淺析特高壓輸電線路檢測關(guān)鍵技術(shù)

王曉冬 夏立偉 范 楊 汪旭旭

（1.湖北電力公司檢修公司鄂西北運維分部，湖北 襄陽441000；2.國家電網(wǎng)公司直流建設分公司宜昌工程建設部，湖北 宜昌443000）

0 引言

特高壓輸電線路在整個電網(wǎng)中起到舉足輕重的作用，其運行的可靠性要求較現(xiàn)有超高壓線路更高，而輸電線路檢測是保證線路建成后安全穩(wěn)定運行的重要方式之一。因此，了解特高壓輸電線路特點，結(jié)合特高壓輸電線路關(guān)鍵技術(shù)研究成果和超高壓線路運行維護經(jīng)驗，分析特高壓線路檢測的關(guān)鍵技術(shù)，可以彌補特高壓輸電線路在運行維護理論方面的不足，為特高壓輸電線路的運行維護提供一種科學、合理的指導性方案。

1 特高壓輸電線路特點及檢測難點

1.1 特高壓輸電線路結(jié)構(gòu)、運行特點

1.1.1 特高壓輸電線路結(jié)構(gòu)特點

與現(xiàn)有超高壓線路對比，對特高壓輸電線路特點分析如下：

（1）線路結(jié)構(gòu)參數(shù)高。導線截面大，分裂數(shù)多，比如特高壓直流輸電線路導線為六分裂，交流線路導線選用分為3種類型：一般地區(qū)線路導線為8×LGJ－500／35鋼芯鋁絞線，子導線分裂間距為400mm，導線外接圓直徑為1 045mm；獼猴保護區(qū)和軍事限制區(qū)為8×LGJ－630／45導線，同時增大1m線間距離或?qū)⑵骄叨忍岣?m；大跨越工程為6×AACSR／EST－500／230特強鋼芯高強度鋁合金絞線。

（2）線路長，環(huán)境及氣象條件復雜，運行電壓等級高。目前特高壓直流電壓已達±1 100kV，交流為1 200kV，且線長接近甚至超過2 000km，覆蓋多種地形及氣象氣候區(qū)。

（3）可靠性要求更高。特高壓輸電線路對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性的影響遠遠大于高壓／超高壓輸電線路，一般不允許停電檢修，且設備眾多、結(jié)構(gòu)復雜，導致其故障幾率增大，破壞程度變大。

1.1.2 特高壓輸電線路運行特點

特高壓輸電線路由于分布區(qū)域極為廣泛，且長期露天運行，容易受到自然災害（如風、雨、雪、冰雹、污穢、洪水等）和外力等破壞，我國超高壓輸電線路多年的運行經(jīng)驗表明，線路在運行中易出現(xiàn)雷擊、污閃、覆冰、風偏、振動、舞動等故障，給線路的安全穩(wěn)定運行造成了極大危害。

1.2 特高壓輸電線路檢測中的難點

現(xiàn)有的傳統(tǒng)檢測方法已不能完全滿足特高壓輸電線路的要求。如高壓輸電線路導地線與接續(xù)金具缺陷的檢測過去多采用目測法，目測法是巡視人員用肉眼或望遠鏡對導線進行觀測，有時是巡視人員將導線缺陷拍攝下來再進行觀測分析，其在實際工作中存在著效率低、準確度不高等不足，用于特高壓線路檢測時，這些缺點將更明顯。又如特高壓線路桿塔傾斜的檢測，由于我國特高壓線路穩(wěn)定運行的要求較高，而且穿越了煤礦區(qū)等地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復雜的區(qū)域，因此對于特高壓線路桿塔傾斜，不能只采用定期檢測，需與在線監(jiān)測相結(jié)合。目前桿塔檢測工作在技術(shù)上還存在著一些不足，首先要提高檢測方法的效率，盡量縮小檢測工作所需要的空間，提高檢測方法的現(xiàn)場適用性；另外需要通過相關(guān)試驗及試運行來檢驗桿塔傾斜在線監(jiān)測裝置的可靠性（包括檢測的可靠性及檢測結(jié)果傳送的可靠性），延長裝置壽命，降低裝置成本。從目前情況來看，國內(nèi)高壓、超高壓系統(tǒng)中各類在線監(jiān)測系統(tǒng)、紅外檢測、紫外檢測、超聲波檢測等都得到了一定的應用，并取得了較好的效果，其檢測原理和方法對于特高壓線也同樣適用。

2 線路檢測中的關(guān)鍵技術(shù)

針對特高壓輸電線路的特點，在分析現(xiàn)有檢測裝置與維護方法的基礎上，應研究采用適用于特高壓線路的檢測裝置和檢測技術(shù)，如輸電線路的在線監(jiān)測與狀態(tài)維修技術(shù)，紅外、紫外成像的遙感檢測技術(shù)等，實現(xiàn)特高壓線路缺陷及故障快速檢測。

2.1 紅、紫外檢測技術(shù)

紅外成像技術(shù)采用對物體進行掃描的方法，依一定順序逐點接收被測物體的紅外輻射，再利用紅外元件，將這些接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓蠼?jīng)過類似于電視接收系統(tǒng)的信息處理，在顯示屏幕上顯示出一幅被測物體的紅外熱像圖像。當被測物體溫度升高時，其紅外輻射強度大，轉(zhuǎn)變成的電信號也強，屏幕上顯示的熱像圖也就更明亮，反之，則熱像圖就暗，其最高可分辯出0.01℃的溫升。因此，紅外成像技術(shù)可以探測特高壓輸電線路故障發(fā)熱、溫升點，便于故障點定位。

紫外檢測通過統(tǒng)計單位時間內(nèi)的電暈脈沖數(shù)，確定放電強度，可用于檢測微小但穩(wěn)定的局部放電，探尋導線及金具故障，并顯示故障源的精確位置。圖1為晉南荊線某處紫外檢測的情況。

圖" 紫外檢測圖

從圖1中明顯可以看出，特高壓輸電設備放電點主要集中在均壓環(huán)和導線側(cè)絕緣子上。

2.2 金屬結(jié)構(gòu)的超聲波探傷

在特高壓線路鐵塔的運行維護中可用超聲波探傷，以及時發(fā)現(xiàn)缺陷，及早預防。各種材料的缺陷形式多種多樣，沒有一個統(tǒng)一的缺陷標準來衡量缺陷狀態(tài)。超聲波探傷一般采用當量原理實現(xiàn)缺陷的檢測，即在特高壓輸電線路鐵塔探傷時，檢測鋼材試塊中各種類型的人工缺陷，記錄其波高，導入探傷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)場檢測鐵塔缺陷波高，經(jīng)過系統(tǒng)對比匹配確定缺陷形式。因此用試塊作為參考依據(jù)來進行比較，是超聲波探傷的特點。

超聲波探傷儀按聲源能動性、聲波連續(xù)性、缺陷顯示方式和聲波通道數(shù)等方式可分成許多種類型，其中脈沖反射式超聲波探傷儀是當前應用最廣泛的一種，它主要由同步電路、掃描電路、發(fā)射電路、探頭和示波管、時標電路等組成。

2.3 在線監(jiān)測技術(shù)

在線檢測技術(shù)利用攝像頭、3G／WiFi網(wǎng)絡，可以清晰地顯示線路運行畫面，例如視頻監(jiān)控通過3G網(wǎng)絡或是WiFi將線路的情況實時傳輸回后臺。圖2為國家電網(wǎng)某省網(wǎng)公司轄下的220kV線路應用視頻監(jiān)控的實時截圖。

圖- 視頻監(jiān)控實時監(jiān)測截圖

此外，在線監(jiān)測技術(shù)利用傳感器、3G／2G網(wǎng)絡，實時傳輸監(jiān)測點溫度、風速風向、鹽密、泄漏電流、桿塔傾斜角度等數(shù)據(jù)至系統(tǒng)后臺，運行人員通過查看后臺監(jiān)測數(shù)據(jù)，能掌握線路監(jiān)測點氣象情況，預測線路故障并做出檢修決策。

3 結(jié)語

本文基于現(xiàn)有的超高壓輸電線路運行維護技術(shù)，總結(jié)了特高壓線路的結(jié)構(gòu)和運行特點，結(jié)合特高壓輸電線路特點，簡要闡述了特高壓輸電線路檢測工作中的難點，初步研究分析了紅外／紫外技術(shù)、超聲波探傷技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)在特高壓輸電線路檢測工作中的應用前景，為特高壓輸電線路的運行維護工作提供了一定的參考。

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