確保輸電線路安全運(yùn)行實(shí)施狀態(tài)檢修的探索

王耀華

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的安全高效運(yùn)行提出了更高要求，為確保電力網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域化進(jìn)步，降低安全隱患，自動(dòng)排除設(shè)備故障，必須采用輸電網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，有效保障電力安全運(yùn)行，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。參照國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，實(shí)施高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，具有重要意義。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展前景下的電力運(yùn)行需要，而且存在諸多問題，大部分在線監(jiān)測(cè)裝置由于發(fā)展時(shí)間短，早期開發(fā)的產(chǎn)品存在不同程度的故障，在線監(jiān)測(cè)設(shè)備自身存在質(zhì)量與工藝方面的弊端，致使電源供電不穩(wěn)定、檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)失真，這在某種程度上嚴(yán)重影響了輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣化;輸電線路;在線監(jiān)測(cè);安全運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM726?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1672-9129（2020）10-0112-02

1?強(qiáng)化輸電線路安全運(yùn)行的社會(huì)意義

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，電力在國民經(jīng)濟(jì)和生活中所體現(xiàn)出的重要性愈加明顯，社會(huì)生產(chǎn)和生活需要電力企業(yè)有更高的安全供電可靠性。進(jìn)行實(shí)時(shí)檢修能夠最大限度地減少設(shè)備的停電次數(shù)，以減少停電時(shí)間，提高電網(wǎng)供電的安全可靠性。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開電力工業(yè)的支持，電網(wǎng)建設(shè)的加速和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)，傳統(tǒng)的檢修模式已越來越不適應(yīng)日益發(fā)展的大電網(wǎng)運(yùn)行，更難以支持和保障高電壓、高參數(shù)、高自動(dòng)化的電力系統(tǒng)。[1]電力企業(yè)為避免由定期預(yù)防性實(shí)驗(yàn)及定期檢修對(duì)設(shè)備檢修“過渡”或“漏失”而引起的運(yùn)行可靠性降低和經(jīng)濟(jì)損失，迫切需要以輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修，以預(yù)防和減少事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。為了提高對(duì)于輸電線路監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)輸電線路的狀態(tài)，及時(shí)排除安全隱患，研究對(duì)象立足于本地區(qū)發(fā)展實(shí)際，做了大量的調(diào)查工作，通過改善監(jiān)測(cè)設(shè)備電路設(shè)計(jì)，運(yùn)用超低功耗技術(shù)，利用新型傳感器采集不同種類的信號(hào)，并通過GSM數(shù)據(jù)通信、GPRS數(shù)據(jù)通信等可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)姆绞綄⒔?jīng)過轉(zhuǎn)換的信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，完成對(duì)輸電線路實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，達(dá)到提高在線監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。輸電線路是整個(gè)供電當(dāng)中的主要命脈，對(duì)于供電安全性有著重要影響，因而輸電線路運(yùn)行的安全性是第一位的，電網(wǎng)對(duì)于輸電線路的可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求也是在不斷提升，加上電力企業(yè)對(duì)于服務(wù)質(zhì)量的不斷追求，當(dāng)前對(duì)于高壓輸電線路穩(wěn)定的安全穩(wěn)定性要求也在不斷提升，因而加強(qiáng)對(duì)高壓輸電線路的運(yùn)行檢修研究，對(duì)于提升高壓輸電線路運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性具有特殊意義。

2?輸電線路安全調(diào)度管理工作面臨的問題

2.1自然因素導(dǎo)致的安全隱患。雷電是一種很嚴(yán)重的自然災(zāi)害，雷電會(huì)引起巨大的熱效應(yīng)、電效應(yīng)和機(jī)械力，從而具有極大的破壞力。雷擊是造成輸電線路閃絡(luò)的主要原因之一，在我國跳閘率較高的地區(qū)，高壓線路運(yùn)行的總跳閘次數(shù)中由雷擊引起的次數(shù)約占 40%-70%，在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊輸電線路而引起的事故率則更高。[3]輸變電線路遭受雷擊后，會(huì)產(chǎn)生雷電過電壓，使設(shè)備的介電強(qiáng)度下降，甚至?xí)p壞敏感設(shè)備中的電子器件，而且沿輸電線傳入的侵入波會(huì)威脅著變電站的電氣設(shè)備安全，因此加強(qiáng)輸變電線路的防雷是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)境。其次，大風(fēng)、覆冰在低溫雨雪天氣里，天氣寒冷時(shí)，由于濕度高，大量水氣凝聚在導(dǎo)線表面造成覆冰，容易造成電力系統(tǒng)的冰凍災(zāi)害。在傳統(tǒng)檢修作業(yè)模式下，輸電線路的安全檢查工作主要依靠運(yùn)行維護(hù)人員周期性巡視，雖能發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，但由于本身的局限性，缺乏對(duì)特殊環(huán)境和氣候的檢測(cè)，在巡視周期真空期也不能及時(shí)掌握線路走廊外力變化，極易在下一個(gè)巡視未到之前由于缺乏監(jiān)測(cè)發(fā)生線路事故。為防范山林火災(zāi)對(duì)輸電線路安全運(yùn)行的影響，各電力公司要求各單位經(jīng)常性地開展防范山火引發(fā)輸電線路跳閘的專項(xiàng)檢查工作。安排人力物力，加大輸電線路巡查頻度，重點(diǎn)檢查火災(zāi)多發(fā)地區(qū)、清明祭掃附近的線路走廊，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，防止火災(zāi)影響電力輸電線路運(yùn)行安全。以上手段能有效地減少火災(zāi)對(duì)電力安全的影響，但由于巡視只能是間歇性巡查，加上線路走廊基本上人員難以到達(dá)，給巡視工作造成很大的困難，大多數(shù)事故是由于巡視不到位引起的。為了加強(qiáng)對(duì)抗自然因素的破壞，過去僅僅停留在采用傳統(tǒng)檢修措施。在天氣因素使線路出現(xiàn)故障之前，相關(guān)工作人員就應(yīng)該與其他部門展開積極的溝通與合作，合作的對(duì)象可以是氣象部門、水利部門、地質(zhì)部門等，這些部門能夠?yàn)榫€路檢修工作提供充足的數(shù)據(jù)資料，而許多自然災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律都可以從這些數(shù)據(jù)資料中總結(jié)出來。資料的收集對(duì)高壓輸電線路的檢修工作具有重要意義，未雨綢繆可以杜絕高壓輸電線路的一些安全隱患。對(duì)于大風(fēng)、暴雪、鳥類活動(dòng)等造成的危害，只能事先采取相應(yīng)措施來預(yù)防或是災(zāi)后及時(shí)補(bǔ)救。

2.2環(huán)境因素導(dǎo)致的安全隱患。在架設(shè)輸電線路前，要充分考察架設(shè)地區(qū)的地理環(huán)境和天氣因素，如果架設(shè)的地方多大風(fēng)天氣，應(yīng)將桿塔間的距離縮短，從而減輕線路因大風(fēng)引起的晃動(dòng)程度，這個(gè)方法同樣適用于應(yīng)對(duì)多雷、覆冰現(xiàn)象嚴(yán)重的地區(qū)的線路架設(shè)工作。由于覆冰災(zāi)害持續(xù)的時(shí)間比雷擊、大風(fēng)的時(shí)間更長(zhǎng)，所以巡線人員要根據(jù)往年的數(shù)據(jù)資料判斷覆冰災(zāi)害來臨的時(shí)間，事先做好檢查維護(hù)工作;在覆冰現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，要加強(qiáng)巡線工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)受災(zāi)嚴(yán)重的部分進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于鳥類帶來的危害，可以根據(jù)鳥類活動(dòng)的規(guī)律采取驅(qū)趕的方式解決。同時(shí)注意加強(qiáng)強(qiáng)網(wǎng)工程建設(shè)，提高輸電線路的牢固性。但隨著輸電線路架構(gòu)逐漸增大，系統(tǒng)日趨復(fù)雜，各級(jí)輸電線路企業(yè)要針對(duì)輸電線路系統(tǒng)存在的大面積停電風(fēng)險(xiǎn)和配網(wǎng)薄弱瓶頸制約等問題，以及近年來出現(xiàn)的自然災(zāi)害對(duì)輸電線路造成的巨大破壞情況，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，加大輸電線路建設(shè)投資力度，通過加強(qiáng)輸電線路技術(shù)改造，優(yōu)化輸電線路結(jié)構(gòu)，解決重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，防范發(fā)生大面積停電和重大社會(huì)影響的停電事故，提高輸電線路安全穩(wěn)定水平，防范各類風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害沖擊。要全面分析輸電線路安全隱患和薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)輸、配輸電線路薄弱環(huán)節(jié)的改造力度，深入開展互聯(lián)輸電線路安全防御體系，輸電線路應(yīng)急處理技術(shù)等重大課題的研究，完善輸電線路安全穩(wěn)定措施，構(gòu)筑牢固的輸電線路安全穩(wěn)定“三道防線”，強(qiáng)化輸電線路安全的技術(shù)支撐，提高駕馭輸電線路的能力。

2.3人力因素導(dǎo)致的安全隱患。近年來，輸電線路遭到人為過失破壞的問題越來越突出。例如，砍伐樹木、引發(fā)山火、野蠻施工、機(jī)耕作業(yè)、放炮取石、交通事故、以及放風(fēng)箏等等。輸電線路一旦遭受外力破壞，不僅僅影響電力企業(yè)的安全生產(chǎn)和人民群眾的人身安全，還易引發(fā)群死群傷等惡性重大事故。更重要的是可能導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的瓦解癱瘓，嚴(yán)重制約國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。由于輸電線路長(zhǎng)期裸露野外，而且面廣、線長(zhǎng)，有的還處于較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村牧區(qū)，人們常常在無意中造成輸電網(wǎng)絡(luò)的線路故障。而大量的外力破壞是由于人們疏忽大意、蓄意或?qū)﹄姷闹R(shí)了解不夠而引起的。輸電線路基本居于高空、野外的，極易遭遇外力破壞。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路的運(yùn)行環(huán)境日益惡化，輸電線路走廊內(nèi)的樹木、房屋、道路、城鎮(zhèn)建設(shè)、采石挖礦、施工對(duì)線路的破壞大量增加，對(duì)線路和安全運(yùn)行構(gòu)成了很大的威脅。輸電公司一方面加強(qiáng)巡視力度，縮短巡視周期，做到對(duì)隱患早發(fā)現(xiàn)、早上報(bào)、早消除;另外還繼續(xù)加強(qiáng)特巡、夜巡，對(duì)施工場(chǎng)所進(jìn)行看護(hù)、制止野蠻施工。但由于巡視人員少、距離遠(yuǎn)，并且90%以上的事故具有短期內(nèi)的突發(fā)性特點(diǎn)，是加強(qiáng)巡視所解決不了的，往往是剛巡視過就出現(xiàn)問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)由于外力破壞引起的線路故障已占總線路總故障的60%以上，并且造成的故障具有停電時(shí)間長(zhǎng)、不易重合閘、經(jīng)濟(jì)損失大的特點(diǎn)，并且呈逐年上升的趨勢(shì)[2]。

2.4加強(qiáng)輸電線路的安全調(diào)度管理工作。大輸電線路的調(diào)度運(yùn)行日趨復(fù)雜，對(duì)電力調(diào)度運(yùn)行管理提出了更高的要求，各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)要從維護(hù)輸電線路安全穩(wěn)定出發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)調(diào)度運(yùn)行管理，合理安排輸電線路運(yùn)行方式， 加強(qiáng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與監(jiān)控，完善應(yīng)急預(yù)案，有效應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事故，防范和化解輸電線路風(fēng)險(xiǎn)，并且制定相應(yīng)的輸電線路調(diào)度規(guī)范，要求調(diào)度人員嚴(yán)格按照相應(yīng)的調(diào)度規(guī)范和要求來實(shí)施輸電線路調(diào)度管理，嚴(yán)格按照調(diào)度指令來進(jìn)行電力生產(chǎn)，積極配合電網(wǎng)安全性運(yùn)行評(píng)價(jià)方面的工作，同時(shí)加強(qiáng)電力各部門之間的溝通協(xié)調(diào)，強(qiáng)化電力二次系統(tǒng)設(shè)備的安全防護(hù)工作，不斷加強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全性。傳統(tǒng)意義的輸電設(shè)備檢修工作對(duì)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)不加判斷，而是完全按照有關(guān)規(guī)程的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修。而且由于大部分工區(qū)生產(chǎn)人員少、線路設(shè)備分布廣、加上職工月有效工作日的減少，要按規(guī)程要求完成所轄設(shè)備運(yùn)行維護(hù)任務(wù)，勢(shì)必造成不必要的人力、物力及財(cái)力的巨大浪費(fèi)，而且也導(dǎo)致了設(shè)備健康水平不高，供電可靠性受到威脅。事后檢修是 50 年代以前主要采用的方式，就是在設(shè)備發(fā)生了故障或事故以后才進(jìn)行檢修。這是基于那時(shí)沒有形成現(xiàn)在這樣龐大的網(wǎng)絡(luò)，因此設(shè)備發(fā)生故障時(shí)影響面小，同時(shí)大部分設(shè)備簡(jiǎn)單，人們對(duì)電力依賴性不強(qiáng)，所以當(dāng)時(shí)只進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常維護(hù)和檢修，沒有開展系統(tǒng)檢修和管理。

3?電力系統(tǒng)實(shí)施狀態(tài)檢修的必然趨勢(shì)

近年來，雖然國內(nèi)在高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)方面已進(jìn)行了一些研究，實(shí)施了個(gè)別項(xiàng)目，如：氣象數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)、絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)等，但均為單一功能監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，缺乏具有多項(xiàng)功能的高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。[3]目前，泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究已開展多年，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在大量問題。目前還沒有權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)可循，也沒有積累足夠多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還要依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)來確定清洗或維修臨界值，其準(zhǔn)確度不高，這也是影響泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的主要因素。由于受無線通信技術(shù)的限制，傳統(tǒng)技術(shù)上的電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)一般采用有線通信的方式，但是采用有線通信的方式成本高、維護(hù)難、不經(jīng)濟(jì)、整個(gè)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)單一，不易擴(kuò)展。而采用無線通信技術(shù)可以節(jié)省大量的材料及人工費(fèi)用，免除網(wǎng)絡(luò)日常修改維護(hù)工作，可有效地減少投資，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、資源最大共享的目的。但是現(xiàn)有的采用無線通信技術(shù)的高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能得到輸電線路及通道的在線圖像，不能得到連續(xù)的視頻，這顯然已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)快速發(fā)展的需要。隨著我國3G等無線通訊技術(shù)的發(fā)展，利用3G等無線通信網(wǎng)絡(luò)在某些地區(qū)逐步實(shí)現(xiàn)真正意義上的高壓輸電線路視頻在線監(jiān)測(cè)已成為可能。此外，采用3G等先進(jìn)的無線通信技術(shù)不但可以達(dá)到很好的遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控，為我國智能輸電系統(tǒng)的發(fā)展提供可靠地技術(shù)支持。

隨著供電技術(shù)裝備水平的提高和改革的深入，定期檢修制度的不足也越來越顯現(xiàn)出來。定期檢修制度一般情況下對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不加判斷，即到了預(yù)定的大、中、小修周期便安排人力、物力、進(jìn)行檢修工作。通常檢修工作完成之后也缺乏必要的與之相適應(yīng)的判斷檢修質(zhì)量的檢測(cè)手段即檢測(cè)裝置，因而由于設(shè)備檢修后處理不當(dāng)而釀成的事故例子屢見不鮮。同時(shí)定期檢修還存在一定的“檢修不足” ，對(duì)該檢修的設(shè)備沒有進(jìn)行檢修，其原因或是試驗(yàn)方法、設(shè)備有問題，或是有的缺陷未被發(fā)現(xiàn)，或是檢修任務(wù)重、時(shí)間緊，造成該修的設(shè)備沒修，從而使設(shè)備發(fā)生故障而引起損失。定期檢修造成檢修費(fèi)用浪費(fèi)，提高了電能成本。從20世紀(jì)80年代開始，我國的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)獲得了逐步發(fā)展，各個(gè)單位陸續(xù)研制出了不同類型的在線監(jiān)測(cè)裝置，如廣東、湖南、吉林、河北和安徽等省的電力部門都研制出了容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)不平衡電流、介質(zhì)損耗和電容值。東北電力試驗(yàn)研究院、電力部電力科學(xué)研究院和武漢高壓研究所等單位還研制出了各種類型的局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。我國的狀態(tài)檢修工作也取得了一定的進(jìn)展，但是由于輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的制約，還是存在諸多問題。狀態(tài)檢修是一種先進(jìn)的設(shè)備檢修管理機(jī)制，是社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展在檢修領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。狀態(tài)檢修的技術(shù)基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，根據(jù)監(jiān)測(cè)手段所獲取的各種狀態(tài)信息，分析故障發(fā)生的現(xiàn)象，評(píng)估故障發(fā)展的趨勢(shì)，依據(jù)設(shè)備的重要程度而采用不同的檢修策略，并合理地安排檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目，使設(shè)備狀態(tài)“可控、在控”，保證電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。我國輸電線路的狀態(tài)檢修工作仍處在探索、研究、試行的階段，由于我國的國情和設(shè)備情況不同于國外，應(yīng)在借鑒國外先進(jìn)的方法、設(shè)備的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際建立一整套科學(xué)的管理模式、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及各類監(jiān)測(cè)設(shè)備，建立綜合分析狀態(tài)信息智能專家系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢修。

結(jié)語：通過對(duì)于輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，期望在監(jiān)測(cè)技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性方面能夠有所加強(qiáng)，有效規(guī)范各類輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)處理、接入和控制，提供各種輸變電設(shè)備狀態(tài)信息的展示、預(yù)警、分析、診斷、評(píng)估和預(yù)測(cè)功能，并集中為其他相關(guān)系統(tǒng)提供在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備的全面監(jiān)測(cè)和狀態(tài)運(yùn)行管理，確保電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。

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