特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探討

陳豐 張威 羅君民

國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司 四川成都 610041

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平飛速提升，社會(huì)用電量也在不斷增長(zhǎng)，為了滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，國(guó)家開(kāi)始大力建設(shè)特高壓輸電線路。世界第一條特高壓輸電線路由蘇聯(lián)在1985年建成，我國(guó)第一條特高壓線路于2009年初建成，并將晉東南至荊門線投入到了商業(yè)運(yùn)營(yíng)中。輸電線路作為高壓輸電工程的重要組成部分，決定著整個(gè)輸電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。在上述特高壓輸電線路中，由于線路經(jīng)過(guò)地區(qū)擁有者非常復(fù)雜的地理環(huán)境和氣候，長(zhǎng)期受到風(fēng)、雪等惡劣天氣影響，線路周圍的工業(yè)污染也比較嚴(yán)重，如果采取過(guò)去的監(jiān)測(cè)技術(shù)很難取得較好的效果，所以急需要應(yīng)用更先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，以確保線路環(huán)境數(shù)據(jù)采集工作的順利進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的智能分析。

1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

近些年來(lái)，很多省電力企業(yè)在逐步推行兩級(jí)中心建設(shè)、三級(jí)應(yīng)用的在線監(jiān)測(cè)模式，同時(shí)還加強(qiáng)了輸電線路智能化建設(shè)以及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使我國(guó)輸電線路運(yùn)行維護(hù)的壓力得到了一定程度的緩解，提升了我國(guó)輸電線路運(yùn)行管理的水平，為研究輸電線路的新管理模式和方法提供了基礎(chǔ)[1]。由于特高壓輸電線路的桿塔覆蓋面比較廣，且桿塔長(zhǎng)期處于野外環(huán)境下，無(wú)法牢固安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，同時(shí)為了減少維護(hù)成本，主要采用現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)傳輸監(jiān)測(cè)信息，導(dǎo)致很多監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法發(fā)揮出理想的效果，電力生產(chǎn)與服務(wù)的需求也得不到滿足，還需要進(jìn)行不斷地改善。

2 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 桿塔傾斜監(jiān)測(cè)

對(duì)于地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的采空區(qū)，受到外界因素以及地質(zhì)災(zāi)害的影響，容易發(fā)生桿塔倒塌情況，嚴(yán)重威脅著輸電線路的安全運(yùn)行。通過(guò)對(duì)桿塔傾斜監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供各類基礎(chǔ)信息。桿塔傾斜監(jiān)測(cè)設(shè)備具有雙軸傾斜傳感器，可以測(cè)量順線、橫向以及綜合傾斜角，有利于掌握各個(gè)桿塔的傾斜規(guī)律和特點(diǎn)，并且能夠分析傾斜的原因，制定處理措施，防止桿塔傾斜過(guò)度對(duì)線路的正常運(yùn)行造成影響[2]。將GSM與監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以對(duì)桿塔的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，減少桿塔倒塌情況。

2.2 氣象和導(dǎo)線風(fēng)偏在線監(jiān)測(cè)

此監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅可以對(duì)線路周圍區(qū)域的溫度、風(fēng)向、風(fēng)速等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且可以掌握絕緣子串與導(dǎo)線對(duì)地夾角等信息。根據(jù)得到的信息可以制定出對(duì)應(yīng)的風(fēng)偏預(yù)防方案，也可以對(duì)定位放電故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷；以監(jiān)測(cè)設(shè)備傳回的氣象數(shù)據(jù)和絕緣子串與導(dǎo)線對(duì)地夾角大小為依據(jù)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)算法進(jìn)行不斷的完善；另外，還可以測(cè)量并匯總線路桿塔附近的瞬時(shí)風(fēng)速、導(dǎo)線擺動(dòng)幅度以及風(fēng)壓不均系數(shù)等數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)提供參考依據(jù)。

2.3 覆冰在線監(jiān)測(cè)

應(yīng)用覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控特高壓輸電線路上的覆冰情況，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，根據(jù)分析結(jié)果可以對(duì)冰害事故進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)出預(yù)警信息，降低倒塔、斷線以及冰閃等事故的發(fā)生率。當(dāng)前覆冰在線監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，具體包括兩種類型。（1）檢測(cè)導(dǎo)線幾何參數(shù)。此方法是通過(guò)對(duì)導(dǎo)線傾斜角、弧垂等數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，以獲取導(dǎo)線的大概情況。此方法不會(huì)使線路參數(shù)發(fā)生改變，所以對(duì)線路的正常運(yùn)行沒(méi)有影響，但是無(wú)法詳細(xì)掌握覆冰的情況；（2）檢測(cè)線路張力。此方法是在絕緣子上面安裝張力傳感器，利用傳感器對(duì)導(dǎo)線覆冰后的各類環(huán)境數(shù)據(jù)和導(dǎo)線受力參數(shù)進(jìn)行收集，之后由系統(tǒng)統(tǒng)一分析得到線路的覆冰程度和實(shí)際狀態(tài)[3]。此方法對(duì)壓力傳感器的性能和安全性要求比較高，使用前需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試論證。

2.4 絕緣子污穢監(jiān)測(cè)

絕緣子污穢度監(jiān)測(cè)。在當(dāng)前的污穢度監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要在停電操作后，再對(duì)絕緣子表面的鹽密度值及灰密度值進(jìn)行測(cè)量。為了更好的進(jìn)行絕緣子污穢監(jiān)測(cè)，專家們提出了專門的公式來(lái)對(duì)光能參量進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以直接估算絕緣子的污穢度。（2）漏電檢測(cè)。泄露電流屬于監(jiān)測(cè)絕緣子污穢度的重要參考指標(biāo)，由于泄漏電流主要分布在介質(zhì)表面，通過(guò)在絕緣子高壓端安裝泄漏電流傳感器，就可以對(duì)泄漏電流的實(shí)際情況進(jìn)行了解。電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)計(jì)算和分析可以判斷絕緣子積污情況。

2.5 導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線舞動(dòng)會(huì)對(duì)輸電線路帶來(lái)較大的危害，不僅會(huì)損壞連接金具，甚至?xí)鹚淖冃巍?dǎo)線斷裂等安全事故，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效掌握導(dǎo)線的規(guī)律及特點(diǎn)，并制定出有效的預(yù)防措施。為了提高導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)的效果，需要在導(dǎo)線中安裝多個(gè)舞動(dòng)傳感器，從而充分的掌握導(dǎo)線舞動(dòng)的頻率、振幅，并將舞動(dòng)的軌跡繪制出來(lái)。對(duì)于出現(xiàn)導(dǎo)線舞動(dòng)幾率較高的地區(qū)，要增加舞動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置，對(duì)導(dǎo)線舞動(dòng)情況進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，提前制定防治措施，避免發(fā)生短路、倒塔等安全事故。

2.6 輸電線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)

導(dǎo)線發(fā)生過(guò)疲勞斷股的原因之一就是導(dǎo)線內(nèi)部的交變應(yīng)力過(guò)大，而微風(fēng)振動(dòng)就會(huì)使導(dǎo)線產(chǎn)生交變應(yīng)力。微風(fēng)振動(dòng)的影響性是逐步增加的，隱蔽性比較強(qiáng)，沒(méi)有明顯的外觀表征。在微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用中，利用振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀可以有效測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速、導(dǎo)線相對(duì)線夾的彎矩值等數(shù)據(jù)，再根據(jù)導(dǎo)向力學(xué)性能數(shù)據(jù)，可以對(duì)微風(fēng)振動(dòng)下的導(dǎo)線使用壽命進(jìn)行判斷。

3 加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的對(duì)策

3.1 提高故障診斷能力

在應(yīng)用特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，首先要確保監(jiān)測(cè)設(shè)備的質(zhì)量以及輸電線路的完好性，對(duì)線路和監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行定期檢修和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理，防止由于監(jiān)測(cè)設(shè)備或線路缺陷，導(dǎo)致在線監(jiān)測(cè)結(jié)果受到影響。其次，還要具備故障預(yù)見(jiàn)能力，盡早在故障萌芽階段將其解決，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失[4]。最后，工作人員在實(shí)際工作中，要保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，提高自身故障預(yù)測(cè)能力和診斷能力。

3.2 加強(qiáng)工作人員的技能培訓(xùn)

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)涉及到多個(gè)專業(yè)的知識(shí)，且對(duì)工作人員技術(shù)水平的要求比較高，所以電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視對(duì)工作人員專業(yè)知識(shí)的教育和業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn)，定期組織員工參與相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并將其下放到一線提高工作人員的實(shí)踐能力，將理論知識(shí)與實(shí)踐相融合。同時(shí)，建立并完善員工考核制，對(duì)于參與學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的所有工作人員，必須要進(jìn)行考核，考核沒(méi)有通過(guò)的禁止上崗，確保工作人員的專業(yè)知識(shí)水平和業(yè)務(wù)技能水平得到有效提高[5]。此外，通過(guò)建立獎(jiǎng)懲制的方式，將工作人員的工作熱情和積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，為在線監(jiān)測(cè)工作提供支持。

4 結(jié)語(yǔ)

特高壓電網(wǎng)在我國(guó)電網(wǎng)中有著重要的地位，其特點(diǎn)是運(yùn)輸容量大、電壓高、損耗低。為了維護(hù)特高壓電網(wǎng)的正常運(yùn)行，需要做好輸電線路的在線監(jiān)測(cè)工作，合理運(yùn)用各項(xiàng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，使特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性得到有效保證。