特高壓輸電線路在線監測技術的應用

陳文喆

摘 要：本文針對特高壓輸電線路對多種在線監測技術進行了簡述，提出適用特高壓輸電線路的在線監測裝置基本要求和在線監測技術適用范圍，并論述了在線監測管理平臺的重要性。

關鍵詞：特高壓線路；監測；隱患

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.145

輸電線路受外力破壞時易發生短路和斷線故障，輸電線路狀態監測技術由此而生。從某種程度上說狀態監測技術的應用切實緩解了輸電線路運行維護壓力。基于輸電線路桿塔點多面廣的特點和需長期暴露在野外的特點，輸電線路監測技術實際應用時很難安裝在牢固可靠位置，也無法利用站內現有的光纖網絡通信手段，在降低維護成本同時，還可保證測信息穩定、可靠傳輸。很多監測設備尚處于完善中，無法有效指導、服務生產。近年來，雖然電力系統整體監測水平已經有了較大的提高，但是基于特高壓輸電線路分布廣、電能輸送大的特點，特高壓輸電線路在線監測技術水平卻發展緩慢。那么如何加強特高壓輸電線路的運轉并提高安全，仍需我們在實際應用中進行不斷總結和探索。

1 特高壓輸電線路在線監測技術概述

輸電線路在線監測技術受線路上監測裝置的電源問題和監測數據的傳輸通信問題兩方面的技術因素制約。目前已開發出了多種輸電線路在線監測裝置，對應的多種輸電線路監測技術應運而生。

輸電線路覆冰在線監測包括對線路拉力和導線傾斜角、弧垂等參數的兩種監測方式反映出覆冰實際情況的不同工作原理，以實現對導線的覆冰情況的實時監測并及時預警，方可減少輸電線路的冰閃、舞動、斷線、倒塔等事故故障；而輸電線路氣象和導線風偏在線監測則是在絕緣子串上安裝角度測量，再結合線路本體數據及風速、溫度等測量數據，綜合計算出導線的風偏狀況；目前我國電網公司對特高壓GSM桿塔傾斜監測報警裝置的研制，經試驗證明能實時監控線路運行桿塔傾斜情況并預警；微風振動的長期積累會導致高壓架空輸電線路的疲勞斷股，而且這種破壞有很強的隱蔽性。微風振動監測系統是利用導線振動監測儀對導線與線夾最后接觸點外一定距離處導線相對于線夾的彎曲振幅、頻率和線路周圍的風速、風向、氣溫、濕度等氣象環境參數的記錄并結合導線本身力學性能實現對線路微風振動的水平和導線的疲勞壽命的判斷；導線舞動不僅危害大且有著長期性，而輸電線路導線舞動監測則是選擇在一檔導線中安裝一定數量的導線舞動監測儀，實現對導線三個方向的加速度信息的采集，并根據線路的基本信息和對監測點加速度的計算和分析，完成對舞動線路的舞動半波數及計算導線運行軌跡參數分析，判斷舞動危害進而及時預警；輸電線路的視頻監控方式可對輸電線路本體情況和輸電線路環境參數進行實時且全天候的監測，但受網絡傳輸速度限制缺陷也很多，通過無線網絡的遠程監控功能，該監測技術切實可行；輸電線路絕緣子污穢監測包括采用停電方式進行的污穢度在線監測和監測絕緣子表面泄漏電流的泄漏電流在線監測。

2 特高壓輸電線路在線監測裝置基本要求

提高特高壓輸電線路監測水平迫在眉睫，為了使特高壓輸電線路在線監測系統技術要求得到規范，并為在線監測系統的選型提供可靠依據，在線監測裝置不能對線路電氣性能的穩定性和可靠性造成影響，輸電線路安裝裝置必須能滿足特高壓交流線路的電暈和無線電干擾標準；在線監測裝置不可對線路機械性能的穩定性和可靠性造成影響，輸電線路的安裝裝置不可成為線路結構的故障隱患和薄弱點；在線監測裝置需要綜合考慮人工高空作業環境的安全性，線路裝置的安裝方式須簡單且方便；必須保證在線監測裝置在長期的特高壓線路中運行的穩定性，具有適應惡劣氣候和擁有對特高壓線路電磁場的抵抗能力，監測裝置不可存在外在電源形式進而維護；輸電線路監測裝置的數據傳輸和存儲方式均需符合相關標準，方便統一管理監測數據。

3 特高壓輸電線路在線監測技術應用范圍

將在線監測技術應用于特高壓線路中時，須以保證線路安全運行的穩定性為主，對積累運行數據的需要進行適當考慮，以下為在線監測系統的適用范圍：

具有更大發揮空間的覆冰在線監測與輸電線路視頻監測相結合的監測方式適用于諸如主干鐵路、主干高速公路等重要交叉跨越路段和山區較長耐張路段以及易覆冰的微氣象區和覆冰較重等地區；對于微地形、微氣象地區和對導線風偏敏感的地區適用氣象和導線風偏在線監測，以此積累導線風偏數據并由氣象條件、設計、運行等多方面著手進行深入分析，可使特高壓線路對強風的抵御能力得到提高；而煤礦采動影響區多應用桿塔傾斜監測，以防在采空區因桿塔傾斜造成塌陷而引起線路故障；一般情況下的大跨越線路會為了防止微風振動危害而采用微風振動監測；為了采集舞動易發區內導線舞動的運動曲線和波數等數據，均會必會采用舞動監測；為了加強重要及大跨越和特偏僻地區的監測力度，可采用視頻監測進行監控；對于污穢嚴重區必要時可加裝絕緣子污穢監測，針對特定路段積累污區數據并建立污穢數據庫，從而總結出積污規律并建立專家診斷系統，進而對絕緣污穢狀態進行有效的判斷。

4 特高壓輸電線路在線監測管理平臺

為了達到節約投資成本并能充分將監測數據進行合理利用的目的，可將多種在線監測技術都應用到特高壓輸電線路之中。在線監測管理平臺可通過建立由Web服務方式所提供的開放性的標準數據接口，對各個廠家的不同種格式的數據進行統一的接收。而標準化在線監測數據庫的建立，為數據的集中存儲、管理和綜合應用提供了極大的便利。由此可見，在線監測管理平臺的開發具有現實意義。

5 結語

在線監測技術不僅能對特高壓輸電線路進行實時的監控，并以監測管理平臺信息的方式進行顯示和統一處理，還能為設備情況提供輔助判斷，方便人工分析，并便于管理者提供決策發布指令。想要提高線路狀態監測技術的應用效果，還需要從一些細節問題著手處理，加強線路的監測與維護工作相關人員的技能培訓，提高專業綜合素質，努力提高狀態監測故障的診斷能力，及早發現線路事故隱患并快速消除。

參考文獻：

[1]周來群.特高壓輸電線路狀態監測通信系統研究及應用明[J].中國電業（技術版），2014（09）.

[2]張振軍.超高壓與特高壓輸電線路外絕緣污閃研究現狀[J].山東電力技術，2015，42（03）.