特高壓輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

劉增超　唐曉森

摘要：輸電線(xiàn)路受外力破壞時(shí)易發(fā)生短路和斷線(xiàn)故障，輸電線(xiàn)路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)由此而生。從某種程度上說(shuō)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用切實(shí)緩解了輸電線(xiàn)路運(yùn)行維護(hù)壓力?；谳旊娋€(xiàn)路桿塔點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)和需長(zhǎng)期暴露在野外的特點(diǎn)，輸電線(xiàn)路監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)很難安裝在牢固可靠位置，也無(wú)法利用站內(nèi)現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)通信手段，在降低維護(hù)成本同時(shí)，還可保證測(cè)信息穩(wěn)定、可靠傳輸。很多監(jiān)測(cè)設(shè)備尚處于完善中，無(wú)法有效指導(dǎo)、服務(wù)生產(chǎn)。近年來(lái)，雖然電力系統(tǒng)整體監(jiān)測(cè)水平已經(jīng)有了較大的提高，但是基于特高壓輸電線(xiàn)路分布廣、電能輸送大的特點(diǎn)，特高壓輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)水平卻發(fā)展緩慢。那么如何加強(qiáng)特高壓輸電線(xiàn)路的運(yùn)轉(zhuǎn)并提高安全，仍需我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中進(jìn)行不斷總結(jié)和探索。所以本文主要分析特高壓輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而提出以下內(nèi)容，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作人員提供相應(yīng)的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：特高壓輸電;在線(xiàn)監(jiān)測(cè);應(yīng)用分析

1導(dǎo)言

自二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始，特高壓輸電技術(shù)己經(jīng)進(jìn)入了研究階段，四十多年時(shí)間內(nèi)，美、日、俄、中等國(guó)家先后研究、建立了特高壓輸電線(xiàn)路。目前，我國(guó)晉東南一南陽(yáng)一荊門(mén)特高壓輸電線(xiàn)路己經(jīng)成功投入運(yùn)營(yíng)。特高壓輸電工程中，輸電線(xiàn)路有著非同尋常的重要性，輸電線(xiàn)路對(duì)于特高壓輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全有著直接的影響，因此，需要引起格外的關(guān)注。特高壓輸電線(xiàn)路不少處于惡劣的地質(zhì)條件以及惡劣的運(yùn)行環(huán)境下。所以，對(duì)輸電線(xiàn)路的狀態(tài)采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)有著重要的意義。通過(guò)監(jiān)測(cè)確保事故隱患能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并即刻清楚，保障特高壓輸電線(xiàn)路處于良好的運(yùn)用狀杰。

2.特高壓輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)受線(xiàn)路上監(jiān)測(cè)裝置的電源問(wèn)題和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸通信問(wèn)題兩方面的技術(shù)因素制約。目前已開(kāi)發(fā)出了多種輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)應(yīng)的多種輸電線(xiàn)路監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。輸電線(xiàn)路覆冰在線(xiàn)監(jiān)測(cè)包括對(duì)線(xiàn)路拉力和導(dǎo)線(xiàn)傾斜角、弧垂等參數(shù)的兩種監(jiān)測(cè)方式反映出覆冰實(shí)際情況的不同工作原理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的覆冰情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)預(yù)警，方可減少輸電線(xiàn)路的冰閃、舞動(dòng)、斷線(xiàn)、倒塔等事故故障;而輸電線(xiàn)路氣象和導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏在線(xiàn)監(jiān)測(cè)則是在絕緣子串上安裝角度測(cè)量，再結(jié)合線(xiàn)路本體數(shù)據(jù)及風(fēng)速、溫度等測(cè)量數(shù)據(jù)，綜合計(jì)算出導(dǎo)線(xiàn)的風(fēng)偏狀況;目前我國(guó)電網(wǎng)公司對(duì)特高壓GSM桿塔傾斜監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的研制，經(jīng)試驗(yàn)證明能實(shí)時(shí)監(jiān)控線(xiàn)路運(yùn)行桿塔傾斜情況并預(yù)警;微風(fēng)振動(dòng)的長(zhǎng)期積累會(huì)導(dǎo)致高壓架空輸電線(xiàn)路的疲勞斷股，而且這種破壞有很強(qiáng)的隱蔽性。微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用導(dǎo)線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀對(duì)導(dǎo)線(xiàn)與線(xiàn)夾最后接觸點(diǎn)外一定距離處導(dǎo)線(xiàn)相對(duì)于線(xiàn)夾的彎曲振幅、頻率和線(xiàn)路周?chē)娘L(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度等氣象環(huán)境參數(shù)的記錄并結(jié)合導(dǎo)線(xiàn)本身力學(xué)性能實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)路微風(fēng)振動(dòng)的水平和導(dǎo)線(xiàn)的疲勞壽命的判斷;導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)不僅危害大且有著長(zhǎng)期性，而輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)監(jiān)測(cè)則是選擇在一檔導(dǎo)線(xiàn)中安裝一定數(shù)量的導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)三個(gè)方向的加速度信息的采集，并根據(jù)線(xiàn)路的基本信息和對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)加速度的計(jì)算和分析，完成對(duì)舞動(dòng)線(xiàn)路的舞動(dòng)半波數(shù)及計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行軌跡參數(shù)分析，判斷舞動(dòng)危害進(jìn)而及時(shí)預(yù)警;輸電線(xiàn)路的視頻監(jiān)控方式可對(duì)輸電線(xiàn)路本體情況和輸電線(xiàn)路環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)且全天候的監(jiān)測(cè)，但受網(wǎng)絡(luò)傳輸速度限制缺陷也很多，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，該監(jiān)測(cè)技術(shù)切實(shí)可行;輸電線(xiàn)路絕緣子污穢監(jiān)測(cè)包括采用停電方式進(jìn)行的污穢度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)絕緣子表面泄漏電流的泄漏電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

3.在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)在特高壓線(xiàn)路中的應(yīng)用

3.1基本要求

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用在特高壓線(xiàn)路上具有必要性和可行性，對(duì)保證特高壓線(xiàn)路安全運(yùn)行意義重大。為逐步規(guī)范在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求和為特高壓線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選型提供依據(jù)，特高壓線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：

1）不影響線(xiàn)路電氣性能可靠性，安裝的裝置應(yīng)滿(mǎn)足1000k V特高壓交流線(xiàn)路的電暈要求和無(wú)線(xiàn)電干擾要求。2）不影響線(xiàn)路機(jī)械性能可靠性，安裝的裝置不能成為線(xiàn)路結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，不能帶來(lái)結(jié)構(gòu)上的隱患。3）應(yīng)充分考慮線(xiàn)路運(yùn)行人員的高空作業(yè)環(huán)境，安裝方式簡(jiǎn)單、方便、可靠。4）應(yīng)能在特高壓線(xiàn)路上長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，能抵抗特高壓線(xiàn)路電磁場(chǎng)，適應(yīng)各種惡劣氣候，無(wú)需外在電源，免維護(hù)。5）數(shù)據(jù)傳輸方式及存儲(chǔ)方式符合標(biāo)準(zhǔn)，便于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

3.2應(yīng)用范圍

在特高壓線(xiàn)路中應(yīng)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)以加強(qiáng)線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行保障為主，適當(dāng)考慮積累運(yùn)行數(shù)據(jù)的需要，以突出重點(diǎn)、體現(xiàn)差異化為原則，提出各種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：1）對(duì)重要交叉跨越（包括主干鐵路、主干高速公路）、山區(qū)較長(zhǎng)耐張段、覆冰較重地區(qū)（如太行山區(qū)）和易覆冰的微氣象區(qū)等安裝覆冰在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，并結(jié)合輸電線(xiàn)路視頻監(jiān)控裝置使用，以發(fā)揮更大作用。2）在微地形、微氣象區(qū)及對(duì)導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏敏感地區(qū)安裝氣象和導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏裝置，積累導(dǎo)線(xiàn)風(fēng)偏數(shù)據(jù)，從氣象條件、設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面深入分析，增強(qiáng)特高壓輸電線(xiàn)路抵御強(qiáng)風(fēng)的能力。3）在煤礦采動(dòng)影響區(qū)安裝桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控桿塔傾斜情況，有效預(yù)防采空區(qū)塌陷誘發(fā)的線(xiàn)路事故。4）在大跨越線(xiàn)路上安裝微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。5）在舞動(dòng)易發(fā)區(qū)安裝舞動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，積累導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)、波數(shù)等數(shù)據(jù)資料。6）在大跨越線(xiàn)路、重要跨越及特別偏僻的地區(qū)安裝視頻監(jiān)測(cè)裝置，加強(qiáng)特殊地段線(xiàn)路的監(jiān)控。7）必要時(shí)考慮在污穢特別嚴(yán)重的地區(qū)安裝絕緣子污穢監(jiān)測(cè)裝置。積累某段特高壓線(xiàn)路的特定污區(qū)數(shù)據(jù)，建立特定線(xiàn)路的污穢數(shù)據(jù)庫(kù)，總結(jié)該段線(xiàn)路絕緣子的積污規(guī)律，建立專(zhuān)家診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正確有效判斷特定線(xiàn)路絕緣污穢狀態(tài)的目的。

3.3在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)

由于多種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)同時(shí)應(yīng)用在特高壓輸電線(xiàn)路上，為節(jié)約投資，充分、合理地利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，對(duì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理和綜合應(yīng)用分析顯得十分重要。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中處理、顯示和控制：1）建立開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。可以采用Web服務(wù)的方式提供接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同廠(chǎng)家各種格式數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收。2）建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)所有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用。

4結(jié)論

輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的信息顯示、統(tǒng)計(jì)、分析，能直觀(guān)地給出設(shè)備狀況的輔助判斷，運(yùn)行人員也可以平臺(tái)信息為基礎(chǔ)進(jìn)行人工分析，方便管理者提供決策和正確發(fā)布指令，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患并及時(shí)予以排除，保障線(xiàn)路以良好的狀態(tài)可靠運(yùn)行。特高壓交流試驗(yàn)示范工程共安裝覆冰、桿塔傾斜、氣象和風(fēng)偏、視頻、微風(fēng)振動(dòng)、舞動(dòng)及絕緣子鹽密共7類(lèi)87套在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，結(jié)合特高壓航測(cè)數(shù)據(jù)，可提供基于三維可視化技術(shù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)顯示和控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備狀況的在線(xiàn)查詢(xún)，促進(jìn)了特高壓工程的運(yùn)行維護(hù)水平的提升。

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