對(duì)500kV超高壓輸電線路故障的預(yù)防措施的探討

歐陽(yáng)子正

摘 要：500kv超高壓輸電線路都是暴露在自然環(huán)境中，需要接受雷擊、冰凍、雨淋等諸多惡劣的天氣環(huán)境，容易出現(xiàn)斷路的情況，導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障。目前在診斷超高壓輸電線路故障中還沒(méi)有顯著有效的措施，多依靠專業(yè)人員目測(cè)，這種方法會(huì)給檢修人員帶來(lái)很大的安全隱患，同時(shí)會(huì)增加檢修的成本。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路故障的預(yù)防，本文將就500kV超高壓輸電線路故障的預(yù)防措施展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：500kv；超高壓輸電；線路故障；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)： TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）21-183-2

1 超高壓輸電線路的概況

500kV-1000kV電壓等級(jí)輸送的電能均為超高壓輸電。我們通常將220kV輸電指標(biāo)作為100%，無(wú)論是在每公里投資上、每千瓦時(shí)電輸送百公里成本還是金屬材料消耗量上，超高壓輸電都有所降低，明顯提高了線路走廊的利用率。電壓等級(jí)在330kV-765kV的電壓都是超高電壓，也就是說(shuō)超高壓電壓等級(jí)包括330（345）千伏、400（380）千伏、500（550）千伏、765（750）千伏等。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，各界對(duì)用電量和電容量都有了更多的需要，超高壓輸電在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，換言之，超高壓輸電是社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，是電力產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的一個(gè)重要的標(biāo)志。在各個(gè)行業(yè)和地區(qū)都已經(jīng)離不開(kāi)電能的應(yīng)用，很多時(shí)候需要用到長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，為了降低運(yùn)輸成本，提高輸電效率，需要應(yīng)用超高壓輸電的方式。超高壓輸電比低壓輸電有著更多的優(yōu)勢(shì)，能夠有效節(jié)省占地面積，降低運(yùn)輸過(guò)程中電能的損耗，同時(shí)也節(jié)省了輸電工程投資成本，對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有積極作用。

2 500kV輸電線路在線路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)

在結(jié)構(gòu)上500kV輸電線路和220kV輸電線路有著不同之處，相比之下，500kV有著自身的特點(diǎn)。

2.1 導(dǎo)線

500kV超高壓輸電線路采用的是分裂導(dǎo)線，也就是導(dǎo)線由三根或者四根組合而成，有著更大的機(jī)械負(fù)荷，選用的是單串或者雙串xp-16絕緣子串作為懸垂絕緣子串。導(dǎo)線總拉力決定了所采用的絕緣子組裝類型，一般采用雙串xp-21或者雙串xp-30形式。在很多工程中也選用xp-16型絕緣子組裝。各條子導(dǎo)線組成了各相分裂導(dǎo)線，間隙棒固定子導(dǎo)線，從而避免在運(yùn)動(dòng)和正常運(yùn)行中出現(xiàn)各個(gè)導(dǎo)線之間的接觸，持續(xù)保持分裂狀態(tài)。一般情況下，各個(gè)子導(dǎo)線之間大約保持40-50cm的距離，在國(guó)內(nèi)，很多的超高壓輸電線路將子導(dǎo)線之間的距離保持在55cm來(lái)保證各個(gè)子導(dǎo)線之間的距離。次檔距一般保持在30-60m的距離。

2.2 桿塔形式

鐵塔是國(guó)內(nèi)外500kV超高壓輸電線路常用的架設(shè)方式，自立式鐵塔是國(guó)內(nèi)常用的架設(shè)方式，按照導(dǎo)線排列狀況分別架設(shè)成為干字型、酒杯型、貓頭鷹等不同形狀。在國(guó)外，部分超高壓輸電線路的架設(shè)采用的是過(guò)拉線塔。雖然鐵塔在形式上和普通的線路并沒(méi)有太大的區(qū)別，但是超高壓輸電線路都有著更加大的距離、更大的負(fù)荷力以及較大的塔頭。

2.3 鐵塔基礎(chǔ)

鋼筋混凝土自立式基礎(chǔ)是500kV超高壓輸電線路鐵塔最為常見(jiàn)的基礎(chǔ)，如果當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件比較差，那么可能會(huì)選擇使用灌注樁基礎(chǔ)。以巴基斯坦Lahore-Gudu500kV輸電線路為例，該地區(qū)地下水比較多，地質(zhì)環(huán)境惡劣，所以采用了灌注樁基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)，斜柱式基礎(chǔ)成為了超高壓輸電線路架設(shè)常見(jiàn)的鐵塔基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更加合理，保證鐵塔和基礎(chǔ)軸線在同一傾斜度上，所以上部壓力會(huì)直接傳送到基礎(chǔ)和地面，能夠提高基礎(chǔ)承載力同時(shí)降低混凝土用量。

3 超高壓輸電線路的故障預(yù)防措施

3.1 在線監(jiān)測(cè)

在線檢測(cè)輸電線路運(yùn)行狀況。在線監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)各種探測(cè)儀器檢測(cè)輸電線路的溫度、漏電情況等，通過(guò)設(shè)備將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)或者圖像內(nèi)容，使輸電線路故障更加清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，更容易斷定故障點(diǎn)。同時(shí)，通過(guò)積累的相關(guān)資料能夠加強(qiáng)線路狀態(tài)運(yùn)行狀況預(yù)測(cè)?？梢詫?duì)故障多發(fā)點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，并且做好評(píng)價(jià)，制定好故障應(yīng)急方案，盡量降低故障率，提高處理效率。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)能夠更加高效準(zhǔn)確地?cái)喽ü收宵c(diǎn)，同時(shí)降低了超高壓對(duì)檢修人員帶來(lái)的危險(xiǎn)，不但能夠保障線路的安全運(yùn)行，同時(shí)提高了工作人員的人身安全，有著良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2 量測(cè)

利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行量測(cè)?，F(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)大大提高了線路巡視的效果和工作效率，比如RTK量測(cè)方式代替了傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、望遠(yuǎn)鏡等實(shí)地測(cè)量方法，能夠大大降低地形、植物、建筑物等障礙物的影響。工作人員在選定了控制點(diǎn)后可以假設(shè)RTK 精確定位控制點(diǎn)，通過(guò)控制無(wú)人機(jī)來(lái)航拍鐵塔上空的狀況。采用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，能夠提高測(cè)量的速度和精準(zhǔn)度，同時(shí)通過(guò)數(shù)字模型的處理能夠節(jié)省大量的整理數(shù)據(jù)的工作。該技術(shù)的應(yīng)用還處于嘗試之中，在超高壓昆明局、特高壓輸電領(lǐng)域都有一定的應(yīng)用，其他單位可以借鑒使用該技術(shù)。

3.3 絕緣子

各國(guó)在電力上的需求量都在持續(xù)上漲，所以各國(guó)的輸電網(wǎng)為了適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展和電力系統(tǒng)的需要都有著遠(yuǎn)距離、特高壓的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)作為輸電線路中一項(xiàng)重要的組成內(nèi)容，絕緣子也需要進(jìn)一步滿足輸電線路要求。復(fù)合絕緣子應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合絕緣子的主要組成是復(fù)合材料，有著較好的抗污閃性能，能夠節(jié)省塔頭，為線路的運(yùn)行負(fù)擔(dān)和維護(hù)難度提供幫助，有助于電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。如果電壓較低，采用的絕緣子所用的材料多是陶瓷、玻璃等，但是如果是在特高壓輸電線路中就需要采用更高級(jí)別的絕緣子。瓷絕緣子無(wú)法滿足特高壓輸電線路的需要，不能良好地發(fā)揮抗污閃性能。此外，復(fù)合絕緣子能夠降低線路和鐵架的重量，所以在超高壓輸電線路發(fā)展中復(fù)合絕緣子成為一項(xiàng)重要節(jié)點(diǎn)，目前美國(guó)、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有了一定的成果，很多工程都應(yīng)用了復(fù)合絕緣子。我國(guó)企業(yè)人事到復(fù)合絕緣子對(duì)輸電線路的重要影響，也逐漸開(kāi)始使用這種材料。但是在應(yīng)用過(guò)程中我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇。我國(guó)輸電線路范圍比較廣泛，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶鞖狻⑽廴境潭鹊葼顩r和合理設(shè)計(jì)和選擇不同等級(jí)的絕緣子。相信在未來(lái)發(fā)展中 ，復(fù)合絕緣子會(huì)在我國(guó)超高壓輸電線路故障預(yù)防中發(fā)揮更加重要的作用。

3.4 環(huán)境預(yù)防

例如常規(guī)的防山火辦法無(wú)法在山火萌芽狀態(tài)及時(shí)發(fā)送預(yù)警信息。信息化的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和視頻通過(guò)3G無(wú)線進(jìn)行傳輸，當(dāng)系統(tǒng)傳感器監(jiān)測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)便立即發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)情況傳送到信息監(jiān)控中心，使運(yùn)行維護(hù)人員能第一時(shí)間采取措施，讓山火險(xiǎn)情被控制在萌芽狀態(tài)。山火衛(wèi)星監(jiān)測(cè)裝置、直升機(jī)巡線、紅外線遙測(cè)、GPS定位……隨著這些高科技、新技術(shù)的逐步推行，這些設(shè)備的運(yùn)用讓電力公司在特高壓線路運(yùn)維中如虎添翼，大大提高了工作效率和安全系數(shù)。探索建立一個(gè)直升機(jī)、無(wú)人機(jī)和人工巡視三位一體化的巡線模式?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)技術(shù)日臻成熟，公司將堅(jiān)持科技運(yùn)維的方針，總結(jié)輕型固定翼無(wú)人機(jī)的成功經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用適合地理人文環(huán)境條件的無(wú)人機(jī)超高壓巡線模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和國(guó)民生活水平的提高大大增加了社會(huì)對(duì)電能的需求量，同時(shí)電力運(yùn)輸行業(yè)也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本文首先介紹了超高壓輸電線路的概況，從導(dǎo)線、桿塔形式、鐵塔基礎(chǔ)三方面分析了500kV輸電線路結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，進(jìn)而提出了一些預(yù)防超高壓輸電線路故障的措施。希望本文的提出能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供一定的參考。

參 考 文 獻(xiàn)

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