500kV高壓輸電線路運(yùn)維中狀態(tài)巡視的應(yīng)用研究

陳子威 葉星宇 秦澤

摘要：500kV高壓輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分,其運(yùn)維管理工作直接關(guān)系到電網(wǎng)安全、穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。本文作者研究了500kV高壓輸電線路運(yùn)維中狀態(tài)巡視的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：500kV；高壓輸電線路運(yùn)維；狀態(tài)巡視

0、引言

湖南電力檢修公司所轄超(特)高壓輸電線路塔頭離地較高，大部分時(shí)間處在運(yùn)行帶電狀態(tài)，線路巡視無(wú)法登塔檢查，地面觀測(cè)角度往往存在視覺(jué)盲區(qū)。以往在輸電線路為了發(fā)現(xiàn)高空缺陷，采取租用商務(wù)直升機(jī)巡視的方式，其費(fèi)用是無(wú)人機(jī)巡視的幾十倍，采用無(wú)人機(jī)巡線將顯著降低使用成本。

無(wú)人機(jī)巡線簡(jiǎn)便快捷，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并傳回圖像，為組織搶修贏得時(shí)間;同時(shí)，無(wú)人機(jī)因機(jī)身輕巧，不受復(fù)雜地形的影響，任何地點(diǎn)都可以起飛并順利完成巡視作業(yè)。無(wú)人機(jī)可近距離檢測(cè)架空輸電線路，繞塔巡視無(wú)死角、無(wú)盲區(qū)，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線斷股、絕緣子損壞等缺陷，且避免了人工登塔、走線等高空作業(yè)，減少了人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)，提高了巡視質(zhì)量和安全性能。

1、輸電線路狀態(tài)巡視的概念

輸電線路狀態(tài)巡視時(shí)根據(jù)架空輸電線路的分區(qū)、環(huán)境等實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)確定線路巡視周期的巡視。狀態(tài)巡視可結(jié)合技改、大修、檢測(cè)、預(yù)防性檢查、故障巡視、特殊巡視、夜間、交叉和診斷性巡視、監(jiān)察巡視以及登桿檢查等，按照“該巡必巡、巡必巡好”的原則開(kāi)展工作，從而使線路達(dá)到減量增效的目的。

2、線路檢修設(shè)施的配置現(xiàn)狀

特高壓輸電線路相較500kV線路，結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了大型化設(shè)計(jì)。比如特高壓直流800kV多采用6分裂導(dǎo)線，導(dǎo)線截面一般都超過(guò)；垂直檔距超過(guò)500米。1000kV交流特高壓線路，采用8分裂導(dǎo)線，導(dǎo)線截面也不小于500mm2，垂直檔距超過(guò)500米。通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，以1000kV交流特高壓為例，直路塔單相垂直荷載接近8T，而耐張塔的張力約為22T。這明顯是一種數(shù)量級(jí)的提升，如何配置檢修承力工器具成為一個(gè)較嚴(yán)重的問(wèn)題。與500kV線路類似，直路塔前后側(cè)大部分配有檢修施工孔，而耐張塔卻只有部分配置有檢修施工孔，但孔徑偏小，承力性能偏弱。導(dǎo)線側(cè)承力聯(lián)板也沒(méi)有專門(mén)考慮承力轉(zhuǎn)移的吊孔設(shè)計(jì)。施工階段，一般是預(yù)先掛好絕緣子串，再加掛放線滑車。對(duì)直路塔的承力點(diǎn)的要求，起吊時(shí)承力點(diǎn)僅承受絕緣子串的重量，無(wú)疑的，這對(duì)于工器具、承力點(diǎn)的要求都是很容易滿足的。無(wú)論是單串還是雙串結(jié)構(gòu)，對(duì)承力點(diǎn)的要求都是如此。在放線結(jié)束后，需要布置導(dǎo)線提升裝置（葫蘆+提線器），然后進(jìn)行導(dǎo)線線夾等金具的安裝。布置提升裝置時(shí)，一般需要使用塔身上的絕緣子掛點(diǎn)附近的施工孔作為承力點(diǎn)。如果沒(méi)有施工孔，則需要在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)受力節(jié)點(diǎn)上墊以枕木等物，短鋼絲繩纏繞后連接提升裝置，避免提升時(shí)損壞塔身塔材。施工時(shí)，耐張塔如果作為放線貫通點(diǎn)，僅需要在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上使用施工孔，或結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上包枕木以懸掛放線滑車，放線結(jié)束后，調(diào)整好弛度劃印，掛好耐張水平串絕緣子，連接上掛線聯(lián)板等金具，通過(guò)導(dǎo)線上的夾頭連接緊線裝置，將絕緣子串收緊，呈近水平狀態(tài)，裁線壓接，掛線即可。如果耐張塔在放線時(shí)不是放線貫通點(diǎn)，則就是上述放線結(jié)束后的相同程序進(jìn)行掛線，其中一端在調(diào)弛度前先壓接，與絕緣子串連接，掛好。以上情況，使用的均是正常運(yùn)行狀態(tài)的絕緣子串安裝孔，對(duì)施工孔沒(méi)有特殊要求。關(guān)于特高壓輸電線路繼電保護(hù)的原理，可以分為電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理和差動(dòng)保護(hù)新原理兩方面進(jìn)行分析和研究。一方面，特高壓輸電線路繼電保護(hù)電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理涉及到電容電流補(bǔ)償方法，基本思路是在線路兩端電流中減去相應(yīng)電容電流，得到電流后利用基爾霍夫電流定律，才能實(shí)現(xiàn)特高壓輸電線路電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；迄今為止提出的補(bǔ)償算法有相量補(bǔ)償算法和時(shí)域補(bǔ)償算法，在理論上都是成立的。另一方面，因?yàn)樯鲜龇椒ú荒芎芎玫亟鉀Q特高壓輸電線路繼電保護(hù)問(wèn)題，所以在現(xiàn)階段出現(xiàn)了耐受甚至不受電容電流影響的差動(dòng)保護(hù)新原理，比如建立在輸電線電磁波傳播過(guò)程之上的貝瑞隆模型，具有求解速度快和精度高的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，特高壓輸電線路其他保護(hù)原理還有成為后備保護(hù)的距離保護(hù)，利用光電互感器和光纖通道使得成本下降行波保護(hù)等，都需要在實(shí)踐中通過(guò)可靠檢驗(yàn)才能進(jìn)一步推廣。

3、開(kāi)展?fàn)顟B(tài)巡視的可行性策略

3.1輸電線路狀態(tài)巡視計(jì)劃以及周期

運(yùn)維單位應(yīng)結(jié)合線路通道以及本體健康狀況，依據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)編制線路狀態(tài)巡視周、月、季度以及年計(jì)劃。狀態(tài)巡視的周期應(yīng)根據(jù)線路的隱患點(diǎn)以及特殊區(qū)域等實(shí)際情況，跟隨線路狀態(tài)的變化及時(shí)滾動(dòng)調(diào)整。巡視周期按以下原則確定：對(duì)重污區(qū)每年組織1次夜巡，若線路附近有污染嚴(yán)重的施工，待施工完畢后組織一次夜巡；對(duì)樹(shù)木區(qū)樹(shù)木凈空距離為11米至15米區(qū)段每半年巡視1次，凈空距離為8米至11米區(qū)段每季度巡視1次，凈空距離小于8米區(qū)段應(yīng)每日巡視并立即處理；對(duì)毛竹和速生樹(shù)種區(qū)凈空距離為11米至15米區(qū)段每年4月至6月班組每月進(jìn)行1次巡視，凈空距離為9米至12米區(qū)段每年4月至6月班組每半個(gè)月進(jìn)行1次巡視，凈空距離小于9米區(qū)段，應(yīng)每日巡視并立即處理；對(duì)洪水沖刷區(qū)以及水淹區(qū)每年4至6月主汛期，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)、暴雨預(yù)警及實(shí)際降雨情況，應(yīng)每日進(jìn)行巡查。主汛期過(guò)后，每年7月至8月結(jié)合其它巡視重點(diǎn)對(duì)基礎(chǔ)邊坡、截水溝、排水溝等進(jìn)行檢查；對(duì)易發(fā)山火區(qū)在清明、冬至等民俗節(jié)日、春耕秋收燒荒期間，應(yīng)每日巡查，其他干燥時(shí)期根據(jù)情況通知護(hù)線員巡查；對(duì)易覆冰區(qū)每年12月至2月易覆冰時(shí)期，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)及覆冰預(yù)警，應(yīng)每日巡查，必要時(shí)安排專人蹲守；對(duì)易舞動(dòng)區(qū)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)及預(yù)警，可能達(dá)到線路舞動(dòng)條件（氣溫為-5～1℃、風(fēng)速為8～12m/s、導(dǎo)地線覆冰厚度3～20mm）時(shí)，應(yīng)每日巡查。線路發(fā)生舞動(dòng)后，安排專人對(duì)導(dǎo)地線、金具、絕緣子、鐵塔等進(jìn)行1次全面檢查；對(duì)鳥(niǎo)害多發(fā)區(qū)在鳥(niǎo)類活動(dòng)、筑巢頻繁和遷徙季節(jié)，每半個(gè)月巡視1次，其他時(shí)期每季度巡視1次；對(duì)易受外力破壞區(qū)每周至少巡視1次；對(duì)偷盜竊多發(fā)區(qū)在偷盜易發(fā)時(shí)期每周進(jìn)行1次巡查，其他時(shí)段結(jié)合相應(yīng)巡視開(kāi)展巡查；對(duì)采動(dòng)影響區(qū)每半年至少巡視1次，預(yù)想隱患發(fā)展方向，及時(shí)制定應(yīng)對(duì)措施，防止倒塔、斷線事故；對(duì)重要跨越區(qū)每年至少組織進(jìn)行1次夜巡；對(duì)拉線塔區(qū)每年至少進(jìn)行1次專項(xiàng)檢查，重點(diǎn)對(duì)拉線銹蝕、松緊情況及拉線基礎(chǔ)變化情況進(jìn)行檢查，并對(duì)拉線進(jìn)行調(diào)整。

3.2篩選危險(xiǎn)因素，明確“關(guān)注塔、檔判斷項(xiàng)”

根據(jù)線路巡視的檢查項(xiàng)目，可羅列出影響線路安全運(yùn)行的危險(xiǎn)因素，這些危險(xiǎn)因素可能造成的后果，按其情節(jié)有輕重之分，同時(shí)這些危險(xiǎn)因素在常規(guī)巡視中辨識(shí)的可能性，也有難易之分。

所謂“危險(xiǎn)因素”是指：線路運(yùn)行中有這種不安全的可能存在。危險(xiǎn)因素不等同于缺陷，它是引發(fā)缺陷，造成故障的根源。

所謂“危險(xiǎn)因素辨識(shí)的可能性”是指：影響線路安全運(yùn)行的危險(xiǎn)因素，巡視人員在常規(guī)巡視中能否直觀判斷和發(fā)現(xiàn)。

為此，我們可以將定期巡視檢查項(xiàng)目中的危險(xiǎn)因數(shù)進(jìn)行梳理，將滿足“后果嚴(yán)重”和“易辨識(shí)”條件的危險(xiǎn)因數(shù)篩選出來(lái)，作為狀態(tài)巡視的“關(guān)注塔、檔判斷項(xiàng)”。

3.3判定線路關(guān)注塔、檔

線路班組將所轄線路逐基、逐檔與“關(guān)注塔、檔判斷項(xiàng)”比對(duì)，如有“關(guān)注塔、檔判斷項(xiàng)”存在，則確定為“關(guān)注塔”或“關(guān)注檔”。運(yùn)行班組判定線路關(guān)注塔、檔需遵循以下原則：

3.3.1關(guān)注塔、檔的選擇需結(jié)合線路的現(xiàn)場(chǎng)狀況、缺陷記錄，以及運(yùn)行人員經(jīng)驗(yàn)。

3.3.2如為新投線路，運(yùn)行班組需連續(xù)巡視三個(gè)月，巡視人員攜帶《500kV線路關(guān)注塔、檔判斷卡》逐基、逐檔現(xiàn)場(chǎng)比對(duì);

3.3.3如為新投不滿一年線路，運(yùn)行班組需安排巡視人員攜帶《500kV線路關(guān)注塔、檔判斷卡》實(shí)施一次逐基、逐檔現(xiàn)場(chǎng)比對(duì);

3.3.4如為新投滿一年線路，運(yùn)行班組在熟悉線路本體及沿線狀況的情況下，可召集班組成員，使用《500kV線路關(guān)注塔、檔判斷卡》會(huì)議判定關(guān)注塔、檔。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)實(shí)施狀態(tài)巡視，確保巡視的到位率和質(zhì)量，同時(shí)按照相應(yīng)規(guī)程規(guī)范收集相關(guān)線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，把狀態(tài)巡視與狀態(tài)檢修有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，以科學(xué)化的管理手段，提高線路本質(zhì)安全水平。

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