1 000 kV交流特高壓輸電線路運行特性分析

曹旭佳

（陽城國際發電有限責任公司，山西 晉城 048000）

1 000 kV交流特高壓輸電線路是解決我國電力能源分布不均勻，降低電力負荷的有效手段。目前，我國已經有大量的1 000 kV交流特高壓輸電線路投入運行，在未來幾年中，也將會開通大量的交流特高壓線路。在這一背景下，1 000 kV交流特高壓線路的維護工作也開始受到社會各界的廣泛關注，為了保障交流特高壓線路能夠安全運行，必須要總結關鍵技術，借鑒國外先進經驗，創新管理模式，提升檢修效率，下面就針對1 000 kV交流特高壓輸電線路運行特性進行深入的分析。

1 交流特高壓線路特點分析

1.1 桿塔結構

交流特高壓線路的運行需要的間距與間隙，必須要設置較高的桿塔，絕緣子串長度需要保持在10 m以上，線路對地距離需要保持在26 m以上，特高壓線路桿塔高度保持在50 m以上，同桿并架線路桿塔長度需要控制在80 m以上。在設置塔的強度時，需要根據塔高以及應力進行設計，考慮到特高壓導線重量大，高度高，塔的使用應力更大，因此，1 000 kV交流特高壓線路桿塔強度需要比傳統500 kV線路桿塔大4倍以上。

1.2 導線結構

一般情況下，交流特高壓線路導線都采用八分裂結構式，導線間距需要控制在40 m以上，地線間距需要控制在30 m以上，子導線使用阻尼間隔棒，導線邊相與中相距離需要控制在20 m以上。

1.3 特高壓金具

特高壓線路導線橫截面大、分裂數多，金具需要承受較大的荷載，因此，該種線路金具有著尺寸大、機械強度高、工藝質量高、結構復雜的特征。

此外，1 000 kV交流特高壓線路輸送功率是常規500 kC線路的5倍左右，如果線路發生故障，將會嚴重影響國民經濟的穩定發展。

1.4 桿塔基礎

特高壓線路桿塔基礎作用力較高，經過的地區地貌環境與地質條件也十分的復雜，有丘陵、河網、泥沼、山區等，其基礎形式很多，常見的有挖孔樁原狀土基礎、復合式微型樁基礎、灌樁式基礎、巖石錨樁類基礎，因此，特高壓線路桿塔的運行工作是非常困難的。

2 1 000 kV交流特高壓線路運行與維護特點分析

2.1 1 000 kV交流特高壓線路運行環境特點

特高壓線路的線路距離長、輸送距離大，沿線經過的地形非常復雜，氣候變化多樣，氣象條件較差，會經過湖南、山西、湖北、河南等事故高發區，路過的高海拔山區也有著顯著的立體氣候特點，氣象環境與地形環境復雜，在地形因素的影響下，交流特高壓線路經過的地區氣候會出現較大的差異，這就給線路的維護帶來一系列的難題。

2.2 1 000 kV交流特高壓線路故障特點分析

2.2.1 雷擊故障

特高壓線路絕緣水平較高，如果雷擊塔頂或者避雷線，雖然不易發生閃絡事故，但是此類線路桿塔高度較高，工作電壓幅值大，容易影響避雷線的整體屏蔽性能，雷云會直接繞過避雷線，增加雷擊導線的概率。種種實踐顯示，1 000 kV交流特高壓線路發生雷擊跳閘問題的主要原因就是由于避雷線失去屏蔽作用，雷電直擊導線引起。

2.2.2 污閃故障

特高壓線路電壓等級較高，線路經過的距離很長，會經過大量的污穢區域。此外，近年來某些地區的環境越來越差，時常會出現霧霾天氣，很容易致使特高壓線路發生防污閃問題，尤其是冰區與重污染區域，還有可能會引起冰閃。為了保障特高壓線路的運行效率，必須要保障絕緣子防污閃性能。

2.2.3 覆冰故障

特高壓線路常常會經過重冰區域，導線分裂數多、截面大，覆冰重量大，很容易出現不同期脫冰事故、不均勻覆冰問題以及覆冰超載問題，這種問題對于特高壓線路的正常運行是非常不利的。

2.2.4 風偏故障

特高壓線路絕緣子串與桿塔高度等特點導致線路很容易出現風偏事故，尤其是在重污區，此類區域絕緣子因串長、重量輕，在氣候因素的影響下，更容易出現風偏問題，鑒于此，在線路經過此類區域時，必須要設計好防風措施。

2.3 檢修特點分析

2.3.1 對檢修工具的要求較高

1 000 kV特高壓架空線路絕緣子、桿塔、金具載荷與尺寸較大，一般電壓等級線路的檢修工具在安全性、承載能力與尺寸方面往往無法滿足檢修要求，為此，需要開發出新的工具或者改造現有的工具。

2.3.2 絕緣子更換難度大

在1 000 kV特高壓線路之中，很多直線塔都是應用V型合成絕緣子串，此類絕緣子串串身長、串型多，更換難度較大。為了解決此類問題，需要研究一種高效、安全的配套工具，避免水平荷載在轉移工作中出現斷線問題。

為了提升檢修工作的成效，可以大量推廣在線監測技術，該種技術可以應用在微風振動監測、絕緣子污穢監測、氣象參數監測、覆冰監測、桿塔傾斜監測、溫度監測、防鳥監測系統中。目前，在線監測技術已經得到了廣泛的使用，在應用過程中，可以利用三維可視化技術建立其相關的控制平臺與在線監測顯示平臺。截止到2014年年底，我國1 000 kV線路在線監測系統獲取的數據已經超過了80萬條，該技術可以對監測數據、設計標準以及運行標準進行對比，為系統的正常運行提供可靠的數據支持。

3 1 000 kV交流特高壓線路常用的反事故措施

3.1 防雷措施

要從根本上提升特高壓輸電線路的耐雷性能，必須要做好避雷線屏蔽設計工作，在設計的過程中，需要考慮到導線工作電壓對于避雷線的影響，在山區位置，需要設置好相應的負保護角。

在應用防雷措施時，必須要注意到，工作電壓會嚴重影響特高壓交流輸電線路的運行，且在風速不足5 m／s的情況下，風偏的影響特別大，隨著風速的增加，繞擊跳閘率發生事故也會增加。為此，需要合理應用線路避雷器，這可以顯著提升線路防雷性能，在設置時，需要深入分析線路繞擊與反擊耐雷水平，分析避雷器工作電壓、安裝方式以及接地電阻對于防雷性能的影響。

3.2 防污閃措施

就現階段來看，為了避免特高壓線路出現防污閃絡事故，需要適當增加絕緣子串長，并采取科學的措施提升泄漏距離，對于污穢嚴重的地區，可以推廣高強度、大噸位合成絕緣子。對于運行以及空掛絕緣子，需要定期開展飽和鹽密測量，制定出完善的污區圖，綜合考慮到各類情況來推廣帶點清掃技術，使用防污閃涂料。同時，還要開發出相應的在線監測系統，這能夠幫助技術人員把握好線路污穢情況，做好狀態檢修工作。

3.3 防微風振動措施

就現階段來看，我國特高壓線路防微風振動措施主要以阻尼間隔棒與防震錘為主。考慮到1 000 kV特高壓線路平均掛點相對較高，為了保障線路運行的安全性，防震設計可以參照超高壓線路。此外，適宜用在交流特高壓線路的微風振動監測裝置也已經得到了廣泛應用，該種裝置可以有效避免運行電暈的產生。

3.4 防覆冰措施

在特高壓線路設計工作中，需要對線路經過的區域開展冰區劃分，如果線路必須要經過重災區，就要根據導線情況選擇合適的桿塔、導線布置方式以及檔距配置情況。為此，可以在現有防除冰技術上開展融冰方法以及除冰技術的研究，應用適宜的在線監測系統，提升整個輸電系統運行的安全性和可靠性。

3.5 防風偏措施

特高壓線路絕緣子串較長，很容易出現風偏故障，對于事故多發區域，需要采取合理的措施增加線路空氣間隙裕度，對于容易出現強風的微地形區域，可以應用“V”型串；對于容易出現風偏故障的區域，可以在絕緣子下方設置重錘。此外，還要全面推廣特高壓直流線路風偏參數與氣象參數在線監測系統，及時監測其雨量、風向、風速的變化情況，采取合理的干預措施。

4 1 000 kV交流特高壓輸電線路常用的維護技術

4.1 直升機巡線技術

在直升機上應用紅外、紫外、可見光成像技術能夠完成檢測工作，可以判斷出鐵塔、通道、絕緣子、導地線、金具的缺陷情況。直升機巡線技術有著快捷、迅速、檢測效率高的優勢，在1 000 kV交流特高壓輸電線路運行與維護工作中有著良好的運行前景。

4.2 在線監測技術

在線監測技術的應用，是對1 000 kV交流特高壓輸電線路開展狀態檢修工作的前提條件。它能夠應用在溫度監測、氣象參數監測、絕緣子污穢監測、覆冰監測、微風振動監測、防鳥監測工作中。

4.3 帶電作業技術

目前，1 000 kV交流特高壓輸電線路中已經全面應用了帶電作業技術。早在2008年，國家就對帶電作業技術開展了真型試驗工作，針對海拔高度與電壓水平的差異確定了作業位置與工況最小組合間隙、最小安全距離、最小有效絕緣長度，同時帶電作業屏蔽服與絕緣工具必須是完全滿足輸電線路運行需求的。

5 結束語

目前我國在特高壓線路運行維護技術的理論研究及實踐方面已經取得了卓有成效的成果和應用，但由于特高壓線路運行維護方面的經驗仍相對缺乏，要求各屬地特高壓輸電線路運行單位在日常維護中通過積累大量現場資料進行分析整理，結合線路所處環境制定相應的運行維護規范，為保證特高壓輸電線路的安全可靠運行提供經驗。

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