探究輸電線路運行安全影響因素分析及防治措施

宋彪+龔奎

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，我國電力行業(yè)已經(jīng)進入到了高速發(fā)展階段。對于電力行業(yè)來說，電網(wǎng)安全運行是需要重點關(guān)注的問題，這就要保障電力系統(tǒng)能夠正常輸電，加強電力運輸?shù)钠椒€(wěn)性與安全性。但是輸電線路常常會受到自然因素與地理因素的影響，包括風向、雷擊等。因此，本文重點探究輸電線路運行的安全影響因素，進而提出相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路；運行安全因素；防治措施；自然災害

引言

近些年來，隨著我國電網(wǎng)建設(shè)步伐不斷加快，個電壓等級輸電線路不斷增多，這也大大提高了輸電線路運行的安全問題。以我國的輸電線路為例，截止到16年底，110kV以及以上的電壓等級交流輸電線路已經(jīng)長達90萬km，750kV線路長達1.5萬km，特高壓線長度在1.2萬km。由于輸電線路的涉及范圍非常廣泛，例如山區(qū)等地都有涉及，這就導致輸電線路在運行過程中存在著很大安全隱患，特別是一些超高、特高輸電線路，更容易受到雷擊的影響。因此，我們必須要強化輸電線路的運行安全問題，分析影響輸電線路運行的安全因素，并針對現(xiàn)存問題提出有關(guān)措施。

1、影響輸電線路運行安全的因素

1.1山火問題

近些年來，我國局部地區(qū)的山火問題嚴重，給輸電線路運行安全帶來了嚴重的危險，如南方電網(wǎng)在12-15年之間，220kV和500kV線路因山火導致跳閘的次數(shù)為75次和64次，單向故障比例在70%以上，山火造成的單相跳閘重合閘率在50%以上。由于輸電線路間隔在山火條件下的放電具備極大的分散性，主要是因為濃煙、溫度的影響。山火的高溫會造成輸電線路空隙空氣密度降低，并會在燃燒過程中出現(xiàn)0.2～5μm的顆粒，包括元素碳、有機碳等，再加上這些煙塵顆粒具有很強的導電性，從而造成電子崩問題。受到山火因素影響，輸電線路間隙絕緣性能大幅度降低，并且因為重合閘問題可能造成間隙二次擊穿。

1.2冰凍災害

近些年來我國冰雪災害對整個電網(wǎng)系統(tǒng)造成了巨大影響，具有有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在12-15年，猶豫冰凍災害出現(xiàn)跳閘次數(shù)為13次（500kV），占據(jù)總跳閘數(shù)的8%以上，并且每年都要開閘非計劃停運。由于很多線路中在經(jīng)過冰雪覆蓋后，都會產(chǎn)生一定的積污，這會提高絕緣體的導電率，并且導電率與大氣環(huán)境有著之間影響。由于冰層中的導電離子會逐漸覆蓋，導致導電離子濃度越來越大。為了能夠加強絕緣冰閃電壓，技術(shù)人員通常都是采用絕緣子間插形式、V型串布置形式、提高雙聯(lián)串的間距等，這樣能夠提高閃絡(luò)電壓性能。

由于三相導線之間的距離相對較小，如果舞動幅度無法承受運行電壓時，就會出現(xiàn)相間放電問題。針對此類情況，技術(shù)人員都是采用相間間隔棒，從實際應用情況來看，應用相間間隔棒能夠有效保障舞動沖擊負荷情況下不損害，從而避免相間放電。但在應用一段時間后，相間間隔棒會在舞動中損壞，在此發(fā)生相間放電問題。

1.3雷擊問題

雷擊是對輸電線路危險最大的自然災害，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國將近一半的自然影響因素都來自于雷擊，是輸電線路跳閘的主要因素之一。從有關(guān)研究表明，雷擊繞擊率與桿塔高度、避雷線保護角度、地面傾斜角度有著直接關(guān)系。如果保護角度過大，則地線對導線屏蔽性能會逐漸降低，繞擊區(qū)也會加大；如果桿塔過高，其地面的屏蔽效應會逐漸減弱，同樣會加大繞擊區(qū)。并且隨著地面坡度增加，會加大外側(cè)的暴露弧，從而提高繞擊概率，也就是提高了繞擊跳閘概率。由于雷電云中的放電多是為負極性，因此，直流輸電線路會因為正極性導線作用下，產(chǎn)生上行先導，從而大大提高了雷擊幾率。

2、輸電線路運行安全隱患的預防措施

由于輸電線路運行安全因素比較多，并且一直存在，因此，我們必須要針對輸電線路運行現(xiàn)狀采用更加合理的方法。

2.1構(gòu)建運維大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)

通過分析山火、凍雪、雷電等災害，需要根據(jù)線路數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)構(gòu)建更加完善的綜合分析系統(tǒng)。依托于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)來獲取這些影響因素的規(guī)律和特點，構(gòu)建各項災害的數(shù)據(jù)模型，對輸電線路故障進行系統(tǒng)分析，如果輸電線路出現(xiàn)問題系統(tǒng)能夠自動報警，并且能夠檢測線路運行、設(shè)備運行狀況。為了能夠避免極端天氣造成的影響，需要制定應急方案，從而為后續(xù)開展預防工作奠定基礎(chǔ)。

2.2融入自動化檢測設(shè)備和檢修設(shè)備

隨著我國輸電線路的長度不斷增加，僅憑借人工檢測的方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電廠發(fā)展趨勢，因此，為了能夠提高運維效率，需要對輸電線路進行定期檢測、監(jiān)測、維修等環(huán)節(jié)，從而推動推動我國電力行業(yè)能夠朝向機械化、自動化方向發(fā)展。通過監(jiān)測與巡檢系統(tǒng)能夠加強輸電線路的感知能力，并結(jié)合計算機技術(shù)、通信技術(shù)等構(gòu)建輸電線路智能電網(wǎng)。由于在線監(jiān)測是對輸電線路進行感知的重要渠道，如今觸電線路施工都會安裝在線監(jiān)測等功能。但由于監(jiān)測裝置在實際應用中容易出現(xiàn)故障問題，并且是側(cè)重于電力行業(yè)的檢測工作，因此，電力企業(yè)必須要能夠抓住至質(zhì)量關(guān)卡，采用無人機的檢測工作，通過在無人機上來對輸電線路運行情況進行分析。可以采紫外線成像儀、紅外線成像儀、車載激光和雷達等。為了能夠保障輸電線路符合實際標準要求，需要技術(shù)人員采用超過30km距離無人機檢測系統(tǒng)，同時也要在無人機上安裝主線路導航儀器、成像儀等，之后根據(jù)輸電線路的實際配置情況做好程序編程工作，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)測，并且會極大的提高監(jiān)測效率和監(jiān)測質(zhì)量。

在設(shè)備檢修層面上，可以采用絕緣斗臂車和直升機作為操作平臺，由于這兩種設(shè)備具有使用便利、安全性強等特點，在國際發(fā)達國家中的應用非常廣泛，因此，我們也要跟上國際形勢發(fā)展步伐，做好先進金屬的引入工作。

2.3構(gòu)建一體化監(jiān)測系統(tǒng)

在自然災害和極端氣候的條件下，為了能夠保障輸電線路運行的安全性，需要技術(shù)人員全天候、全局、全天時動態(tài)對線路狀態(tài)進行監(jiān)測。在實際應用中，可以借助衛(wèi)星遙感技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠在極端的條件下對輸電線路相關(guān)的地質(zhì)、地形、路況、植被等因素進行監(jiān)測，從而為輸電線路故障問題提供行之有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。特別是對于高電壓來說，需要構(gòu)建多種監(jiān)測方法相結(jié)合的立體化檢測系統(tǒng)，提高安全事故出現(xiàn)的前瞻性，這樣才能夠保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行，保護人們的生命財產(chǎn)安全。

2.4構(gòu)建輸電系統(tǒng)一體化運維體系

一體化運維體系主要是由故障分析系統(tǒng)、感知監(jiān)測系統(tǒng)、維修運維系統(tǒng)所組成的運維體系。在輸電線路的監(jiān)測和感知層面上，構(gòu)建一個更加全面、地空立體化的系統(tǒng)。主要包含直升機、機器人、無人機等，通過將各類設(shè)備的組裝與軟件編程，采用儀器組形式構(gòu)成體一體化監(jiān)測系統(tǒng)以及衛(wèi)星遙感廣域感和檢測系統(tǒng)。在整個狀態(tài)分析和故障預警層面上，需要通過電線路全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，這樣才能夠充分挖掘輸電線路的故障信息和故障規(guī)律，構(gòu)建行之有效的故障模型，通過模塊化技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息挖掘，以及行之有效的預警系統(tǒng)。通過自動化檢測設(shè)備來提高故障檢測效率，如果出現(xiàn)安全因素，需要技術(shù)人員及時的進行搶救或快速恢復。

結(jié)束語

綜上所述，由于我國各個壓力段的輸電線路不斷延長，這也就需要采用更加先進的手法進行安全防治工作。通常可以借助狀態(tài)分析、檢修與維護、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、使用感知等作為切入點，降低自然風險對線路運行危險全。

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