摘　要：输配电设备状态监测是保障电力系统安全运行的基础性工作。传统状态监测以定期预防性试验和人工巡检为主，存在监测实时性差、数据利用率低、故障预警能力不足等局限。电力物联网技术的引入为输配电状态监测提供了新的技术路径。本文研究认为，电力物联网通过广域部署的感知节点和统一的数据平台，能够实现输配电设备状态的全面感知、实时传输和智能诊断，推动状态监测从周期性向连续性、从被动向主动、从单一向协同的转变。

关键词：电力物联网；输配电；状态监测；在线监测

引言

输配电设备属于电力系统的重要部分，它所处的状态同供电的可靠性以及电网的安全有着直接联系。变压器、断路器、输电线路、电缆等设备在长时间运行中受到电、热、机械、环境等各种应力的作用，性能慢慢变坏，最后会造成绝缘击穿、机械卡滞等故障。传统的状态监测主要是依靠定期的预防性试验、人工巡检来完成，按照固定的周期对设备进行停电检测或者带电测试[1]。

1 电力物联网技术架构与状态监测应用模式

1.1电力物联网的技术架构

电力物联网采取分层架构设计，由下至上分为感知层、网络层、平台层和应用层这四个层次。感知层是电力物联网的基础，由部署在输配电设备上的各种传感器组成，有温度传感器、振动传感器、泄漏电流传感器、局部放电传感器、图像传感器等。这些传感器采集设备的电气量、非电气量、状态量会把物理信号变成数字信息。感知层核心要求为低功耗、高可靠、小型化、可维护，适合于输配电设备分散布置、运行环境复杂的应用场合[2]。

1.2输电线路状态监测的应用模式

输电线路遍布各地，跨越的地理环境也十分复杂，是状态监测的难点地区。电力物联网对输电线路状态监测主要集中在以下几个方面。导线状态监测就是在导线上挂设传感器节点，实时获取导线温度、弧垂、振动等参数。导线温度检测用来评定载流状况，弧垂测定用来判定对地安全距离，振动探测用以评价微风振动疲劳破坏的危险水平。

1.3变电设备状态监测的应用模式

变电设备大多设在变电站内，供电方便、通信条件较好，是电力物联网应用较成熟的一个领域。变压器状态监测是变电设备监测的重点，监测项目有油中溶解气体、油温、油位、铁芯接地电流、局部放电、套管介损等。油中溶解气体分析是判断变压器内部过热、放电故障的手段之一，可以进行在线色谱仪气体监测。局部放电监测可以发现绝缘内部的气隙放电、沿面放电等缺陷，超高频法、超声波法为目前常用的两种方法。

1.4电缆状态监测的应用模式

电力电缆埋设在地表下面，无法进行定位，状态监测要求高。电缆状态监测的应用模式有如下几个方面。电缆接头监测属于电缆状态监测的重点，电缆故障中很大一部分发生在接头处。采用埋设温度传感器、局部放电传感器的方式对接头的运行温度、绝缘情况进行监测，发现接触不良、绝缘劣化。电缆本体监测主要是采用分布式光纤测温技术来完成的，用光纤作为传感元件，沿着电缆线路连续测量温度分布，找出过热点以及异常温升情况。

2 状态监测关键技术与实施要点

2.1状态感知技术

状态感知是电力物联网应用的基础，它的技术水准直接影响到监测数据是否有效、可靠。传感器选型要考虑测量参数、精度要求、安装方式、供电方式、环境适应性等各方面因素。对输配电设备的在线监测来说，传感器的长期稳定性是主要的指标。传感器在户外长期工作，要耐受高低温变化、湿度变化、电磁干扰、振动冲击等恶劣环境，传感器零点漂移、量程漂移应控制在允许范围内。传感器供电方式也属于要加以考量的问题。变电站内传感器可以采用现场取电的方式，从电压互感器或者电流互感器上取得工作电源。

2.2数据传输与处理技术

感知层采集的状态数据要经过网络层传送到平台层进行处理。输配电设备分布范围广，单一通信技术不能满足所有的场景需求，要根据具体的条件选择合适的通信方案。变电站内传感器数据可以采用有线方式传送到站端数据集中器，再用电力光纤网络上传到主站。输电线路沿线设置的传感器节点可以采用无线方式组网，相邻节点之间用短距离无线通信建立自组织网络，数据经过多跳中继后汇集到基站。对偏远地区或者通信盲区，可以采用北斗短报文或者卫星通信作为补充传输通道。平台层收到的状态数据之后，先做数据清洗工作，去掉异常值以及噪声干扰，再对缺少的数据实施插值补齐。

2.3诊断预警与辅助决策

状态监测的最终目的就是对设备的状态做出准确的诊断，提前发出故障预警。诊断预警的实现途径有阈值报警、趋势分析、智能诊断这三个层次。阈值报警是最基本的诊断方式，当监测参数超过预设阈值的时候就发出报警。该种方式简单，但是容易产生误报、漏报，适合于参数变化规律比较明确的监测场景。趋势分析就是对监测参数的历史数据进行统计分析，找出参数的变化趋势以及异常波动，在参数还没有达到阈值的时候就发出预警。趋势分析可以发现缓慢发展的缺陷，即绝缘老化、触头磨损等。智能诊断依靠机器学习算法对各种监测数据加以综合分析，从而自动判定出设备的状态模式，并且可以对故障的种类以及严重程度作出判断。

2.4实施要点与保障措施

电力物联网在输配电状态监测中实现规模化应用要解决技术、管理、运维等诸多问题。从技术上来说，传感器一致性、互换性要标准化，各个厂家的设备监测数据可以统一接入平台。通信协议、数据模型要达成一致的规范，不能出现信息隔绝的情况。从管理角度出发，应该建立起状态监测数据的管理制度，确定数据的采集频次、保存时长、访问权限等。状态监测同设备台账、检修记录、运行日志等系统达成数据互通，从而创建起完备的设备状态档案。

结语

电力物联网依靠广域分布的感知节点以及统一的数据平台，达成输配电设备状态全方位感知、实时传送并开展智能诊断的目的。输电线路、变压器、开关设备、电缆等主要设备的状态监测已经形成了比较成熟的使用模式。随着传感器技术、通信技术、数据处理技术不断发展，使状态监测更加准确、可靠，输配电运维模式也由原来的计划性检修变为现在的状态检修。

参考文献

[1]冯媛.基于泛在电力物联网的输配电设备在线监测应用策略 [J]. 移动信息，2025，47（1）：304-306.

[2]张博，叶云，吴晨飞，等.基于工业级4G物联网北斗配电自动化通信技术研究[J].单片机与嵌入式系统应用，2024，000（5）：7.