特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術的應用

楊國峰 張文瀚 張帥

摘 要：眾所周知，特高壓輸電線路在電網中發(fā)揮了重要的作用。在高壓輸電工程中，輸電線路直接影響著輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此必須要配備實時的監(jiān)測，才能夠預防和控制輸電系統(tǒng)可能發(fā)生的故障。對于特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術的應用需要不斷地進行探討并總結經驗，結合輸電情況，選擇最合適的監(jiān)測技術，保護輸電安全。

關鍵詞：特高壓線路；監(jiān)測；隱患

0.引言

雖然電力系統(tǒng)整體監(jiān)測水平已經有了較大的提高，但是基于特高壓輸電線路分布廣、電能輸送大的特點，特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術水平卻發(fā)展緩慢。那么如何加強特高壓輸電線路的運轉并提高安全，仍需我們在實際應用中進行總結和探索。

1特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術概述

輸電線路在線監(jiān)測技術受線路上監(jiān)測裝置的電源問題和監(jiān)測數據的傳輸通信問題兩方面的技術因素制約。目前已開發(fā)出了多種輸電線路在線監(jiān)測裝置，對應的多種輸電線路監(jiān)測技術應運而生。輸電線路覆冰在線監(jiān)測包括對線路拉力和導線傾斜角、弧垂等參數的兩種監(jiān)測方式反映出覆冰實際情況的不同工作原理，以實現(xiàn)對導線的覆冰情況的實時監(jiān)測并及時預警，方可減少輸電線路的冰閃、舞動、斷線、倒塔等事故故障；而輸電線路氣象和導線風偏在線監(jiān)測則是在絕緣子串上安裝角度測量，再結合線路本體數據及風速、溫度等測量數據，綜合計算出導線的風偏狀況；目前我國電網公司對特高壓GSM桿塔傾斜監(jiān)測報警裝置的研制，經試驗證明能實時監(jiān)控線路運行桿塔傾斜情況并預警；微風振動的長期積累會導致高壓架空輸電線路的疲勞斷股，而且這種破壞有很強的隱蔽性。微風振動監(jiān)測系統(tǒng)是利用導線振動監(jiān)測儀對導線與線夾最后接觸點外一定距離處導線相對于線夾的彎曲振幅、頻率和線路周圍的風速、風向、氣溫、濕度等氣象環(huán)境參數的記錄并結合導線本身力學性能實現(xiàn)對線路微風振動的水平和導線的疲勞壽命的判斷；導線舞動不僅危害大且有著長期性，而輸電線路導線舞動監(jiān)測則是選擇在一檔導線中安裝一定數量的導線舞動監(jiān)測儀，實現(xiàn)對導線三個方向的加速度信息的采集，并根據線路的基本信息和對監(jiān)測點加速度的計算和分析，完成對舞動線路的舞動半波數及計算導線運行軌跡參數分析，判斷舞動危害進而及時預警；輸電線路的視頻監(jiān)控方式可對輸電線路本體情況和輸電線路環(huán)境參數進行實時且全天候的監(jiān)測，但受網絡傳輸速度限制缺陷也很多，通過無線網絡的遠程監(jiān)控功能，該監(jiān)測技術切實可行；輸電線路絕緣子污穢監(jiān)測包括采用停電方式進行的污穢度在線監(jiān)測和監(jiān)測絕緣子表面泄漏電流的泄漏電流在線監(jiān)測。

2特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術應用現(xiàn)狀

當前，在很多網省公司已逐步推行了兩級中心建設、三級應用的"輸變電狀態(tài)監(jiān)測中心"模式，并作為輸電線路智能化建設重要內容和風險監(jiān)控手段全面推進，狀態(tài)監(jiān)測技術的應用在一定程度上緩解了輸電線路運行維護壓力，提高了輸電線路運行管理水平，為探索輸電線路新的管理模式和管理思路提供了參考。由于輸電線路桿塔長期暴露在野外和點多面廣等特點，導致了監(jiān)測技術在輸電線路上應用時，不能像變電設備狀態(tài)監(jiān)測技術那樣安裝在牢固可靠位置，并利用其站內現(xiàn)有的光纖網絡通信手段，降低運行維護成本，同時確保監(jiān)測信息穩(wěn)定、可靠傳輸。很多監(jiān)測設備還停留在建設、完善過程中，沒有真正有效地解決生產中實際需求，達到指導生產、服務生產的目的。

3特高壓輸電線路新監(jiān)測技術

3.1成像法測定

當設備有潛在的故障時，在設備表層通常會表現(xiàn)出異常，紅外線就可以對這種異常進行測定。從原理上來講，紅外線能夠測定輻射到表面的異常信號，然后在檢測到異常信號的基礎上再對故障的特性、故障的嚴重性以及故障的方位等進行辨別。與其他監(jiān)測技術相比，紅外線成像的方法具有非接觸性、精準性高、可靠性高、安全和高效等優(yōu)勢。通過紅外線成像法能夠對過熱和接觸性的故障，非常便捷，效果也很好，目前常用的儀器有熱電視、紅外熱像儀以及測溫裝置等，根據高壓輸電線路的實際情況選取最為合適的測定裝置。而紫外線成像法需要借助成像儀，對放電性電暈的信號進行成像處理之后，識別電暈強度，這樣的檢測方式更加的敏銳，有利于辨別出放電電暈的真實狀態(tài)，從而為特高壓輸電線的監(jiān)測提供參照，紫外線識別對于絕緣子內的隱性缺陷有很好的監(jiān)測作用，例如：潮濕條件下的電蝕、復合性護套的損傷等，除此之外，紫外線成像的方法適用于多種場合的測定，不受地域和空間的阻礙。

3.2動態(tài)增容在線監(jiān)測技術

采用靜態(tài)提溫增容技術和動態(tài)監(jiān)測增容技術來提高現(xiàn)有高壓輸電線路的輸送容量。其中靜態(tài)提溫增容技術是一種新型的增容在線監(jiān)測技術，其可通過提高現(xiàn)有輸電導線處于正常運行狀態(tài)下的溫度，來到增大輸送容量的目的。但這該技術的應用在一定程度上違背了相關標準與規(guī)范，其會對導線及關鍵設備的使用壽命造成嚴重影響。動態(tài)增容技術能將輸電線路潮流與線路熱穩(wěn)定限額的實際變化情況反映出來，以為電網工作人員對數據調整提供依據，同時通過對輸送電路剩余輸送量的分析，可有效保證輸電線路正產運行和允許的傳輸容量。動態(tài)增容技術通過對高壓輸電線路的實時監(jiān)測，可將線路運行的溫度是否超過所允許的范圍進行反映，同時也可對自然氣候因素進行分析，大大提高了線路運行故障的處理效率。若輸電線路導線運行溫度超出所允許的范圍，工作人員應及時申請停用或轉移負荷量，以保障輸電線路的安全運行。

3.3漏電檢測

電壓、氣候參數和污穢度三種參數，是檢測絕緣子誤會程度的重要參考值，三個數據能夠表明電流泄露情況。電流泄露一般會在介質表面形成，所以傳感器安裝在絕緣子的高壓端，就能夠將泄漏的電流數據實時傳遞，將信號處理成為數字信號，并通過計算機程序進行相關計算，得出相關數據，最后使用無線網絡傳輸到數據總站，工作人員和專家們針對收集的數據進行綜合判斷分析，最后得出絕緣子積污狀況。后期處理的過程中能夠參考得出的結論，將絕緣子的結構參數，以及其他化學成分數據累計起來。

3.4辨識電場

通過測定分布電場的方式獲取各個區(qū)段的絕緣缺陷，在正常的運行狀態(tài)下，軸線是光滑的曲線，標識各時點特定的電勢和電場強度，絕緣子內部的缺陷呈導通性，因此電場中的相應位置也會出現(xiàn)變形，所以說，對軸向分布的絕緣子電場進行測定，就能夠發(fā)現(xiàn)絕緣子內部潛在的故障隱患?，F(xiàn)階段，已經有能夠帶電測定線路隱含缺陷的配套儀器，只是還沒有得到應用和推廣，雖然這種儀器能夠對構架內的絕緣子缺陷進行測定，但是現(xiàn)場應用不便，而且需要耗費大量的資金，因此，更加便捷的新式裝置仍然在開發(fā)中，也就是說目前并沒有能夠適用于日常絕緣子缺陷測定的方式，在特高壓輸電線路的監(jiān)測上這類方式不是理想的方式，對于跨度較大的特高壓輸電線路的監(jiān)測還是使用在線視頻監(jiān)測的方式。

結語

總之，在對特高壓輸電線路要重點監(jiān)測周邊環(huán)境中隱含的環(huán)境風險、監(jiān)測突發(fā)性雷擊、對絕緣子進行檢查，排除多樣化的送電干擾。由此可見，特高壓輸電線路的在線監(jiān)測技術必須要實現(xiàn)兩方面的功能：一是對輸電線路的各種環(huán)境數據進行采集；二是通過對運行狀態(tài)的參數進行分析，得出相應的結論并給出合理的建議。

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