輸變電設備中新技術的應用探析

李仲華

（六盤水供電局盤江分局，貴州 六盤水553537）

近年來，電力科技工作者在輸變電設備狀態檢測技術方面進行了卓有成效的探索，對變壓器在線監測、紅外檢測技術、紫外成像技術、變壓器繞組變形測試、內窺鏡技術、輸電線路在線監測技術等方面開展了深入的研究和應用。這些新型輸變電設備、新檢測儀器、新檢測方法的探索和研究，為科學開展輸變電設備狀態檢修積累了經驗。

1 新技術的應用

1.1 復合絕緣子缺陷在線監測系統

目前復合絕緣子缺陷的在線監測系統主要有二類。一是光纖復合絕緣子在線監測，通過埋植于絕緣子內部的光纖光柵傳感器可以實時監測復合絕緣子內部的溫度與拉力，從而判斷其內部缺陷。目前已經在110kV及220kV電網掛網運行，即將在500 kV線路上實現掛網運行。二是復合絕緣子表面憎水性的在線監測，通過自動噴水系統與攝像系統，實現定時對復合絕緣子憎水性的智能判斷。

1.2 輸電線路覆冰在線監測系統

輸電線路覆冰在線監測系統完成覆冰導線重量變化、導線張力、絕緣子的風偏角、傾斜角以及氣象參數（包括溫度、濕度、風速、風向等）等信息的采集，同時圖像系統采集現場圖像，通過無線方式發送至監控中心，由監控中心軟件判斷該線路導線的覆冰及絕緣子的電氣絕緣情況，結合傳送回來的圖像可以更加準確地分析現場覆冰狀況。應用覆冰在線監測系統可以實時判斷輸電線路的覆冰狀況，及時給出預警信息，有效防止冰害事故的發生。

1.3 輸電線路視頻監控

通過在鐵塔易盜區、施工點附近、人口密集區、林區等安裝視頻監控系統，實現對這些關鍵位置的實時圖像傳輸，記錄這些危險點的環境情況，從而發現違章與危及線路安全運行的行為，避免事故的發生。該系統與覆冰等系統結合，可以增加這類系統判別的準確性。通過采用特定的高清攝像頭，結合智能圖像識別系統可以實現對山火這類近年來比較嚴重的外力破壞問題的預警，建立輸電線路山火預警系統。

1.4 輸電線路環境監測

通過位于線路桿塔的環境監測站，將環境參數如：氣壓、溫度、濕度、風速、風向、雨量等信息上傳到后臺，有助于運行單位及時了解線路實際氣候變化，大面積布網后可以形成全網的實時氣象圖，為及時采取防災減災措施，保障輸電線路的運行安全提供科學依據。

1.5 變壓器在線監測及集成系統

隨著電力設備運行電壓的提高、單臺容量的增大，以及近年來在線監測技術特別是變壓器油色譜在線監測在油氣分離技術上的進步，變壓器在線監測技術在公司系統內得到了大力應用，有的已經與離線檢測數據具有一定的可比性，在投運后也能及時檢測出設備缺陷。如圖1所示為變壓器在線監測裝置。

1.6 內窺鏡技術

利用內窺鏡技術可以對變壓器繞組內部進行探測，檢查繞組有無變形、絕緣墊塊有無松動、繞組絕緣是否良好、變壓器內部是否有異物等。由于攝像頭可進入到人無法到達的位置，因而可以觀察到人無法觀察的角度，大大提高了對變壓器內部檢查的質量和覆蓋面。

1.7 紅外檢測技術

長期以來電網公司一直廣泛推廣應用紅外檢測技術，通過紅外熱成像檢測對變壓器、并聯電抗器、互感器的異常發熱情況進行監測。變壓器類設備紅外熱成像主要應用在以下幾個方面：(1)套管上各引線接頭的接觸是否良好；(2)油枕和套管的真實油位；(3)散熱器表層冷卻管有無淤塞；(4)潛油泵的軸承磨損或擦膛；(5)箱殼上有無局部過熱；(6)互感器的引線接頭接觸是否良好；(7)冷控系統的連線接頭接觸是否良好。通過紅外測溫，發現了大量的變壓器類設備接頭及冷控柜發熱、油枕和套管缺油等重大缺陷，有效地預防了變壓器事故和故障的發生，在保障設備安全運行中發揮了重要作用。

1.8 紫外成像技術

電氣設備紫外放電技術可以檢測電暈和表面局部放電特性以及電力設備外絕緣狀態和污穢程度。通過檢測診斷，在設備帶電狀態下可以及時發現設備缺陷，從而保證電力設備安全運行。對于線路上導線外部損傷、斷股、散股等故障易于監測，對于復合絕緣子護套損傷、電蝕在雨后也能觀察到。由于該項技術是最近幾年出現的，目前并無有關規程、導則依托，故全面開展還有待進一步研究。

1.9 雷電在線監測

目前雷電在線監測主要體現在兩個方面，一是雷電定位系統，利用定向與時差雷電定位技術獲取地閃雷電流大小、極性和位置等信息，形成雷電活動的實時動態圖。目前雷電在線監測系統將結合智能電網的建設，著手于雷電定位系統與調度系統的潮流控制結合，將其由單純的監測系統升級為具備調度輔助決策功能的綜合系統。二是雷電流在線監測系統，可以測量雷電流大小、波形，便于判斷雷擊方式，積累雷擊基礎數據，為科學防雷提供現場實測數據。

1.10 繞組變形測試技術

目前，某些電力公司對新裝的500kV變壓器全部要求進行繞組變形測試后才能投運，并將結果作為歷史數據保存；對于部分運行的變壓器也進行了繞組變形的普測，建立了部分在運變壓器繞組變形測試的基礎數據庫，并要求在變壓器運行中出口短路后必須進行繞組變形測量并與歷史數據比較，判斷繞組無嚴重變形后才能投入運行，有效地防止了變壓器因出口短路而燒損事故的發生。存在的主要問題是由于繞組變形測試受變壓器狀態（如油溫、分接位置、接地部位、現場干擾等）影響較大，需要結合歷史數據和實際情況綜合判斷，現場工作人員不易掌握，容易誤判斷，需加強相關的培訓工作。

1.11 微風振動監測

微風振動是線路疲勞斷股的主要原因，尤其對于大跨越線路，這一問題尤為嚴重；這種隱蔽性較強的破壞會給線路安全造成較大的危害，通過監測導線一點距離相對于線夾的彎曲振幅與振動頻率，實測其振動數據，對分析線路運行、改進設計及壽命評估都將起到不可替代的作用。

1.12 污穢在線監測系統

污穢在線監測主要有兩類系統，一是鹽密和灰密在線監測系統，對測點進行集成，可以在實驗室直接實現污穢度的實時監測，并與電子污區圖結合，部分實現污區圖的動態實時更新。二是泄漏電流在線監測系統，該系統目前已經在全網內大范圍使用，可以實現絕緣子泄漏電流的在線監測，從而對絕緣子的積污狀況作出評估和預測。

1.13 基于無線傳感技術的輸變電設備在線監測

系統輸變電設備在線監測系統主要是對線路、容性設備（PT、CT、套管、避雷器、耦合電容器等）、斷路器、絕緣子、母線及連接點等設備及測量點進行在線監測，通過提取被測設備的特征參數進行在線分析、判斷，達到在線"故障診斷"的目的，從而實現對設備的狀態監測，該系統由無線溫度監測系統、輸電線路運行狀態監測系統、無線容性設備監測系統、無線斷路器監測系統以及主站等部分構成。

1.14 其他輸電線路在線監測技術

目前為滿足運行的需要，輸電線路上還出現了眾多新型的在線監測系統，如桿塔傾斜在線監測，對于采空區、易滑坡區等處防止鐵塔緩慢傾斜導致倒塔起到了重要作用；溫度和弧垂在線監測系統，可以在大幅度提高電網輸送能力的情況下，監測線路重點區域弧垂與溫度變化，防止金具損害或弧垂過大引起線路跳閘，為控制線路負荷提供依據。鐵塔防盜系統：通過加裝傳感器，在易盜區實現鐵塔盜竊預警功能，保障線路運行安全。

2 結束語

在應用新技術的同時，應注重在線監測與日常巡檢、定期檢查的合理配合，努力提高在線監測技術應用的合理性。

[1]張懷宇，朱松林，張揚，樓其民，張亮.輸變電設備狀態檢修技術體系研究與實施[J].電網技術，2009-07-05.