探究輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施

宋彪+龔奎

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到了高速發(fā)展階段。對(duì)于電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)安全運(yùn)行是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，這就要保障電力系統(tǒng)能夠正常輸電，加強(qiáng)電力運(yùn)輸?shù)钠椒€(wěn)性與安全性。但是輸電線路常常會(huì)受到自然因素與地理因素的影響，包括風(fēng)向、雷擊等。因此，本文重點(diǎn)探究輸電線路運(yùn)行的安全影響因素，進(jìn)而提出相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路；運(yùn)行安全因素；防治措施；自然災(zāi)害

引言

近些年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)步伐不斷加快，個(gè)電壓等級(jí)輸電線路不斷增多，這也大大提高了輸電線路運(yùn)行的安全問(wèn)題。以我國(guó)的輸電線路為例，截止到16年底，110kV以及以上的電壓等級(jí)交流輸電線路已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)90萬(wàn)km，750kV線路長(zhǎng)達(dá)1.5萬(wàn)km，特高壓線長(zhǎng)度在1.2萬(wàn)km。由于輸電線路的涉及范圍非常廣泛，例如山區(qū)等地都有涉及，這就導(dǎo)致輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中存在著很大安全隱患，特別是一些超高、特高輸電線路，更容易受到雷擊的影響。因此，我們必須要強(qiáng)化輸電線路的運(yùn)行安全問(wèn)題，分析影響輸電線路運(yùn)行的安全因素，并針對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題提出有關(guān)措施。

1、影響輸電線路運(yùn)行安全的因素

1.1山火問(wèn)題

近些年來(lái)，我國(guó)局部地區(qū)的山火問(wèn)題嚴(yán)重，給輸電線路運(yùn)行安全帶來(lái)了嚴(yán)重的危險(xiǎn)，如南方電網(wǎng)在12-15年之間，220kV和500kV線路因山火導(dǎo)致跳閘的次數(shù)為75次和64次，單向故障比例在70%以上，山火造成的單相跳閘重合閘率在50%以上。由于輸電線路間隔在山火條件下的放電具備極大的分散性，主要是因?yàn)闈鉄?、溫度的影響。山火的高溫?huì)造成輸電線路空隙空氣密度降低，并會(huì)在燃燒過(guò)程中出現(xiàn)0.2～5μm的顆粒，包括元素碳、有機(jī)碳等，再加上這些煙塵顆粒具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，從而造成電子崩問(wèn)題。受到山火因素影響，輸電線路間隙絕緣性能大幅度降低，并且因?yàn)橹睾祥l問(wèn)題可能造成間隙二次擊穿。

1.2冰凍災(zāi)害

近些年來(lái)我國(guó)冰雪災(zāi)害對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)造成了巨大影響，具有有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在12-15年，猶豫冰凍災(zāi)害出現(xiàn)跳閘次數(shù)為13次（500kV），占據(jù)總跳閘數(shù)的8%以上，并且每年都要開(kāi)閘非計(jì)劃停運(yùn)。由于很多線路中在經(jīng)過(guò)冰雪覆蓋后，都會(huì)產(chǎn)生一定的積污，這會(huì)提高絕緣體的導(dǎo)電率，并且導(dǎo)電率與大氣環(huán)境有著之間影響。由于冰層中的導(dǎo)電離子會(huì)逐漸覆蓋，導(dǎo)致導(dǎo)電離子濃度越來(lái)越大。為了能夠加強(qiáng)絕緣冰閃電壓，技術(shù)人員通常都是采用絕緣子間插形式、V型串布置形式、提高雙聯(lián)串的間距等，這樣能夠提高閃絡(luò)電壓性能。

由于三相導(dǎo)線之間的距離相對(duì)較小，如果舞動(dòng)幅度無(wú)法承受運(yùn)行電壓時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)相間放電問(wèn)題。針對(duì)此類情況，技術(shù)人員都是采用相間間隔棒，從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，應(yīng)用相間間隔棒能夠有效保障舞動(dòng)沖擊負(fù)荷情況下不損害，從而避免相間放電。但在應(yīng)用一段時(shí)間后，相間間隔棒會(huì)在舞動(dòng)中損壞，在此發(fā)生相間放電問(wèn)題。

1.3雷擊問(wèn)題

雷擊是對(duì)輸電線路危險(xiǎn)最大的自然災(zāi)害，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)將近一半的自然影響因素都來(lái)自于雷擊，是輸電線路跳閘的主要因素之一。從有關(guān)研究表明，雷擊繞擊率與桿塔高度、避雷線保護(hù)角度、地面傾斜角度有著直接關(guān)系。如果保護(hù)角度過(guò)大，則地線對(duì)導(dǎo)線屏蔽性能會(huì)逐漸降低，繞擊區(qū)也會(huì)加大；如果桿塔過(guò)高，其地面的屏蔽效應(yīng)會(huì)逐漸減弱，同樣會(huì)加大繞擊區(qū)。并且隨著地面坡度增加，會(huì)加大外側(cè)的暴露弧，從而提高繞擊概率，也就是提高了繞擊跳閘概率。由于雷電云中的放電多是為負(fù)極性，因此，直流輸電線路會(huì)因?yàn)檎龢O性導(dǎo)線作用下，產(chǎn)生上行先導(dǎo)，從而大大提高了雷擊幾率。

2、輸電線路運(yùn)行安全隱患的預(yù)防措施

由于輸電線路運(yùn)行安全因素比較多，并且一直存在，因此，我們必須要針對(duì)輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀采用更加合理的方法。

2.1構(gòu)建運(yùn)維大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)

通過(guò)分析山火、凍雪、雷電等災(zāi)害，需要根據(jù)線路數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)構(gòu)建更加完善的綜合分析系統(tǒng)。依托于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)來(lái)獲取這些影響因素的規(guī)律和特點(diǎn)，構(gòu)建各項(xiàng)災(zāi)害的數(shù)據(jù)模型，對(duì)輸電線路故障進(jìn)行系統(tǒng)分析，如果輸電線路出現(xiàn)問(wèn)題系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警，并且能夠檢測(cè)線路運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行狀況。為了能夠避免極端天氣造成的影響，需要制定應(yīng)急方案，從而為后續(xù)開(kāi)展預(yù)防工作奠定基礎(chǔ)。

2.2融入自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備和檢修設(shè)備

隨著我國(guó)輸電線路的長(zhǎng)度不斷增加，僅憑借人工檢測(cè)的方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代電廠發(fā)展趨勢(shì)，因此，為了能夠提高運(yùn)維效率，需要對(duì)輸電線路進(jìn)行定期檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、維修等環(huán)節(jié)，從而推動(dòng)推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)能夠朝向機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展。通過(guò)監(jiān)測(cè)與巡檢系統(tǒng)能夠加強(qiáng)輸電線路的感知能力，并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等構(gòu)建輸電線路智能電網(wǎng)。由于在線監(jiān)測(cè)是對(duì)輸電線路進(jìn)行感知的重要渠道，如今觸電線路施工都會(huì)安裝在線監(jiān)測(cè)等功能。但由于監(jiān)測(cè)裝置在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，并且是側(cè)重于電力行業(yè)的檢測(cè)工作，因此，電力企業(yè)必須要能夠抓住至質(zhì)量關(guān)卡，采用無(wú)人機(jī)的檢測(cè)工作，通過(guò)在無(wú)人機(jī)上來(lái)對(duì)輸電線路運(yùn)行情況進(jìn)行分析。可以采紫外線成像儀、紅外線成像儀、車載激光和雷達(dá)等。為了能夠保障輸電線路符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求，需要技術(shù)人員采用超過(guò)30km距離無(wú)人機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)也要在無(wú)人機(jī)上安裝主線路導(dǎo)航儀器、成像儀等，之后根據(jù)輸電線路的實(shí)際配置情況做好程序編程工作，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并且會(huì)極大的提高監(jiān)測(cè)效率和監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

在設(shè)備檢修層面上，可以采用絕緣斗臂車和直升機(jī)作為操作平臺(tái)，由于這兩種設(shè)備具有使用便利、安全性強(qiáng)等特點(diǎn)，在國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家中的應(yīng)用非常廣泛，因此，我們也要跟上國(guó)際形勢(shì)發(fā)展步伐，做好先進(jìn)金屬的引入工作。

2.3構(gòu)建一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在自然災(zāi)害和極端氣候的條件下，為了能夠保障輸電線路運(yùn)行的安全性，需要技術(shù)人員全天候、全局、全天時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)線路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以借助衛(wèi)星遙感技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠在極端的條件下對(duì)輸電線路相關(guān)的地質(zhì)、地形、路況、植被等因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而為輸電線路故障問(wèn)題提供行之有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。特別是對(duì)于高電壓來(lái)說(shuō)，需要構(gòu)建多種監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合的立體化檢測(cè)系統(tǒng)，提高安全事故出現(xiàn)的前瞻性，這樣才能夠保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.4構(gòu)建輸電系統(tǒng)一體化運(yùn)維體系

一體化運(yùn)維體系主要是由故障分析系統(tǒng)、感知監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、維修運(yùn)維系統(tǒng)所組成的運(yùn)維體系。在輸電線路的監(jiān)測(cè)和感知層面上，構(gòu)建一個(gè)更加全面、地空立體化的系統(tǒng)。主要包含直升機(jī)、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等，通過(guò)將各類設(shè)備的組裝與軟件編程，采用儀器組形式構(gòu)成體一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及衛(wèi)星遙感廣域感和檢測(cè)系統(tǒng)。在整個(gè)狀態(tài)分析和故障預(yù)警層面上，需要通過(guò)電線路全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，這樣才能夠充分挖掘輸電線路的故障信息和故障規(guī)律，構(gòu)建行之有效的故障模型，通過(guò)模塊化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息挖掘，以及行之有效的預(yù)警系統(tǒng)。通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備來(lái)提高故障檢測(cè)效率，如果出現(xiàn)安全因素，需要技術(shù)人員及時(shí)的進(jìn)行搶救或快速恢復(fù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于我國(guó)各個(gè)壓力段的輸電線路不斷延長(zhǎng)，這也就需要采用更加先進(jìn)的手法進(jìn)行安全防治工作。通常可以借助狀態(tài)分析、檢修與維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、使用感知等作為切入點(diǎn)，降低自然風(fēng)險(xiǎn)對(duì)線路運(yùn)行危險(xiǎn)全。

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