輸變電設(shè)備中新技術(shù)的應(yīng)用探析

李仲華

（六盤水供電局盤江分局，貴州 六盤水553537）

近年來，電力科技工作者在輸變電設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)方面進(jìn)行了卓有成效的探索，對(duì)變壓器在線監(jiān)測、紅外檢測技術(shù)、紫外成像技術(shù)、變壓器繞組變形測試、內(nèi)窺鏡技術(shù)、輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)等方面開展了深入的研究和應(yīng)用。這些新型輸變電設(shè)備、新檢測儀器、新檢測方法的探索和研究，為科學(xué)開展輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 新技術(shù)的應(yīng)用

1.1 復(fù)合絕緣子缺陷在線監(jiān)測系統(tǒng)

目前復(fù)合絕緣子缺陷的在線監(jiān)測系統(tǒng)主要有二類。一是光纖復(fù)合絕緣子在線監(jiān)測，通過埋植于絕緣子內(nèi)部的光纖光柵傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測復(fù)合絕緣子內(nèi)部的溫度與拉力，從而判斷其內(nèi)部缺陷。目前已經(jīng)在110kV及220kV電網(wǎng)掛網(wǎng)運(yùn)行，即將在500 kV線路上實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)運(yùn)行。二是復(fù)合絕緣子表面憎水性的在線監(jiān)測，通過自動(dòng)噴水系統(tǒng)與攝像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)對(duì)復(fù)合絕緣子憎水性的智能判斷。

1.2 輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)完成覆冰導(dǎo)線重量變化、導(dǎo)線張力、絕緣子的風(fēng)偏角、傾斜角以及氣象參數(shù)（包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等）等信息的采集，同時(shí)圖像系統(tǒng)采集現(xiàn)場圖像，通過無線方式發(fā)送至監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心軟件判斷該線路導(dǎo)線的覆冰及絕緣子的電氣絕緣情況，結(jié)合傳送回來的圖像可以更加準(zhǔn)確地分析現(xiàn)場覆冰狀況。應(yīng)用覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)判斷輸電線路的覆冰狀況，及時(shí)給出預(yù)警信息，有效防止冰害事故的發(fā)生。

1.3 輸電線路視頻監(jiān)控

通過在鐵塔易盜區(qū)、施工點(diǎn)附近、人口密集區(qū)、林區(qū)等安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些關(guān)鍵位置的實(shí)時(shí)圖像傳輸，記錄這些危險(xiǎn)點(diǎn)的環(huán)境情況，從而發(fā)現(xiàn)違章與危及線路安全運(yùn)行的行為，避免事故的發(fā)生。該系統(tǒng)與覆冰等系統(tǒng)結(jié)合，可以增加這類系統(tǒng)判別的準(zhǔn)確性。通過采用特定的高清攝像頭，結(jié)合智能圖像識(shí)別系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)山火這類近年來比較嚴(yán)重的外力破壞問題的預(yù)警，建立輸電線路山火預(yù)警系統(tǒng)。

1.4 輸電線路環(huán)境監(jiān)測

通過位于線路桿塔的環(huán)境監(jiān)測站，將環(huán)境參數(shù)如：氣壓、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等信息上傳到后臺(tái)，有助于運(yùn)行單位及時(shí)了解線路實(shí)際氣候變化，大面積布網(wǎng)后可以形成全網(wǎng)的實(shí)時(shí)氣象圖，為及時(shí)采取防災(zāi)減災(zāi)措施，保障輸電線路的運(yùn)行安全提供科學(xué)依據(jù)。

1.5 變壓器在線監(jiān)測及集成系統(tǒng)

隨著電力設(shè)備運(yùn)行電壓的提高、單臺(tái)容量的增大，以及近年來在線監(jiān)測技術(shù)特別是變壓器油色譜在線監(jiān)測在油氣分離技術(shù)上的進(jìn)步，變壓器在線監(jiān)測技術(shù)在公司系統(tǒng)內(nèi)得到了大力應(yīng)用，有的已經(jīng)與離線檢測數(shù)據(jù)具有一定的可比性，在投運(yùn)后也能及時(shí)檢測出設(shè)備缺陷。如圖1所示為變壓器在線監(jiān)測裝置。

1.6 內(nèi)窺鏡技術(shù)

利用內(nèi)窺鏡技術(shù)可以對(duì)變壓器繞組內(nèi)部進(jìn)行探測，檢查繞組有無變形、絕緣墊塊有無松動(dòng)、繞組絕緣是否良好、變壓器內(nèi)部是否有異物等。由于攝像頭可進(jìn)入到人無法到達(dá)的位置，因而可以觀察到人無法觀察的角度，大大提高了對(duì)變壓器內(nèi)部檢查的質(zhì)量和覆蓋面。

1.7 紅外檢測技術(shù)

長期以來電網(wǎng)公司一直廣泛推廣應(yīng)用紅外檢測技術(shù)，通過紅外熱成像檢測對(duì)變壓器、并聯(lián)電抗器、互感器的異常發(fā)熱情況進(jìn)行監(jiān)測。變壓器類設(shè)備紅外熱成像主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：(1)套管上各引線接頭的接觸是否良好；(2)油枕和套管的真實(shí)油位；(3)散熱器表層冷卻管有無淤塞；(4)潛油泵的軸承磨損或擦膛；(5)箱殼上有無局部過熱；(6)互感器的引線接頭接觸是否良好；(7)冷控系統(tǒng)的連線接頭接觸是否良好。通過紅外測溫，發(fā)現(xiàn)了大量的變壓器類設(shè)備接頭及冷控柜發(fā)熱、油枕和套管缺油等重大缺陷，有效地預(yù)防了變壓器事故和故障的發(fā)生，在保障設(shè)備安全運(yùn)行中發(fā)揮了重要作用。

1.8 紫外成像技術(shù)

電氣設(shè)備紫外放電技術(shù)可以檢測電暈和表面局部放電特性以及電力設(shè)備外絕緣狀態(tài)和污穢程度。通過檢測診斷，在設(shè)備帶電狀態(tài)下可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，從而保證電力設(shè)備安全運(yùn)行。對(duì)于線路上導(dǎo)線外部損傷、斷股、散股等故障易于監(jiān)測，對(duì)于復(fù)合絕緣子護(hù)套損傷、電蝕在雨后也能觀察到。由于該項(xiàng)技術(shù)是最近幾年出現(xiàn)的，目前并無有關(guān)規(guī)程、導(dǎo)則依托，故全面開展還有待進(jìn)一步研究。

1.9 雷電在線監(jiān)測

目前雷電在線監(jiān)測主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是雷電定位系統(tǒng)，利用定向與時(shí)差雷電定位技術(shù)獲取地閃雷電流大小、極性和位置等信息，形成雷電活動(dòng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖。目前雷電在線監(jiān)測系統(tǒng)將結(jié)合智能電網(wǎng)的建設(shè)，著手于雷電定位系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)的潮流控制結(jié)合，將其由單純的監(jiān)測系統(tǒng)升級(jí)為具備調(diào)度輔助決策功能的綜合系統(tǒng)。二是雷電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以測量雷電流大小、波形，便于判斷雷擊方式，積累雷擊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為科學(xué)防雷提供現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)。

1.10 繞組變形測試技術(shù)

目前，某些電力公司對(duì)新裝的500kV變壓器全部要求進(jìn)行繞組變形測試后才能投運(yùn)，并將結(jié)果作為歷史數(shù)據(jù)保存；對(duì)于部分運(yùn)行的變壓器也進(jìn)行了繞組變形的普測，建立了部分在運(yùn)變壓器繞組變形測試的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并要求在變壓器運(yùn)行中出口短路后必須進(jìn)行繞組變形測量并與歷史數(shù)據(jù)比較，判斷繞組無嚴(yán)重變形后才能投入運(yùn)行，有效地防止了變壓器因出口短路而燒損事故的發(fā)生。存在的主要問題是由于繞組變形測試受變壓器狀態(tài)（如油溫、分接位置、接地部位、現(xiàn)場干擾等）影響較大，需要結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)際情況綜合判斷，現(xiàn)場工作人員不易掌握，容易誤判斷，需加強(qiáng)相關(guān)的培訓(xùn)工作。

1.11 微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測

微風(fēng)振動(dòng)是線路疲勞斷股的主要原因，尤其對(duì)于大跨越線路，這一問題尤為嚴(yán)重；這種隱蔽性較強(qiáng)的破壞會(huì)給線路安全造成較大的危害，通過監(jiān)測導(dǎo)線一點(diǎn)距離相對(duì)于線夾的彎曲振幅與振動(dòng)頻率，實(shí)測其振動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)分析線路運(yùn)行、改進(jìn)設(shè)計(jì)及壽命評(píng)估都將起到不可替代的作用。

1.12 污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)

污穢在線監(jiān)測主要有兩類系統(tǒng)，一是鹽密和灰密在線監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)測點(diǎn)進(jìn)行集成，可以在實(shí)驗(yàn)室直接實(shí)現(xiàn)污穢度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并與電子污區(qū)圖結(jié)合，部分實(shí)現(xiàn)污區(qū)圖的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新。二是泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)在全網(wǎng)內(nèi)大范圍使用，可以實(shí)現(xiàn)絕緣子泄漏電流的在線監(jiān)測，從而對(duì)絕緣子的積污狀況作出評(píng)估和預(yù)測。

1.13 基于無線傳感技術(shù)的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測

系統(tǒng)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是對(duì)線路、容性設(shè)備（PT、CT、套管、避雷器、耦合電容器等）、斷路器、絕緣子、母線及連接點(diǎn)等設(shè)備及測量點(diǎn)進(jìn)行在線監(jiān)測，通過提取被測設(shè)備的特征參數(shù)進(jìn)行在線分析、判斷，達(dá)到在線"故障診斷"的目的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，該系統(tǒng)由無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、無線容性設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、無線斷路器監(jiān)測系統(tǒng)以及主站等部分構(gòu)成。

1.14 其他輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)

目前為滿足運(yùn)行的需要，輸電線路上還出現(xiàn)了眾多新型的在線監(jiān)測系統(tǒng)，如桿塔傾斜在線監(jiān)測，對(duì)于采空區(qū)、易滑坡區(qū)等處防止鐵塔緩慢傾斜導(dǎo)致倒塔起到了重要作用；溫度和弧垂在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以在大幅度提高電網(wǎng)輸送能力的情況下，監(jiān)測線路重點(diǎn)區(qū)域弧垂與溫度變化，防止金具損害或弧垂過大引起線路跳閘，為控制線路負(fù)荷提供依據(jù)。鐵塔防盜系統(tǒng)：通過加裝傳感器，在易盜區(qū)實(shí)現(xiàn)鐵塔盜竊預(yù)警功能，保障線路運(yùn)行安全。

2 結(jié)束語

在應(yīng)用新技術(shù)的同時(shí)，應(yīng)注重在線監(jiān)測與日常巡檢、定期檢查的合理配合，努力提高在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的合理性。

[1]張懷宇，朱松林，張揚(yáng)，樓其民，張亮.輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)體系研究與實(shí)施[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009-07-05.