特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術的應用探討

陳豐 張威 羅君民

國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司 四川成都 610041

改革開放以來，我國經(jīng)濟水平飛速提升，社會用電量也在不斷增長，為了滿足國家經(jīng)濟建設和各個行業(yè)的發(fā)展，國家開始大力建設特高壓輸電線路。世界第一條特高壓輸電線路由蘇聯(lián)在1985年建成，我國第一條特高壓線路于2009年初建成，并將晉東南至荊門線投入到了商業(yè)運營中。輸電線路作為高壓輸電工程的重要組成部分，決定著整個輸電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。在上述特高壓輸電線路中，由于線路經(jīng)過地區(qū)擁有者非常復雜的地理環(huán)境和氣候，長期受到風、雪等惡劣天氣影響，線路周圍的工業(yè)污染也比較嚴重，如果采取過去的監(jiān)測技術很難取得較好的效果，所以急需要應用更先進的在線監(jiān)測技術，以確保線路環(huán)境數(shù)據(jù)采集工作的順利進行，并實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)參數(shù)的智能分析。

1 在線監(jiān)測技術應用的現(xiàn)狀

近些年來，很多省電力企業(yè)在逐步推行兩級中心建設、三級應用的在線監(jiān)測模式，同時還加強了輸電線路智能化建設以及風險監(jiān)控。通過在線監(jiān)測技術的應用，使我國輸電線路運行維護的壓力得到了一定程度的緩解，提升了我國輸電線路運行管理的水平，為研究輸電線路的新管理模式和方法提供了基礎[1]。由于特高壓輸電線路的桿塔覆蓋面比較廣，且桿塔長期處于野外環(huán)境下，無法牢固安裝監(jiān)測設備，同時為了減少維護成本，主要采用現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡通信來傳輸監(jiān)測信息，導致很多監(jiān)測設備無法發(fā)揮出理想的效果，電力生產(chǎn)與服務的需求也得不到滿足，還需要進行不斷地改善。

2 在線監(jiān)測技術的應用分析

2.1 桿塔傾斜監(jiān)測

對于地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境復雜的采空區(qū)，受到外界因素以及地質(zhì)災害的影響，容易發(fā)生桿塔倒塌情況，嚴重威脅著輸電線路的安全運行。通過對桿塔傾斜監(jiān)測設備的應用，能夠為系統(tǒng)提供各類基礎信息。桿塔傾斜監(jiān)測設備具有雙軸傾斜傳感器，可以測量順線、橫向以及綜合傾斜角，有利于掌握各個桿塔的傾斜規(guī)律和特點，并且能夠分析傾斜的原因，制定處理措施，防止桿塔傾斜過度對線路的正常運行造成影響[2]。將GSM與監(jiān)測技術進行結合，可以對桿塔的實際狀態(tài)進行監(jiān)控，減少桿塔倒塌情況。

2.2 氣象和導線風偏在線監(jiān)測

此監(jiān)測技術不僅可以對線路周圍區(qū)域的溫度、風向、風速等進行監(jiān)測，并且可以掌握絕緣子串與導線對地夾角等信息。根據(jù)得到的信息可以制定出對應的風偏預防方案，也可以對定位放電故障點進行準確判斷；以監(jiān)測設備傳回的氣象數(shù)據(jù)和絕緣子串與導線對地夾角大小為依據(jù)，對風險算法進行不斷的完善；另外，還可以測量并匯總線路桿塔附近的瞬時風速、導線擺動幅度以及風壓不均系數(shù)等數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)進行綜合分析，能夠為設計標準的改進提供參考依據(jù)。

2.3 覆冰在線監(jiān)測

應用覆冰在線監(jiān)測技術可以實時監(jiān)控特高壓輸電線路上的覆冰情況，對相關數(shù)據(jù)進行收集和分析，根據(jù)分析結果可以對冰害事故進行預測，發(fā)出預警信息，降低倒塔、斷線以及冰閃等事故的發(fā)生率。當前覆冰在線監(jiān)測技術已經(jīng)比較成熟，具體包括兩種類型。（1）檢測導線幾何參數(shù)。此方法是通過對導線傾斜角、弧垂等數(shù)據(jù)進行測量，以獲取導線的大概情況。此方法不會使線路參數(shù)發(fā)生改變，所以對線路的正常運行沒有影響，但是無法詳細掌握覆冰的情況；（2）檢測線路張力。此方法是在絕緣子上面安裝張力傳感器，利用傳感器對導線覆冰后的各類環(huán)境數(shù)據(jù)和導線受力參數(shù)進行收集，之后由系統(tǒng)統(tǒng)一分析得到線路的覆冰程度和實際狀態(tài)[3]。此方法對壓力傳感器的性能和安全性要求比較高，使用前需要對其進行嚴格測試論證。

2.4 絕緣子污穢監(jiān)測

絕緣子污穢度監(jiān)測。在當前的污穢度監(jiān)測過程中，需要在停電操作后，再對絕緣子表面的鹽密度值及灰密度值進行測量。為了更好的進行絕緣子污穢監(jiān)測，專家們提出了專門的公式來對光能參量進行測量，根據(jù)測量結果可以直接估算絕緣子的污穢度。（2）漏電檢測。泄露電流屬于監(jiān)測絕緣子污穢度的重要參考指標，由于泄漏電流主要分布在介質(zhì)表面，通過在絕緣子高壓端安裝泄漏電流傳感器，就可以對泄漏電流的實際情況進行了解。電信號經(jīng)過信號處理模塊轉化為數(shù)字信號，最后經(jīng)過計算和分析可以判斷絕緣子積污情況。

2.5 導線舞動監(jiān)測

導線舞動會對輸電線路帶來較大的危害，不僅會損壞連接金具，甚至會引起塔材變形、導線斷裂等安全事故，嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行。通過對導線舞動情況進行監(jiān)測，可以有效掌握導線的規(guī)律及特點，并制定出有效的預防措施。為了提高導線舞動監(jiān)測的效果，需要在導線中安裝多個舞動傳感器，從而充分的掌握導線舞動的頻率、振幅，并將舞動的軌跡繪制出來。對于出現(xiàn)導線舞動幾率較高的地區(qū)，要增加舞動監(jiān)測點的布置，對導線舞動情況進行重點監(jiān)測，及時發(fā)出預警，提前制定防治措施，避免發(fā)生短路、倒塔等安全事故。

2.6 輸電線微風振動監(jiān)測

導線發(fā)生過疲勞斷股的原因之一就是導線內(nèi)部的交變應力過大，而微風振動就會使導線產(chǎn)生交變應力。微風振動的影響性是逐步增加的，隱蔽性比較強，沒有明顯的外觀表征。在微風振動監(jiān)測技術的應用中，利用振動監(jiān)測儀可以有效測量風向、風速、導線相對線夾的彎矩值等數(shù)據(jù)，再根據(jù)導向力學性能數(shù)據(jù)，可以對微風振動下的導線使用壽命進行判斷。

3 加強在線監(jiān)測技術應用的對策

3.1 提高故障診斷能力

在應用特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術時，首先要確保監(jiān)測設備的質(zhì)量以及輸電線路的完好性，對線路和監(jiān)測設備進行定期檢修和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，防止由于監(jiān)測設備或線路缺陷，導致在線監(jiān)測結果受到影響。其次，還要具備故障預見能力，盡早在故障萌芽階段將其解決，防止故障進一步擴大，造成不必要的經(jīng)濟損失[4]。最后，工作人員在實際工作中，要保證數(shù)據(jù)分析的準確性，提高自身故障預測能力和診斷能力。

3.2 加強工作人員的技能培訓

在線監(jiān)測技術涉及到多個專業(yè)的知識，且對工作人員技術水平的要求比較高，所以電力企業(yè)應當重視對工作人員專業(yè)知識的教育和業(yè)務技能的培訓，定期組織員工參與相關知識的學習，并將其下放到一線提高工作人員的實踐能力，將理論知識與實踐相融合。同時，建立并完善員工考核制，對于參與學習和培訓的所有工作人員，必須要進行考核，考核沒有通過的禁止上崗，確保工作人員的專業(yè)知識水平和業(yè)務技能水平得到有效提高[5]。此外，通過建立獎懲制的方式，將工作人員的工作熱情和積極性充分調(diào)動起來，為在線監(jiān)測工作提供支持。

4 結語

特高壓電網(wǎng)在我國電網(wǎng)中有著重要的地位，其特點是運輸容量大、電壓高、損耗低。為了維護特高壓電網(wǎng)的正常運行，需要做好輸電線路的在線監(jiān)測工作，合理運用各項在線監(jiān)測技術，使特高壓輸電線路在線監(jiān)測的準確性和可靠性得到有效保證。