對500kV超高壓輸電線路故障的預防措施的探討

歐陽子正

摘 要：500kv超高壓輸電線路都是暴露在自然環境中，需要接受雷擊、冰凍、雨淋等諸多惡劣的天氣環境，容易出現斷路的情況，導致線路出現故障。目前在診斷超高壓輸電線路故障中還沒有顯著有效的措施，多依靠專業人員目測，這種方法會給檢修人員帶來很大的安全隱患，同時會增加檢修的成本。為了進一步加強對高壓輸電線路故障的預防，本文將就500kV超高壓輸電線路故障的預防措施展開探討。

關鍵詞：500kv；超高壓輸電；線路故障；預防措施

中圖分類號： TM755 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）21-183-2

1 超高壓輸電線路的概況

500kV-1000kV電壓等級輸送的電能均為超高壓輸電。我們通常將220kV輸電指標作為100%，無論是在每公里投資上、每千瓦時電輸送百公里成本還是金屬材料消耗量上，超高壓輸電都有所降低，明顯提高了線路走廊的利用率。電壓等級在330kV-765kV的電壓都是超高電壓，也就是說超高壓電壓等級包括330（345）千伏、400（380）千伏、500（550）千伏、765（750）千伏等。在社會經濟發展的背景下，各界對用電量和電容量都有了更多的需要，超高壓輸電在這種背景下應運而生，換言之，超高壓輸電是社會發展的產物，是電力產業進步的一個重要的標志。在各個行業和地區都已經離不開電能的應用，很多時候需要用到長距離的運輸，為了降低運輸成本，提高輸電效率，需要應用超高壓輸電的方式。超高壓輸電比低壓輸電有著更多的優勢，能夠有效節省占地面積，降低運輸過程中電能的損耗，同時也節省了輸電工程投資成本，對社會的發展具有積極作用。

2 500kV輸電線路在線路結構上的特點

在結構上500kV輸電線路和220kV輸電線路有著不同之處，相比之下，500kV有著自身的特點。

2.1 導線

500kV超高壓輸電線路采用的是分裂導線，也就是導線由三根或者四根組合而成，有著更大的機械負荷，選用的是單串或者雙串xp-16絕緣子串作為懸垂絕緣子串。導線總拉力決定了所采用的絕緣子組裝類型，一般采用雙串xp-21或者雙串xp-30形式。在很多工程中也選用xp-16型絕緣子組裝。各條子導線組成了各相分裂導線，間隙棒固定子導線，從而避免在運動和正常運行中出現各個導線之間的接觸，持續保持分裂狀態。一般情況下，各個子導線之間大約保持40-50cm的距離，在國內，很多的超高壓輸電線路將子導線之間的距離保持在55cm來保證各個子導線之間的距離。次檔距一般保持在30-60m的距離。

2.2 桿塔形式

鐵塔是國內外500kV超高壓輸電線路常用的架設方式，自立式鐵塔是國內常用的架設方式，按照導線排列狀況分別架設成為干字型、酒杯型、貓頭鷹等不同形狀。在國外，部分超高壓輸電線路的架設采用的是過拉線塔。雖然鐵塔在形式上和普通的線路并沒有太大的區別，但是超高壓輸電線路都有著更加大的距離、更大的負荷力以及較大的塔頭。

2.3 鐵塔基礎

鋼筋混凝土自立式基礎是500kV超高壓輸電線路鐵塔最為常見的基礎，如果當地的地質條件比較差，那么可能會選擇使用灌注樁基礎。以巴基斯坦Lahore-Gudu500kV輸電線路為例，該地區地下水比較多，地質環境惡劣，所以采用了灌注樁基礎。在國內，斜柱式基礎成為了超高壓輸電線路架設常見的鐵塔基礎，這種基礎設計更加合理，保證鐵塔和基礎軸線在同一傾斜度上，所以上部壓力會直接傳送到基礎和地面，能夠提高基礎承載力同時降低混凝土用量。

3 超高壓輸電線路的故障預防措施

3.1 在線監測

在線檢測輸電線路運行狀況。在線監測主要是通過各種探測儀器檢測輸電線路的溫度、漏電情況等，通過設備將其轉換為數據或者圖像內容，使輸電線路故障更加清晰地呈現出來，更容易斷定故障點。同時，通過積累的相關資料能夠加強線路狀態運行狀況預測。可以對故障多發點加強監測，并且做好評價，制定好故障應急方案，盡量降低故障率，提高處理效率。通過在線監測能夠更加高效準確地斷定故障點，同時降低了超高壓對檢修人員帶來的危險，不但能夠保障線路的安全運行，同時提高了工作人員的人身安全，有著良好的經濟和社會效益，是未來的發展趨勢。

3.2 量測

利用現代信息技術對現場進行量測。現代信息技術已經大大提高了線路巡視的效果和工作效率，比如RTK量測方式代替了傳統的經緯儀、望遠鏡等實地測量方法，能夠大大降低地形、植物、建筑物等障礙物的影響。工作人員在選定了控制點后可以假設RTK 精確定位控制點，通過控制無人機來航拍鐵塔上空的狀況。采用該技術能夠實現自動化測量，能夠提高測量的速度和精準度，同時通過數字模型的處理能夠節省大量的整理數據的工作。該技術的應用還處于嘗試之中，在超高壓昆明局、特高壓輸電領域都有一定的應用，其他單位可以借鑒使用該技術。

3.3 絕緣子

各國在電力上的需求量都在持續上漲，所以各國的輸電網為了適應電網發展和電力系統的需要都有著遠距離、特高壓的發展趨勢，同時作為輸電線路中一項重要的組成內容，絕緣子也需要進一步滿足輸電線路要求。復合絕緣子應運而生。復合絕緣子的主要組成是復合材料，有著較好的抗污閃性能，能夠節省塔頭，為線路的運行負擔和維護難度提供幫助，有助于電網的進一步發展。如果電壓較低，采用的絕緣子所用的材料多是陶瓷、玻璃等，但是如果是在特高壓輸電線路中就需要采用更高級別的絕緣子。瓷絕緣子無法滿足特高壓輸電線路的需要，不能良好地發揮抗污閃性能。此外，復合絕緣子能夠降低線路和鐵架的重量，所以在超高壓輸電線路發展中復合絕緣子成為一項重要節點，目前美國、加拿大等發達國家已經有了一定的成果，很多工程都應用了復合絕緣子。我國企業人事到復合絕緣子對輸電線路的重要影響，也逐漸開始使用這種材料。但是在應用過程中我們應當根據具體的情況進行選擇。我國輸電線路范圍比較廣泛，應當結合當地的天氣、污染程度等狀況和合理設計和選擇不同等級的絕緣子。相信在未來發展中 ，復合絕緣子會在我國超高壓輸電線路故障預防中發揮更加重要的作用。

3.4 環境預防

例如常規的防山火辦法無法在山火萌芽狀態及時發送預警信息。信息化的設備能夠實現現場監測數據和視頻通過3G無線進行傳輸，當系統傳感器監測到現場發生異常時，系統便立即發出報警信息，同時會通過網絡將現場情況傳送到信息監控中心，使運行維護人員能第一時間采取措施，讓山火險情被控制在萌芽狀態。山火衛星監測裝置、直升機巡線、紅外線遙測、GPS定位……隨著這些高科技、新技術的逐步推行，這些設備的運用讓電力公司在特高壓線路運維中如虎添翼，大大提高了工作效率和安全系數。探索建立一個直升機、無人機和人工巡視三位一體化的巡線模式。現在國內無人機技術日臻成熟，公司將堅持科技運維的方針，總結輕型固定翼無人機的成功經驗，推廣應用適合地理人文環境條件的無人機超高壓巡線模式。

4 結束語

國民經濟的增長和國民生活水平的提高大大增加了社會對電能的需求量，同時電力運輸行業也迎來了新的挑戰。本文首先介紹了超高壓輸電線路的概況，從導線、桿塔形式、鐵塔基礎三方面分析了500kV輸電線路結構上的特點，進而提出了一些預防超高壓輸電線路故障的措施。希望本文的提出能夠為相關工作者提供一定的參考。

參 考 文 獻

[1] 閆百祥.超高壓輸電線路故障測距研究[D].山東大學，2015.

[2] 張禮昌.±500kV超高壓直流輸電線路雷擊成因分析及防雷措施探討[J].無線互聯科技，2015，21：60-62.

[3] 王凱奇，趙亞韋，陳承偉，王涵，鄧傳海.500kV超高壓輸電線路附近工頻電場分析[J].電力科技與環保，2014，06：

1-4.

[4] 宮微.500kV超高壓輸電線路故障分析及防范措施[J].機電信息，2013，36：27+29.

[5] 孫晨宇.超高壓輸電線路繼電保護的研究[D].蘭州理工大學，2013.