特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

楊國峰 張文瀚 張帥

摘 要：眾所周知，特高壓輸電線路在電網(wǎng)中發(fā)揮了重要的作用。在高壓輸電工程中，輸電線路直接影響著輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此必須要配備實時的監(jiān)測，才能夠預(yù)防和控制輸電系統(tǒng)可能發(fā)生的故障。對于特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用需要不斷地進(jìn)行探討并總結(jié)經(jīng)驗，結(jié)合輸電情況，選擇最合適的監(jiān)測技術(shù)，保護(hù)輸電安全。

關(guān)鍵詞：特高壓線路；監(jiān)測；隱患

0.引言

雖然電力系統(tǒng)整體監(jiān)測水平已經(jīng)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(diǎn)，特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)水平卻發(fā)展緩慢。那么如何加強(qiáng)特高壓輸電線路的運(yùn)轉(zhuǎn)并提高安全，仍需我們在實際應(yīng)用中進(jìn)行總結(jié)和探索。

1特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)概述

輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)受線路上監(jiān)測裝置的電源問題和監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸通信問題兩方面的技術(shù)因素制約。目前已開發(fā)出了多種輸電線路在線監(jiān)測裝置，對應(yīng)的多種輸電線路監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。輸電線路覆冰在線監(jiān)測包括對線路拉力和導(dǎo)線傾斜角、弧垂等參數(shù)的兩種監(jiān)測方式反映出覆冰實際情況的不同工作原理，以實現(xiàn)對導(dǎo)線的覆冰情況的實時監(jiān)測并及時預(yù)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(dǎo)線風(fēng)偏在線監(jiān)測則是在絕緣子串上安裝角度測量，再結(jié)合線路本體數(shù)據(jù)及風(fēng)速、溫度等測量數(shù)據(jù)，綜合計算出導(dǎo)線的風(fēng)偏狀況；目前我國電網(wǎng)公司對特高壓GSM桿塔傾斜監(jiān)測報警裝置的研制，經(jīng)試驗證明能實時監(jiān)控線路運(yùn)行桿塔傾斜情況并預(yù)警；微風(fēng)振動的長期積累會導(dǎo)致高壓架空輸電線路的疲勞斷股，而且這種破壞有很強(qiáng)的隱蔽性。微風(fēng)振動監(jiān)測系統(tǒng)是利用導(dǎo)線振動監(jiān)測儀對導(dǎo)線與線夾最后接觸點(diǎn)外一定距離處導(dǎo)線相對于線夾的彎曲振幅、頻率和線路周圍的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度等氣象環(huán)境參數(shù)的記錄并結(jié)合導(dǎo)線本身力學(xué)性能實現(xiàn)對線路微風(fēng)振動的水平和導(dǎo)線的疲勞壽命的判斷；導(dǎo)線舞動不僅危害大且有著長期性，而輸電線路導(dǎo)線舞動監(jiān)測則是選擇在一檔導(dǎo)線中安裝一定數(shù)量的導(dǎo)線舞動監(jiān)測儀，實現(xiàn)對導(dǎo)線三個方向的加速度信息的采集，并根據(jù)線路的基本信息和對監(jiān)測點(diǎn)加速度的計算和分析，完成對舞動線路的舞動半波數(shù)及計算導(dǎo)線運(yùn)行軌跡參數(shù)分析，判斷舞動危害進(jìn)而及時預(yù)警；輸電線路的視頻監(jiān)控方式可對輸電線路本體情況和輸電線路環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實時且全天候的監(jiān)測，但受網(wǎng)絡(luò)傳輸速度限制缺陷也很多，通過無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，該監(jiān)測技術(shù)切實可行；輸電線路絕緣子污穢監(jiān)測包括采用停電方式進(jìn)行的污穢度在線監(jiān)測和監(jiān)測絕緣子表面泄漏電流的泄漏電流在線監(jiān)測。

2特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，在很多網(wǎng)省公司已逐步推行了兩級中心建設(shè)、三級應(yīng)用的"輸變電狀態(tài)監(jiān)測中心"模式，并作為輸電線路智能化建設(shè)重要內(nèi)容和風(fēng)險監(jiān)控手段全面推進(jìn)，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上緩解了輸電線路運(yùn)行維護(hù)壓力，提高了輸電線路運(yùn)行管理水平，為探索輸電線路新的管理模式和管理思路提供了參考。由于輸電線路桿塔長期暴露在野外和點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)，導(dǎo)致了監(jiān)測技術(shù)在輸電線路上應(yīng)用時，不能像變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)那樣安裝在牢固可靠位置，并利用其站內(nèi)現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)通信手段，降低運(yùn)行維護(hù)成本，同時確保監(jiān)測信息穩(wěn)定、可靠傳輸。很多監(jiān)測設(shè)備還停留在建設(shè)、完善過程中，沒有真正有效地解決生產(chǎn)中實際需求，達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)生產(chǎn)的目的。

3特高壓輸電線路新監(jiān)測技術(shù)

3.1成像法測定

當(dāng)設(shè)備有潛在的故障時，在設(shè)備表層通常會表現(xiàn)出異常，紅外線就可以對這種異常進(jìn)行測定。從原理上來講，紅外線能夠測定輻射到表面的異常信號，然后在檢測到異常信號的基礎(chǔ)上再對故障的特性、故障的嚴(yán)重性以及故障的方位等進(jìn)行辨別。與其他監(jiān)測技術(shù)相比，紅外線成像的方法具有非接觸性、精準(zhǔn)性高、可靠性高、安全和高效等優(yōu)勢。通過紅外線成像法能夠?qū)^熱和接觸性的故障，非常便捷，效果也很好，目前常用的儀器有熱電視、紅外熱像儀以及測溫裝置等，根據(jù)高壓輸電線路的實際情況選取最為合適的測定裝置。而紫外線成像法需要借助成像儀，對放電性電暈的信號進(jìn)行成像處理之后，識別電暈強(qiáng)度，這樣的檢測方式更加的敏銳，有利于辨別出放電電暈的真實狀態(tài)，從而為特高壓輸電線的監(jiān)測提供參照，紫外線識別對于絕緣子內(nèi)的隱性缺陷有很好的監(jiān)測作用，例如：潮濕條件下的電蝕、復(fù)合性護(hù)套的損傷等，除此之外，紫外線成像的方法適用于多種場合的測定，不受地域和空間的阻礙。

3.2動態(tài)增容在線監(jiān)測技術(shù)

采用靜態(tài)提溫增容技術(shù)和動態(tài)監(jiān)測增容技術(shù)來提高現(xiàn)有高壓輸電線路的輸送容量。其中靜態(tài)提溫增容技術(shù)是一種新型的增容在線監(jiān)測技術(shù)，其可通過提高現(xiàn)有輸電導(dǎo)線處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的溫度，來到增大輸送容量的目的。但這該技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上違背了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，其會對導(dǎo)線及關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命造成嚴(yán)重影響。動態(tài)增容技術(shù)能將輸電線路潮流與線路熱穩(wěn)定限額的實際變化情況反映出來，以為電網(wǎng)工作人員對數(shù)據(jù)調(diào)整提供依據(jù)，同時通過對輸送電路剩余輸送量的分析，可有效保證輸電線路正產(chǎn)運(yùn)行和允許的傳輸容量。動態(tài)增容技術(shù)通過對高壓輸電線路的實時監(jiān)測，可將線路運(yùn)行的溫度是否超過所允許的范圍進(jìn)行反映，同時也可對自然氣候因素進(jìn)行分析，大大提高了線路運(yùn)行故障的處理效率。若輸電線路導(dǎo)線運(yùn)行溫度超出所允許的范圍，工作人員應(yīng)及時申請停用或轉(zhuǎn)移負(fù)荷量，以保障輸電線路的安全運(yùn)行。

3.3漏電檢測

電壓、氣候參數(shù)和污穢度三種參數(shù)，是檢測絕緣子誤會程度的重要參考值，三個數(shù)據(jù)能夠表明電流泄露情況。電流泄露一般會在介質(zhì)表面形成，所以傳感器安裝在絕緣子的高壓端，就能夠?qū)⑿孤┑碾娏鲾?shù)據(jù)實時傳遞，將信號處理成為數(shù)字信號，并通過計算機(jī)程序進(jìn)行相關(guān)計算，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，最后使用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總站，工作人員和專家們針對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷分析，最后得出絕緣子積污狀況。后期處理的過程中能夠參考得出的結(jié)論，將絕緣子的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及其他化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)累計起來。

3.4辨識電場

通過測定分布電場的方式獲取各個區(qū)段的絕緣缺陷，在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，軸線是光滑的曲線，標(biāo)識各時點(diǎn)特定的電勢和電場強(qiáng)度，絕緣子內(nèi)部的缺陷呈導(dǎo)通性，因此電場中的相應(yīng)位置也會出現(xiàn)變形，所以說，對軸向分布的絕緣子電場進(jìn)行測定，就能夠發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)部潛在的故障隱患?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有能夠帶電測定線路隱含缺陷的配套儀器，只是還沒有得到應(yīng)用和推廣，雖然這種儀器能夠?qū)?gòu)架內(nèi)的絕緣子缺陷進(jìn)行測定，但是現(xiàn)場應(yīng)用不便，而且需要耗費(fèi)大量的資金，因此，更加便捷的新式裝置仍然在開發(fā)中，也就是說目前并沒有能夠適用于日常絕緣子缺陷測定的方式，在特高壓輸電線路的監(jiān)測上這類方式不是理想的方式，對于跨度較大的特高壓輸電線路的監(jiān)測還是使用在線視頻監(jiān)測的方式。

結(jié)語

總之，在對特高壓輸電線路要重點(diǎn)監(jiān)測周邊環(huán)境中隱含的環(huán)境風(fēng)險、監(jiān)測突發(fā)性雷擊、對絕緣子進(jìn)行檢查，排除多樣化的送電干擾。由此可見，特高壓輸電線路的在線監(jiān)測技術(shù)必須要實現(xiàn)兩方面的功能：一是對輸電線路的各種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；二是通過對運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的結(jié)論并給出合理的建議。

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