输电线路作为电力输送的物理通道，地域分布广泛、运行条件复杂、易受自然环境影响和外力破坏、巡检维护工作量大。采用先进的状态监测技术手段及时获取输电线路的运行状态和环境信息显得越来越重要和迫切。
一、现状
随着传感器、数据传输、数据处理及监测装置供电等技术的发展，输电线路状态监测技术在国内得到了较快的发展。目前，在华中、华北、山西、湖南、福建等地电网的线路上大量装设了有关微风振动、导线温度、风偏、覆冰、舞动、杆塔倾斜、绝缘子污秽度、微气象、图像(视频)等在线监测装置，已经初步实现了区域电网和省级电网层面的集中监测;建立了大跨越状态监测系统，对华北、安徽、福建、湖北、湖南、河南等地电网部分线路及大跨越导地线微风振动等开展实时集中监测;部分地市电力公司已经建成集中监控、有人值守的状态监测系统。
雷电监测系统已经在全国28个省级电网建成，并实现全国联网。国网电力科学研究院研制成功的新一代雷电监测系统也已挂网运行，探测范围及定位精度等主要技术指标得到大幅提升和改善。
二、关键技术
(一)数据采集技术
监测装置的选择应具有针对性，需结合工程实际情况，合理选用安全可靠、先进适用、维护方便的监测装置进行状态监测。下面简要介绍与线路安全运行紧密相关的导线温度与弧垂、等值覆冰厚度、微风振动、导线舞动、杆塔倾斜、绝缘子污秽、微气象等监测装置。
1、导线温度、弧垂监测装置
为防止运行线路导线及金具过热，采用铂电阻或热敏电阻等传感器，对导线及金具温度进行监测，同时为实现输电线路动态增容功能提供数据信息。为防止运行线路对地或线下物安全距离不足，采用激光传感器等，对导线弧垂进行监测，为状态监测系统提供预警信息。
导线温度监测装置主要安装在：①需提高线路输送能力的重要线路;②跨越主干铁路、高速公路、桥梁、河流、海域等区域的重要跨越段。
导线温度与弧垂监测装置主要安装在：①需验证新型导线弧垂特性的线路区段;②因安全距离不足而导致故障(如线树放电)频发的线路区段。
2、等值覆冰厚度监测装置
采用称重法或倾角法等，通过对绝缘子串悬挂载荷或线夹出口处导线倾角、绝缘子串风偏角的实时监测，建立数学模型，计算出等值覆冰厚度，掌握覆冰分布的规律和特点，为采取有效的防冰、融冰和除冰措施提供技术依据。
线路等值覆冰厚度监测装置主要安装在:①重冰区部分区段线路;②迎风山坡、垭口、风道、大水面附近等易覆冰的特殊地理环境区;③与冬季主导风向夹角大于45°的线路易覆冰舞动区。
3、微风振动监测装置
为了判断线路微风振动水平和导线的疲劳寿命，采用IEEE标准测量方法，监测导/地线、OPGW的动弯应变，为状态监测系统提供基础信息，掌握大跨越或普通线路导地线、OPGW微风振动特点和断股原因，提出治理措施。
微风振动监测装置主要安装在:①跨越通航江河、湖泊、海峡等的大跨越;②观测到较大振动或发生过因振动断股的普通档距。
4、导线舞动监测装置
为了防止导线发生舞动时对铁塔、连接金具及导线本身产生较大的损坏，可通过舞动监测装置及时发现舞动并预警，便于掌握易舞动区线路舞动的特点和规律，提出舞动防治措施。
舞动监测装置由多个导线舞动监测传感器组成，传感器的数量根据档距和线路具体情况确定。一般在一档导线中至少安装8个舞动传感器，通过建立数学模型，分析计算导线的舞动振幅、舞动频率、半波数等，绘制舞动轨迹，及时发出报警信息，评估线路是否发生舞动危害。
导线舞动监测装置主要安装在:①易舞动区;②输电线路档距较大或与冬季主导风向夹角大于45°;③易发生舞动的微地形、微气象区。
5、杆塔倾斜监测装置
杆塔倾斜监测装置采用双轴倾角传感器，主要用于监测顺线倾斜度、横向倾斜度及综合倾斜度，为状态监测系统提供基础信息，便于掌握杆塔的倾斜特点和规律，分析原因，提出杆塔纠偏措施，避免杆塔过度倾斜影响线路运行。
杆塔倾斜监测装置主要安装在:①采空区、沉降区;②不良地质区段，如土质松软区、淤泥区、易滑坡区、风化岩山区或丘陵等。
6、绝缘子污秽监测装置
绝缘子污秽监测装置通常包括绝缘子污秽度(盐密/灰密)监测装置。采用光纤盐密传感器，监测绝缘子附近空气中的污秽，通过建立数学模型，计算得到等值盐密，为污秽预警、线路清扫、污区图绘制等提供基础信息。
7、微气象监测装置
线路沿线发生大风、飑线风、台风、暴雨等恶劣气象时可能引起倒塔或跳闸等事故，通过监测风速、风向、雨量、环境温度、湿度等主要气象参数，可有效监测线路的复杂运行条件，积累线路运行气象资料，为线路的规划设计提供依据。
气象参数监测装置主要布置在复杂气象区域，应选择有代表性、典型的监测点，原则上在同一通道的同一区域内设置一个监测点。
微气象监测装置主要安装在:①大跨越、易覆冰区和强风区等特殊区域;②因气象因素导致故障(如风偏、非同期摇摆、脱冰跳跃、舞动等)频发的线路区段;③行政区域交界、人烟稀少区、高山大岭区等无气象监测台站的区域。
(二)监测装置供电技术
一般情况下安装在输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源，为此必须借助能量收集技术，开发独立的供电装置，目前主要有两种方法:①采用电磁感应原理获取交流导线周围的电磁能来提供能量;②利用太阳能电源装置解决监测装置的供电问题。
1、感应供电
感应供电电源由感应装置和电源调理电路组成，其结构如图1所示。其中感应装置主要由铁芯和环绕于铁芯上的线圈组成，用于感应电力线周围交变电磁场的能量，以交变电压的形式送入电源调理电路进行处理。电源调理电路一方面把交变电压转换为直流电压给监测装置提供电源，另一方面利用蓄电池进行能量的储存。
采用该供电方式时，应注意装置的启动电流(导线电流)和具备大电流电源保护功能。
2、太阳能供电
太阳能电源由太阳能电池板和充放电控制器组成，其结构如图2所示。充放电控制器的功能是将太阳能电池板供给的电压转换成稳定直流电压给监测装置供电，并给蓄电池充电，完成电能的储存。在夜晚无法供给太阳能或因阴天等气候情况太阳能供给不足时由蓄电池继续给监测装置供电。
图1感应供电电源结构图 图2太阳能供电电源结构图
采用该供电方式时，应根据监测装置的功耗和蓄电池备用时间，结合当地的日照状况，合理配置太阳电池板和蓄电池的容量。
(三)数据传输技术
监测数据传输网络可以分为骨干层和接入层两个层次。接入层通信网络实现监测系统、子站和监测装置之间的通信，采用光纤通信和无线通信相结合的方式组建，也可采用光纤专网、无线专网等通信方式。对于实时性、可靠性要求很高和数据量较大的应用，需要充分利用OPGW、光纤接头盒等资源和先进的光通信设备构建高速的光传输网络。在没有OPGW接入资源的杆塔，通过WiMAX、Wi-Fi、WLAN、WPAN等无线方式实现向下的延伸覆盖。
1、光纤专网(基于以太网无源光网络)。
光纤专网通信方式可应用到输电线路状态监测系统的数据传输网络中，宜选择以太网无源光网络(EPON)等技术。监测子站和监测装置的通信采用以太网无源光网络技术组网，以太网无源光网络由光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)，光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)和光网络单元(Optical Network Unit，ONU)组成。ONU设备配置在监测装置处，和监测装置通过以太网接口或串口连接。OLT设备一般配置在变电站内，负责将所带的以太网无源光网络的数据信息综合，并接入骨干层通信网络。
2、光纤专网(基于工业以太网)。
监测子站和监测装置的通信采用工业以太网网络通信时，工业以太网从站设备和监测装置通过以太网接口连接;工业以太网主站设备一般配置在变电站内，负责收集工业以太网自愈环上所有站点数据，并接入骨干层通信网络。
3、无线专网。
选用适合输电线路状态监测业务的无线专网技术，应充分验证技术的成熟性、标准性、开放性和安全性。采用无线专网方式时，一般作为光纤专网(以以太网无源光网络为例)向下的进一步延伸覆盖。将无线接入点连接到最近的一个ONU，负责通过无线方式将附近的监测装置接入到该ONU。为每个监测装置配置相应的无线通信模块，负责本装置和无线接入点的通信，将无线接入点连接到最近的一个ONU， ONU将无线接入点的信息接入，进行协议转换，再通过光缆接入到骨干层通信网络。
