架空输电线路是电能的传输通道,是电力系统的重要组成部分,它的可靠性直接关系到国民经济的平稳发展。然而,输电线路的安全运行却长期受到交叉跨越问题的影响,在受到强风、地陷、树木生长、温度变化、电线老化等因素影响时,高压或超高压线路与交叉或跨越物的间距会发生变化,若间距过小,导线与交叉跨越物之间会因放电而导致电力事故的发生。架空输电线路通常架设在野外,运行环境复杂,人工巡检的方式只能定期排查交叉跨越隐患,难以完全保证线路运行的安全性和可靠性。据调查,交叉跨越参数的测量、记录以及分析也均由人工完成,精度小,效率低。本文依托于国网山西省电力公司的科技项目“架空输电线路交叉跨越的校验与分析研究”,利用先进的传感器测量技术、无线网络通信技术和计算机技术,实现了架空输电线路交叉跨越监测与分析系统。围绕交叉跨越问题的实际需求,本文主要研究了以下内容:(1)以悬链线方程为基础,分别建立了输电线路在无风和风偏时的悬链线模型,给出了交叉跨越距离和弧垂的计算公式。(2)输电线路的数学表达式与倾斜角有很大的关联性,考虑到传统的单倾角法测量误差很大,提出了多倾角测量的交叉跨越监测方法。(3)结合无线射频技术和GPRS通信技术,建立了“星形+远程”的无线通信网络。(4)完成了中继器和传感器节点的硬件设计。设计了倾角采集电路,分析了倾角传感器的误差来源和修正方法。根据数据手册,对各个电路做了详细的功耗分析。(5)采用任务轮询的程序架构,详细阐述了中继器和传感器节点的程序设计。(6)通过程序设计的理论,实现了服务器在线监测软件的设计和交叉跨越测量软件的设计。(7)通过模拟实验,验证了整个系统的可行性和可靠性。