不同类型的水环境划分为不同数据库，如常规水环境检测数据库、重要水环境实时监测数据库等。

基于已有的大量的各种实时水环境参数数据库，构建开发水环境监测专家系统，多维、高精度的数据分析与管理，实现对监测业务和环境管理决策的深度支持，从而最大程度地提高环境监测信息化水平，增强环境决策与管理的能力。

将无线传感网技术应用于城市水环境监测中，研制的新型无线水质参数采集、监测装置将触合水质参数采集、无线传输、网络通信、智能决策、水质在线自动分析技术、预警预报技术等关键技术，通过白动标识的节点构建覆盖城市的污水排放环境监测网络，由组成的无线传感网系统自动对受污染的水域进行监控。

实现具有覆盖区域广，可远程监控、监测精度高、节点自组、布网快速和系统成本低以及对生态环境影响小等特点。随着我国政府对环保工作高度重视，对环保行业的投资力度加大，城市污水排放点水质在线智能监测具有重要的意义和实用价值。

参考文献：

[1]面向水环境监测的WSN网关设计[J]．计算机工程，2010，36（16）：213　215

[2]邹赛，刘昌明，李法平．基于无线传感器网络的水环境监测系统[J].传感器与微系统，2010，29（9）：104-105，109

[3]雷文礼，邵婷婷．基亍ZigBee的污水无线监测系统设计[J].水电能源科学，2011，29（4）：158-160

在线监测技术篇6

关键词：变压器；在线监测技术；水电站

在水电站的设备管理工作中，通常需要采取预防性管理手段进行设备故障的预防。而在变压器管理上，则可以利用在线监测技术实现设备故障的预防，从而为水电站的安全生产提供保障。因此，相关人员有必要对变压器在线监测技术展开分析，以便更好地利用该技术促进水力事业的发展。

1变压器在线监测技术原理

在早期发生故障时，变电器将会出现特征气体，而这些气体原本是油中的氢气和一氧化碳。经过长时间运行后，变压器内的绝缘油和有机绝缘材料会在电和热的作用下出现分解和老化现象，从而导致油中有气体出现。而产生的气体中既有能够在变压器油中溶解的二氧化碳和烃类气体，也有不能溶解的一氧化碳和氢气。对变压器进行在线监测，就是对变压器油中的特征气体进行检测。通过设置与变压器本体相连接的传感器，就可以利用传感器内部渗透膜进行气体的有选择吸入。而通过使这些气体与传感器内部燃料电池和空气中氧气反应，则能够得到与反应速率成一定比例的输出电信号。经过整流放大输出，采集到的电信号将与温度补偿电信号一同在监测显示装置的屏幕上显示，从而帮助变压器管理人员做好变压器的监测与管理。

2变压器在线监测技术在水电站的应用

2.1变压器监测单元安装

在水电站的变压器管理上应用在线监测技术，需要在现场进行监测单元的安装。从监测系统组成上来看，系统将由现场监测单元、监测网络和上位机系统构成。在地下厂房变压器室内，需要在变压器旁边的金属架上进行现场监测单元的安装。在变压器左侧中部和底部，则设有备用阀门，利用变压器左侧中部备用阀门，可以进行变压器油的获取。在变压器底部备用阀门处，可以设置回油线路，从而形成一个在线监测单元的油路系统[1]。在连接变压器和现场检测单元油路时，则要使用不锈钢输油管，以免变压器油路受到污染。为确保能够获得新鲜油样，需要从变压器中部或运行中冷却后的油路位置取样。同时，还以使取样阀与回油阀保持30cm以上的距离，以免油样受到回油影响，继而使变压器的状态得到充分反映。为减少外界因素对油样含气量影响，需要使用不锈钢材料进行阀门和接口安装。在实际安装的过程中，需要做好接口管件和阀门的检测，以确保用于连接在线监测系统的接口为不锈钢材料，并且已经清理干净。同时，还要为油路系统提供专用回油口连接组件，并且进行专用排气口的设置，以便将安装过程中进入的空气排出管路。此外，为给监测单元的安装和调试提供便利，还要在回油和取油的管道前端不锈钢管道上安装不锈钢球阀。在紧急状态下，则可以利用球阀将油路关闭，从而避免变压器的运行受到影响[2]。在回油阀的位置，可以利用三通管抽真空。直至达到一定抽真空程度，则可以开启取油阀门。在抽真空状态下，需要一直到变压器油从三通管出口溢出才能停止抽油，以免管道中存在气体。完成取油操作后，可以将三通管排油出口堵住，然后将回油阀门开启。经过试运行后，若油路系统无异常状况，则可以将监测单元投入运行。

2.2变压器在线监测的集成优化

在水电站应用变压器在线监测技术时，由于水电站拥有的变压器设备较多，所以还要实现在线监测系统的集成优化，以便为水电站管理变压器提供便利。具体来讲，就是为每台变压器配备一套在线监测设备，然后利用一套综合在线监测系统进行这些在线监测单元的管理。从系统结构上来看，系统将采用分层分布式系统结构，可以将水电站内所有变压器设备的状态监测单元集成起来，然后利用实时多通道进行设备监测数据的采集[3]。根据各台变压器的状态，系统可以完成所有变压器的状态分析和诊断，然后将分析得到的数据与系统数据库数据对比，从而对变压器故障类型及状态进行判断。

2.3变压器在线监测系统的运行分析

利用在线监测系统对水电站的变压器设备进行监测时，系统油色谱监测单元将利用气相色谱测定法对变压器绝缘油中的溶解气体组分含量进行测定。在此之前，系统主机将完成开机自检。在系统整机稳定后，监测设备采集的绝缘油将进入到脱气装置，而油中的各组分将得到多次反复萃取。完成油中气体的收集后，气体将被输送至捕集器中浓缩，然后被吹扫至色谱柱中。经过色谱柱分离，气体将一次进入固态微桥式检测器，从而将样品浓度信息转换成电信号。完成电信号采集后，在线监测单元会通过监测网络将信号发送至系统。系统完成所有监测数据收集后，则可以利用立体图示法、三比值法和产气速率计算等方法完成数据的分析，并且给出相应的诊断结果。因此，使用在线监测技术进行变压器监测，不仅能够完成对变压器状态的实时在线监测，还能够为变压器维护和管理提供指导和依据。此外，使用该技术也能使经过取样检测的变压器油经油路重新回到变压器内部，所以能够减少变压器的油耗，并且也能够使变压器油色谱分析的周期得到缩短，继而使变压器得到更好的管理[4]。

2.4在线监测技术的应用效果

某水电厂拥有多台变压器，为加强变压器管理，该水电厂为所有变压器配备了在线监测装置，并且同时建立了相应的网络管理集成系统，从而对监测装置采集的数据进行处理和分析。利用该系统，可以利用软件对每台变压器油中的气体含量进行监测，并且完成24h、30d和15min变压器气体含量的增长曲线图的记录。利用本地连接、局域网和远程拨号，系统都可以实现与现场监测单元的通讯，并且完成现场监测单元报警设置。在实际进行系统管理时，技术人员将监测单元的采集周期设定为8h一次，可以完成一氧化碳、氢气、甲烷等气体浓度和水的含量的检测。经过一年的使用，监测系统的运行一直较为稳定，监测数据也未发生大的异常。为验证系统采集数据的准确性，技术人员使用手动实验的方法对一台变压器油中溶解气体进行了检测分析。而在线监测得到的氢气、一氧化碳和甲烷的浓度分别为8.2uL/L、515.3uL/L和56.2uL/L，手动检测得到的氢气、一氧化碳和甲烷的浓度分别为6.9uL/L、432.1uL/L和50.8uL/L。因此通过比较可以发现，在线监测的特征气体浓度与手动检测得到的结果差别不大，所以可以认为在线监测系统运行状态良好。

3结论

总之，随着科学技术的发展，水电站的运营管理也将向着“无人值守”的方向发展，从而实现水电站的高效率运营。而利用在线监测技术进行水电站变压器的管理，则能够及时发现变压器故障，所以能够为变压器的检修和维护提供便利，从而为水电站的管理提供更多的支持。

参考文献

[1]赵国亚.变压器油色谱在线监测系统在亭子口水电站的应用[J].四川水利，2015（6）：45-47.

[2]吴荣基.浅谈变压器在线监测装置的技术原理和实际应用[J].机电信息，2011（18）：126-127.

[3]饶海伟，林巧红.浅谈变压器在线监测技术的应用[J].企业技术开发，2011（21）：62-63.

[4]刚.浅谈变压器在线状态监测技术在智能变电站的应用[J].科技创新与应用，2015（34）：194.

在线监测技术篇7

关键词：电力设备 介质损耗 绝缘性能 影响因素 在线监测技术

中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（c）-0033-02

电力设备绝缘性能是否满足工作要求，会直接影响到电力系统运行的稳定性和安全性，要想提高供电质量，为用户提供更加可靠的用电，就需要时刻了解到电力设备工作状态下绝缘性能的好坏，及时发现并科学处理绝缘隐患。所以就需要提高介质损耗在线监测的精准性，对电力设备的绝缘性能做出正确判定，确保绝缘性能的良好性。

1 电力设备介质损耗在线监测原理及其重要性

电力设备在运行过程中，会有电场产生，作用在绝缘材料上发生电导和极化现象，此时便会损耗绝缘材料的内部能量，使其绝缘性能逐渐降低。在对介质损耗大小进行判断时，主要是以介质损耗因数tanδ为重要依据的，一般情况下，在对交流电压作用下的电气设备绝缘性能进行分析时，可以视作并联或串联电路进行分析，通过对介质损耗相量图进行分析，则可以用公式来表示介质损耗，其中U、C和ω分别表示电力设备电压、介质电容量和电源角频率，根据公式可以知道介质损耗与设备电压平方成正比关系，与介质电容量和电源角频率成反比关系[1]。如果设备运行电压、绝缘材料和电源角频率保持不变，则介质损耗情况可以根据介质因数进行判断。介质损耗相量图如图1所示，其中δ、φ分别表示介质损耗角和功率因数角。

2 电力设备介质损耗在线监测主要影响因素

2.1 传感器

在对电力设备介质损耗进行在线检测时，所用到的电力设备运行参数主要有电压和电流，这些都需要借助电流传感器得到的。但是，电流传感器自身存在角差，并且当电流信号不同时，角差大小也是不一样的，往往会处于动态变化状态，无法将其进行有效消除。同时，电场和温度等众多因素会降低电流传感器工作性能的良好性，在采集电流、电压信号时出现误差现象，难以保证电力设备介质损耗监测的准确性[2]。

2.2 电压测量

在对基准电压进行测量时，高压端和低压端之间会有一个相角误差，并且，在电力设备持续工作过程中，相角误差并不是固定不变的，会根据实际电压大小做出相应改变，具有较强的不稳定性，很难将其改变范围控制在介质损耗角以下，不能根据测量所得的低压端电压对高压端电压大小进行准确判断，基准电压测量存在较大的误差。

2.3 周围环境

电力设备介质损耗并不是固定不变的，一般会呈现周期性变化趋势，所以，要想获取准确的监测结果，就需要通^增多监测次数来降低误差，利用多次监测结果对介质损耗情况做出准确判断。但是，电力设备在运行过程中，外界环境中的温度、湿度等都是不断发生变化的，无法保证介质损耗在线监测环境的一致性，多次监测结果存在较大差异，难以对其损耗情况做出准确判断。

2.4 信号干扰

信号干扰也是影响电力设备介质损耗在线监测结果的一种常见因素。常见的干扰信号主要有连续的周期性干扰信号、非周期性干扰信号以及脉冲性干扰信号灯几种，其中载波通信信号、高次谐波分量、高频保护等，都属于连续的周期性干扰信号；电力设备电压变化和频率变化，会以非周期信号形式，对电力设备介质损耗在线监测造成干扰；而脉冲干扰信号最主要的表现形式为电晕放电信号。这些都会影响介质损耗在线监测的精准性。

3 电力设备介质损耗在线监测常用技术

根据电力设备介质损耗在线监测实现途径的不同，可以将其分为硬件监测技术和软件监测技术两种类型。

3.1 硬件监测技术

电力设备介质损耗硬件监测技术主要有过零点电压比较法和过零点时差比较法两种。过零点电压比较法的应用原理，是以电压子在一个变化周期内，两次位于零点位置时之间的差值为依据，对介质损耗进行推算的。过零点时差比较法是以相位比较法为基础发展而来的，其基本原理是对电力设备电压、电流波形正负值一个变化周期内，两次过零点时之间的时间间隔进行测定，将其转化为电压和电流之间的功率因数角，以此来推算出介质损耗角大小，再对介质损耗情况进行判断[3]。

过零点电压比较法法只需测量电压差即可，操作方便，难度较低，并且测量点选在零点附近位置即可，可以有效排除多种因素的干扰，但是波形出现不正规变化时，会对测量结果的准确性造成较大影响。过零点时差比较法有测量分辨率高，线性好，易数学化的优点，但是需要对零点位置进行精准选择，并且测量结果也会受波形变化较大影响。

3.2 软件监测技术

谐波分析法和正弦波参数法，都是电力设备介质损耗常用的软件监测技术。谐波分析法是以离散傅里叶变换原理为理论依据，采用谐波分析法对电力设备的电压、电流信号进行处理，依据分析结果得到基波，以此作为依据，推算介质损耗因数大小，进而得到介质损耗具体情况。正弦波参数法将电力设备的电压、电流信号波形理想化为正弦变化趋势，利用三角函数理论知识，结合数学方程，对多个信号点之间的角度关系进行计算，得到介质损耗角的正切值，完成介质损耗在线监测。

谐波分析法精准度较高，但是测量结果会因为频率波动发生较大变化，并且需要借助高分辨率转换器，经常会因为电压变化趋势线不够一个周期，而出现频谱泄露现象。正弦波参数法在进行假设时，会因为高频谐波分量的存在而受到限制，假设结果与实际结果之间存在较大偏差。

4 结语

在电网规模不断扩大、用电需求不断提高的背景下，人们对电力系统运行性能提出了更高要求，确保电力设备绝缘性能的良好性也变得更加重要。所以就应该不断加大对电力设备介质损耗在线监测技术的研究力度，改善其中的不足与缺陷，实现电力设备绝缘性能的精准判断，为减低用电安全事故的发生概率提供可靠依据。

参考文献

[1] 李飞舟.关于电力设备在线监测对安全生产的影响[J].供电企业管理，2012（3）：43-45.

[2] 刘胜军，段志国，冯正军，等.基于虚拟仪器技术的容性设备介质损耗检测装置设计[J].科技创新与应用，2016（5）：57.

在线监测技术篇8

关键词：上游式尾矿坝；在线安全监测技术；安全

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.177

0 前言

尾矿坝是矿物开采行业当中的重要工程类型之一，主要功能是能够拦截尾矿、废水和工业废渣，也能在一定程度防范泥石流、洪水等自然灾害。矿物企业必须重视尾矿坝的建造与维护，才能够有效确保矿物开采与选别的安全。我国各项金属资源、非金属资源储量丰富，一旦矿物开采与选别遇到泥石流、洪水等自然灾害，不仅会造成巨大的经济损失，也会对下游人民的生命和财产安全造成威胁。为了加强尾矿坝的安全性，利用在线安全监测技术是一项非常有效的手段。对此，国务院也颁布了相关的通知文件，力求加强我国矿山生产的安全性与规范性。

1 上游式尾矿坝的主要特点

尾矿坝是尾矿库的重要组成部分。尾矿库是在金属矿山或非金属矿用于存放尾矿和工业废水、废渣的主要场所，而尾矿坝，则是负责拦挡尾矿、废水、废渣、洪水的构筑物。尾矿坝的稳定性受到很多方面因素的影响，比如尾矿坝的构造特征、几何形状、服役方式、组成介质。另外，矿山地区如果发生地震、塌陷、洪水等现象，也会对尾矿坝的稳定性造成影响。

尾矿坝的构造方式分为上游式、中线式和下游式三种[1]。其中，上游式就是在从初期坝向上游填充尾矿的堆积方式，中线式就是在初期坝的轴线处，利用旋流分级粗砂对尾矿进行冲积的堆积方式，下游式就是从初期坝向下游填充尾矿的堆积方式。上游式尾矿坝在堆积的时候，要注意以下几个施工要点：颗粒粗大的尾矿要沉积在坝前，颗粒细小的尾矿要存放在尾矿库内，而且滩涂内不能出现大面积的矿泥沉积；沉积滩的坡度和长度都要符合设计要求，而且要保持顶部的均匀和平整；不能出现矿浆沿着子坝内坡址横向流动的情况；在放矿时，要有专门的人员进行管理，禁止利用矿浆冲刷坝坡。

2 主要的监测技术类型

上游式尾矿坝的在线安全监测，是一套功能完善、性能出色的集成系y来完成的。这套在线安全监测系统包含了通信、供电、防雷网络、系统平台、安装调试等模块，可以利用电能、太阳能、风能等能源来进行驱动，通信系统所用到的通信接口和协议主要有RS232、RS485/422A、TCP/IP等几种类型[2]，其中具体的监测技术有以下几种：

2.1 位移监测

尾矿坝由于长期受到尾矿、工业废水、工业废渣、洪水的冲击，库存水量增加，很容易发生位移。位移监测就是针对这种现象进行检测。按照观测点的位置不同，位移监测可以划分为表面位移监测和内部位移监测两种；按照测量功能不同，位移监测可以划分为水平位移监测、垂直位移监测和三维位移监测。位移监测技术的主要手段是利用GPS定位系统和高精度的智能全站仪来进行检测。其中GPS定位系统用途广泛，抗干扰程度高，而智能全站仪则具有检测精度高、管理维护方便的特点。

2.2 渗流监测

渗流监测是利用振弦式传感器和光纤渗压式传感器来监测尾矿坝被水流渗透的状况。利用这上述两种传感器，工作人员可以随时得知尾矿坝的浸润线、渗流压力和渗流量[3]。需要注意的是，在振弦式传感器进行渗流监测时，需要采取一定的防雷措施。而使用光纤渗压式传感器时，传输线缆容易因现场沉积量大而产生弯折，需要工作人员进行注意。

2.3 库水位监测

尾矿库内存有大量的尾矿浆积淀，如果库水位过高，就容易超出尾坝库的防洪能力，为矿山及周边区域带来危险。库水位监测的主要工具是超声波液位计和渗压计，主要工作原理是根据超声波的反射状况计算水面和液位间的距离，然后再根据超声波液位计安全位置的标高，计算得出水面的标高。准确地掌握库水位的标高，能够在汛期到来之前采取措施，防止洪水冲垮尾坝，为矿山及周边区域带来危险。

2.4 干滩监测

干滩监测监测通常采取人工监测和自动监测相结合的方式。自动监测，就是利用免棱镜激光测距仪、超声波测距仪等设备，拍摄干滩部位的图像，得到干滩部位面积、边际线长度、岩石类型、土壤性质等信息，还能够通过滩顶的高程与特征点的高程计算出安全超高。而人工监测通常作为自动监测的辅助手段进行，主要负责一些自动监测中的盲区进行信息补充。

2.5 降水量监测

矿山地区的降水量监测尤为重要，特别是在汛期，降水很容易导致尾矿库内的水位升高，超过尾矿坝防洪能力、尾矿坝被冲毁、洪水泛滥等后果产生。矿山地区在汛期内的降水量，是考验尾矿坝防洪能力的重要指标之一。如果在汛期之内降水明显增加，有超过尾矿坝防洪能力的趋势之时，工作人员就可以及时采取泄洪措施，降低尾矿坝承受的防洪压力。降水量监测所用到的主要工具有自记雨量计、自动测报雨量计、遥测雨量计等。

2.6 库区监控

库区监控主要是利用视频摄像头来代替人力，对库区进行日常巡视。库区监控安装视频摄像头的主要位置有坝体上、滩顶放矿处、坝体下游坡、库尾拦洪坝等重要部位。视频摄像头对现场状况进行拍摄，然后将图像信号发送回主控系统，既能够有效降低工作人员的巡查工作量，又能够提高工作人员对现场进行调度管理的工作效率。

3 结论

上游式尾矿坝是尾矿坝三种堆积方式中的一种，具有稳定性差、浸润线高、抗震性能弱等特点。为了确保矿山开采的安全性与规范性，矿山企业有必要利用各种在线安全监测技术对尾矿坝进行实时监控，掌握尾矿坝的运行状况，采取各种技术措施来降低尾矿坝所承受的防洪压力。

参考文献：

[1]刘优平，黎剑华.尾矿坝变形光纤光栅监测技术研究[J].黄金，2015（01）：60-63.

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