特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

劉增超　唐曉森

摘要：輸電線路受外力破壞時易發(fā)生短路和斷線故障，輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)由此而生。從某種程度上說狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用切實緩解了輸電線路運(yùn)行維護(hù)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(jiān)測技術(shù)實際應(yīng)用時很難安裝在牢固可靠位置，也無法利用站內(nèi)現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)通信手段，在降低維護(hù)成本同時，還可保證測信息穩(wěn)定、可靠傳輸。很多監(jiān)測設(shè)備尚處于完善中，無法有效指導(dǎo)、服務(wù)生產(chǎn)。近年來，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，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)行不斷總結(jié)和探索。所以本文主要分析特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而提出以下內(nèi)容，希望能夠為同行業(yè)工作人員提供相應(yīng)的參考價值。

關(guān)鍵詞：特高壓輸電;在線監(jiān)測;應(yīng)用分析

1導(dǎo)言

自二十世紀(jì)七十年代開始，特高壓輸電技術(shù)己經(jīng)進(jìn)入了研究階段，四十多年時間內(nèi)，美、日、俄、中等國家先后研究、建立了特高壓輸電線路。目前，我國晉東南一南陽一荊門特高壓輸電線路己經(jīng)成功投入運(yùn)營。特高壓輸電工程中，輸電線路有著非同尋常的重要性，輸電線路對于特高壓輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全有著直接的影響，因此，需要引起格外的關(guān)注。特高壓輸電線路不少處于惡劣的地質(zhì)條件以及惡劣的運(yùn)行環(huán)境下。所以，對輸電線路的狀態(tài)采用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測有著重要的意義。通過監(jiān)測確保事故隱患能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并即刻清楚，保障特高壓輸電線路處于良好的運(yùn)用狀杰。

2.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。

3.在線監(jiān)測技術(shù)在特高壓線路中的應(yīng)用

3.1基本要求

在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在特高壓線路上具有必要性和可行性，對保證特高壓線路安全運(yùn)行意義重大。為逐步規(guī)范在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求和為特高壓線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的選型提供依據(jù)，特高壓線路在線監(jiān)測裝置應(yīng)滿足以下基本要求：

1）不影響線路電氣性能可靠性，安裝的裝置應(yīng)滿足1000k V特高壓交流線路的電暈要求和無線電干擾要求。2）不影響線路機(jī)械性能可靠性，安裝的裝置不能成為線路結(jié)構(gòu)的薄弱點，不能帶來結(jié)構(gòu)上的隱患。3）應(yīng)充分考慮線路運(yùn)行人員的高空作業(yè)環(huán)境，安裝方式簡單、方便、可靠。4）應(yīng)能在特高壓線路上長期穩(wěn)定運(yùn)行，能抵抗特高壓線路電磁場，適應(yīng)各種惡劣氣候，無需外在電源，免維護(hù)。5）數(shù)據(jù)傳輸方式及存儲方式符合標(biāo)準(zhǔn)，便于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

3.2應(yīng)用范圍

在特高壓線路中應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)以加強(qiáng)線路安全穩(wěn)定運(yùn)行保障為主，適當(dāng)考慮積累運(yùn)行數(shù)據(jù)的需要，以突出重點、體現(xiàn)差異化為原則，提出各種在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：1）對重要交叉跨越（包括主干鐵路、主干高速公路）、山區(qū)較長耐張段、覆冰較重地區(qū)（如太行山區(qū)）和易覆冰的微氣象區(qū)等安裝覆冰在線監(jiān)測裝置，并結(jié)合輸電線路視頻監(jiān)控裝置使用，以發(fā)揮更大作用。2）在微地形、微氣象區(qū)及對導(dǎo)線風(fēng)偏敏感地區(qū)安裝氣象和導(dǎo)線風(fēng)偏裝置，積累導(dǎo)線風(fēng)偏數(shù)據(jù)，從氣象條件、設(shè)計、運(yùn)行等方面深入分析，增強(qiáng)特高壓輸電線路抵御強(qiáng)風(fēng)的能力。3）在煤礦采動影響區(qū)安裝桿塔傾斜監(jiān)測裝置，實時監(jiān)控桿塔傾斜情況，有效預(yù)防采空區(qū)塌陷誘發(fā)的線路事故。4）在大跨越線路上安裝微風(fēng)振動監(jiān)測裝置。5）在舞動易發(fā)區(qū)安裝舞動監(jiān)測裝置，積累導(dǎo)線舞動的運(yùn)動曲線、波數(shù)等數(shù)據(jù)資料。6）在大跨越線路、重要跨越及特別偏僻的地區(qū)安裝視頻監(jiān)測裝置，加強(qiáng)特殊地段線路的監(jiān)控。7）必要時考慮在污穢特別嚴(yán)重的地區(qū)安裝絕緣子污穢監(jiān)測裝置。積累某段特高壓線路的特定污區(qū)數(shù)據(jù)，建立特定線路的污穢數(shù)據(jù)庫，總結(jié)該段線路絕緣子的積污規(guī)律，建立專家診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)正確有效判斷特定線路絕緣污穢狀態(tài)的目的。

3.3在線監(jiān)測管理平臺

由于多種在線監(jiān)測技術(shù)同時應(yīng)用在特高壓輸電線路上，為節(jié)約投資，充分、合理地利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，開發(fā)在線監(jiān)測管理平臺，對在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理和綜合應(yīng)用分析顯得十分重要。在線監(jiān)測管理平臺能實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中處理、顯示和控制：1）建立開放性的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。可以采用Web服務(wù)的方式提供接口，實現(xiàn)對不同廠家各種格式數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收。2）建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)所有在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中存儲、管理和應(yīng)用。

4結(jié)論

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了線路運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控，并通過監(jiān)測管理平臺的信息顯示、統(tǒng)計、分析，能直觀地給出設(shè)備狀況的輔助判斷，運(yùn)行人員也可以平臺信息為基礎(chǔ)進(jìn)行人工分析，方便管理者提供決策和正確發(fā)布指令，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患并及時予以排除，保障線路以良好的狀態(tài)可靠運(yùn)行。特高壓交流試驗示范工程共安裝覆冰、桿塔傾斜、氣象和風(fēng)偏、視頻、微風(fēng)振動、舞動及絕緣子鹽密共7類87套在線監(jiān)測裝置，結(jié)合特高壓航測數(shù)據(jù)，可提供基于三維可視化技術(shù)的在線監(jiān)測顯示和控制平臺，實現(xiàn)了關(guān)鍵監(jiān)測點設(shè)備狀況的在線查詢，促進(jìn)了特高壓工程的運(yùn)行維護(hù)水平的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]張景沛，桑趙剛.特高壓輸電線路在線監(jiān)測裝置應(yīng)用現(xiàn)狀分析及建議[J].山西電力，2015（03）：67-69.

[2]蘆燈，翟彬，王愛華，張燕燕.特高壓輸電線路在線監(jiān)測設(shè)計方案的技術(shù)研究[J].國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2015，18（03）：17-22.

[3]智睿.高壓輸電線路在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（15）：168-169.

[4]韋舒天，汪里，章旭泳.特高壓直流輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].浙江電力，2012，31（04）：57-59.

[5]歐陽麗莎，黃新波，陳紹英，王寧.覆冰在線監(jiān)測技術(shù)在1000kV特高壓輸電線路中的應(yīng)用[J].華東電力，2010，38（10）：1539-1542.