特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的作用分析

張 政

引言

對于如今的電網(wǎng)體系來說，特高壓輸電線路是其重要的組成部分。以我國當下在特高壓線路狀態(tài)監(jiān)測的工作情況來看，并沒有形成一個較為完善的線路狀態(tài)監(jiān)測體系，導(dǎo)致特高壓輸電線路在狀態(tài)監(jiān)測、安全性、可靠性方面無法得到保障。因此，我國相關(guān)部門及專家學(xué)者們還需對該問題引起高度重視，要不斷開展特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究與實踐，進一步完善特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測作業(yè)及技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)工作。在技術(shù)發(fā)展和社會需求日新月異的時代，特高壓輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測不能一直沿用傳統(tǒng)監(jiān)測方式及技術(shù)手段，而是要基于時代發(fā)展的基本形勢做出相應(yīng)的改變。本文通過分析特高壓輸電線路在運行狀態(tài)下，相應(yīng)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的效果，為準確監(jiān)測、了解特高壓輸電線路運行狀態(tài)，提供參考。

一、研究背景及意義

（一）研究背景

電力作為21世紀推動國家經(jīng)濟及社會發(fā)展的重要能源，電力供應(yīng)的方式為電網(wǎng)輸電。其中，特高壓輸電線路應(yīng)用廣泛，能夠保障電力供應(yīng)的效率及質(zhì)量，但在線路運行中，要高度關(guān)注線路運行狀態(tài)是否安全、可靠。對于特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測來說，重點是監(jiān)測特高壓輸電設(shè)備運行狀態(tài)，獲取關(guān)鍵信息，并以不停電的方式監(jiān)測特高壓輸電線路整體運行情況，這是一項專業(yè)性及技術(shù)性較高的電力系統(tǒng)維護工作。在用電需求量不斷提高的今天，電氣設(shè)備會因長期運行而發(fā)生故障等問題，出現(xiàn)停電現(xiàn)象，而停電對于社會生產(chǎn)和生活都有著較大的影響，對于企業(yè)來說，會使其在工作生產(chǎn)方面產(chǎn)生經(jīng)濟損失，而對于家庭生活來說會嚴重影響其正常生活與生活質(zhì)量。所以，為避免出現(xiàn)停電現(xiàn)象，減少停電問題帶來不必要的經(jīng)濟損失，在使用特高壓線路進行輸電時，還需運用科學(xué)合理的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，通過實時動態(tài)監(jiān)測的方式，加強對特高壓輸電線路的有效運維管理，有助于加強用電安全性保障。

（二）研究意義

特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測是用電運維工作中，一種新型工作形式，具有科學(xué)性與技術(shù)性特點，在實際操作中，特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測工序較為繁雜，但運維效果良好。針對野外特高壓輸電線路的運行，利用信息化、智能化等先進技術(shù)，以遠程監(jiān)測的方式，獲取特高壓輸電線路動態(tài)變化的狀態(tài)信息，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測，及時更新相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分類整合與分析處理，根據(jù)導(dǎo)線數(shù)據(jù)的變化，將其穩(wěn)定地控制在合理范圍內(nèi)。若數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)會及時響應(yīng)報警機制，將故障信息及時傳遞到設(shè)備運維管理部門，提供時效性保障，在第一時間準確定位線路故障位置，并采取合適的故障檢修措施。目前，國內(nèi)關(guān)于特高壓輸電線路的研究雖多，但在狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)方面，尚處空白。本文通過明確特高壓輸電線路定義、特點，以此為基礎(chǔ)，分析應(yīng)用案例，明確監(jiān)測技術(shù)在特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用的效能及作用，進一步明確監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用對特高壓輸電線路運維管理的重要性，指導(dǎo)相關(guān)人員在特高壓輸電線路運維管理中，運用合理、規(guī)范、具有科學(xué)性的監(jiān)測技術(shù)，準確、有效地監(jiān)測特高壓輸電線路運行狀態(tài)，這對于特高壓輸電線路的運維管理具有一定的現(xiàn)實意義與理論參考價值。

二、特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)概述

（一）特高壓輸電線路的定義和特點

隨著電力行業(yè)規(guī)模不斷壯大，在電力供應(yīng)方面，輸電線路的種類不斷增加，包括低壓、高壓、特高壓及超高壓等輸電線路。特高壓輸電線路的界定，以輸電量為評估標準，800kV及以上直流電與1000kV及以上交流電輸送的電能，需在特高壓輸電線路中完成輸送，線路長度明顯比高壓與超高壓長。在線路分布方面，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且線路所處的地理環(huán)境相對特殊，一般以野外無人區(qū)為主，長期受自然環(huán)境的影響。

特高壓輸電線路特點如下：（1）桿塔結(jié)構(gòu)特殊。桿塔結(jié)構(gòu)支撐起整個特高壓輸電線路，對比傳統(tǒng)線路的普通桿塔，主要使用絕緣子材料構(gòu)建，且電氣間隙預(yù)留較大，桿塔的絕緣性能明顯優(yōu)于普通輸電線路；同時，還可以使用應(yīng)力強度高的導(dǎo)線，進一步優(yōu)化桿塔性能，提高桿塔整體強度和質(zhì)量；（2）導(dǎo)線結(jié)構(gòu)特殊。普通的輸電線路結(jié)構(gòu)較為單一，而特高壓輸電線路結(jié)構(gòu)以八分裂式分布為主，在桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計布局中，采取三角排列的方式，合理設(shè)置邊導(dǎo)線與相導(dǎo)線的間距，一般在20米左右，子導(dǎo)線和邊導(dǎo)線、相導(dǎo)線應(yīng)用于強度較高的間隔棒，支撐導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、扭絞等問題；（3）絕緣強度要求不同。特高壓輸電線路使用專業(yè)化高強度玻璃絕緣子與復(fù)合絕緣子兩種材料，性能優(yōu)越，功能多樣。

（二）監(jiān)測技術(shù)的分類和原理

監(jiān)測技術(shù)的功能，主要為測定、監(jiān)視及監(jiān)控，同時具備數(shù)據(jù)采樣、分類處理等多種功能?；诒O(jiān)測技術(shù)的綜合性與特高壓輸電線路運行特點，在實際監(jiān)測中，需考慮環(huán)境、天氣等因素的影響。目前，在特高壓輸電線路監(jiān)測中，為準確獲取線路運行狀態(tài)信息，常見的技術(shù)類別有環(huán)境監(jiān)測、雷擊監(jiān)測及絕緣子監(jiān)測等技術(shù)，原理如下：

（1）環(huán)境監(jiān)測技術(shù)：特高壓輸電線路一般處于野外環(huán)境，深受自然因素與野生動物活動的影響，為維持良好的線路運行狀態(tài)，應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，可對輸電線路周邊環(huán)境進行科學(xué)性監(jiān)測，全面評估周圍環(huán)境因素，針對線路運行中可能產(chǎn)生的風險隱患，進行全面評估，提取并分析相關(guān)風險信息，為防范特高壓輸電線路運行環(huán)境風險提供依據(jù)；（2）雷擊監(jiān)測技術(shù)：監(jiān)測線路運行時的雷電發(fā)生情況，密切關(guān)注雷擊時產(chǎn)生的電磁輻射，計算得出雷電發(fā)生時間、位置及流速，繪制雷電活動地圖，提前預(yù)警和采取預(yù)防措施，有助于減少極端天氣對特高壓輸電線路的影響；（3）絕緣子監(jiān)測技術(shù)：特高壓輸電線路在絕緣子監(jiān)測中，需切斷電力，應(yīng)用感應(yīng)器，基于光學(xué)理論監(jiān)測線路絕緣材料，計算得出線路外層絕緣材料含鹽量，判定外層絕緣特性，確定絕緣子是否附帶污穢，為線路設(shè)備及時檢修維護提供依據(jù)，提高電力供應(yīng)安全性與可靠性[1]。

三、特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用案例分析

研究選取某1000kV特高壓輸電線路為例，分別從絕緣子維護及桿塔維護等方面進行分析，具體如下：

（一）絕緣子維護的應(yīng)用。絕緣子是特高壓輸電線路的重要的組成部分，作為該線路運行的核心部件，對于維持輸電線路平穩(wěn)的運行狀態(tài)來說意義重大。若絕緣子出現(xiàn)故障，不僅會影響線路運行效率和質(zhì)量，還會對線路整體結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，導(dǎo)致整條線路使用壽命減少，甚至引發(fā)重大用電安全事故[2]。所以，特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在絕緣子維護方面的應(yīng)用，針對絕緣子運行狀態(tài)的監(jiān)測，提取絕緣子運行信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，檢測絕緣子是否出現(xiàn)故障或異常等問題，不斷更新絕緣子運行數(shù)據(jù)，并于停電狀態(tài)下進行監(jiān)測，一般采取灰密與等值鹽密法，對絕緣子運行狀態(tài)進行評估。一般使用傳感器對絕緣子技術(shù)參數(shù)進行監(jiān)測，將有效信息傳輸至數(shù)據(jù)庫，處理分析相關(guān)數(shù)據(jù)，評估絕緣子表層污穢程度，若存有污穢，要及時清除，并采取合適的維護措施，清潔絕緣子表層。監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，能夠改善絕緣子維護的傳統(tǒng)工作形式，采取更合理、規(guī)范、科學(xué)的維護方式，確保絕緣子能夠正常運行，以保障特高壓輸電線路運行的安全性，為電力企業(yè)穩(wěn)定供電，提供保障[3]。

（二）桿塔維護的應(yīng)用。桿塔是支撐整個特高壓輸電線路正常運行的重要結(jié)構(gòu)，基于特高壓輸電線路所處環(huán)境，桿塔常年受環(huán)境、天氣等因素的影響，多種不可抗力因素可能導(dǎo)致桿塔傾斜，對輸電線路運行質(zhì)量與安全性造成負面影響。因此，在桿塔維護中，可根據(jù)監(jiān)測特高壓輸電線路的運行狀態(tài)，評估檢測線路運行中可能潛在的桿塔風險。在實現(xiàn)電力系統(tǒng)運維科學(xué)化管理的同時，還能創(chuàng)新桿塔維護工作形式，利用監(jiān)測與通信系統(tǒng)，制定科學(xué)化維護管理方案，構(gòu)建合理、規(guī)范的桿塔監(jiān)測體系，有效避免桿塔倒塌、傾斜故障等相關(guān)事故。監(jiān)測體系以分析判定對桿塔變形、基礎(chǔ)移位狀態(tài)為主，通過實時動態(tài)監(jiān)測的方式，為桿塔維護提供技術(shù)支持，實現(xiàn)桿塔故障與安全事故的有效防控，提高特高壓輸電線路運行的穩(wěn)定性[4]。

四、特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的作用分析

（一）故障預(yù)警與預(yù)防

特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)具有實時動態(tài)監(jiān)測的特點，通過遠程設(shè)備運維管理的方式，在線獲取輸電線路運行信息。當輸電線路運行出現(xiàn)故障時，監(jiān)測系統(tǒng)會及時預(yù)警，傳遞故障信號，為及時開展設(shè)備檢修工作，提供時效性保障。同時，通過日常監(jiān)管，分類整合各類數(shù)據(jù)信息，加強對特高壓輸電線路運行風險因素的分析和預(yù)防，提前預(yù)警可能出現(xiàn)或潛在的安全風險，具有故障預(yù)警與預(yù)防的作用，使輸電線路運行更加安全、穩(wěn)定，避免產(chǎn)生重大安全事故[5]。

（二）運行狀態(tài)評估與優(yōu)化

因特高壓輸電線路具有滿容量、全電壓及長距離輸電等優(yōu)勢特點，在運行過程中，產(chǎn)生線路故障問題的原因絕大部分是與運行狀態(tài)的變化有關(guān)。所以，應(yīng)用特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，有助于改善傳統(tǒng)線路運行狀態(tài)評估的不足，創(chuàng)新優(yōu)化線路運行狀態(tài)評估方式[6]?；谛畔⑾到y(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一平臺多項軟件管理，準確評估特高壓輸電線路運行狀態(tài)，優(yōu)化狀態(tài)監(jiān)測流程和評估流程，全面改善監(jiān)測設(shè)備性能，以光纖作為輸電線路運行信息的傳輸通道，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，實現(xiàn)高效、精準的有效監(jiān)測，準確評估特高壓輸電線路運行狀態(tài)。

（三）加強工作人員技能培訓(xùn)

特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用，不僅能夠改善傳統(tǒng)線路監(jiān)測的不足，在實現(xiàn)線路故障有效預(yù)警和預(yù)防，準確評估、優(yōu)化線路運行狀態(tài)的同時，因監(jiān)測技術(shù)涉及專業(yè)領(lǐng)域較多，對工作人員提出更高的技術(shù)水平與操作水平要求。因此，為實現(xiàn)特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的高效、科學(xué)應(yīng)用，電力企業(yè)必須提高對高新技術(shù)人才培訓(xùn)的重視程度，積極組織電力工作人員參與技能專項培訓(xùn)，以理論結(jié)合實踐的培訓(xùn)方式，提高電力企業(yè)人員應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)的操作水平與綜合能力[7]。同時，構(gòu)建科學(xué)完善的考核制度，對人員培訓(xùn)情況進行考核，嚴禁考核未通過人員參與特高壓輸電線路監(jiān)測工作，通過加強技術(shù)人才儲備，為電力事業(yè)輸電線路在線監(jiān)測工作提供有力支持[8]。

五、特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的挑戰(zhàn)與展望

基于科學(xué)技術(shù)未來發(fā)展趨勢來看，特高壓輸電線路狀態(tài)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，將面臨應(yīng)用推廣的一大挑戰(zhàn)，為實現(xiàn)特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)廣泛應(yīng)用，還需不斷完善監(jiān)測技術(shù)自身性能。從電力事業(yè)未來發(fā)展來看，電力供應(yīng)的安全性與可靠性仍是電力系統(tǒng)運行的基本要求。所以，相關(guān)部門及專家學(xué)者還需重視有關(guān)特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究工作的開展，堅持以理論結(jié)合實踐分析的方式，不斷完善特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的性能，結(jié)合線路特殊性，制定科學(xué)有效的監(jiān)測流程，才能真正消除輸電過程中的危險。

結(jié)論

以我國目前的發(fā)展形勢來看，用電需求量還會不斷提升，為使各類用電得到保障，則需要重視用電線路運維工作的開展，推廣應(yīng)用特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，不僅能夠提高輸電系統(tǒng)運行的安全性，還能保障輸電線路的穩(wěn)定性與可靠性。因此，為推動特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)長效發(fā)展，不斷擴大該項技術(shù)應(yīng)用范圍，提高推廣力度，電力企業(yè)在經(jīng)營管理中，需根據(jù)電力供應(yīng)相關(guān)需求，培養(yǎng)特高壓輸電線路運維管理的專業(yè)人才，設(shè)置特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用專業(yè)培訓(xùn)課程，定期組織相關(guān)部門及人員進行培訓(xùn)。通過加大技術(shù)人才培養(yǎng)力度，為特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展打下堅實的人才基礎(chǔ)。