特高壓交流輸電線路運行維護及帶電作業(yè)探討

李楠　董學(xué)軍

摘要：我國正在積極發(fā)展結(jié)構(gòu)參數(shù)高、運行可靠性要求高的1000kV特高壓交流輸電線路，為了給線路的運行維護提供參考，從我國實際情況出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)高壓、超高壓線路和國外特高壓線路的運行情況，分析了特高壓線路雷擊、污閃、風(fēng)偏、覆冰舞動等故障的特點，提出了相應(yīng)的防治措施;明確了線路檢測工作的重點，分析了在1000kV特高壓交流輸電線路運行維護中應(yīng)用紅外、紫外等檢測技術(shù)和開展在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修的可行性和必要性;分析了線路巡視工作的要點，探討了直升飛機巡視在1000kV特高壓交流輸電線路中的應(yīng)用;研究了1000kV特高壓交流輸電線路的帶電作業(yè)技術(shù)，確定了帶電作業(yè)的安全距離和組合間隙，提出了人體安全防護方法，并討論了加裝保護間隙的作業(yè)方式。

關(guān)鍵詞：1000kV;特高壓;輸電線路;運行維護;帶電作業(yè);巡視檢測

1、特高壓交流輸電線路運行維護的特點

與現(xiàn)有的高壓、超高壓線路相比，特高壓交流輸電線路具有以下特點：1）線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)高1000kV特高壓交流輸電線路桿塔高、絕緣子串長、絕緣子片數(shù)多、噸位大。2）線路的運行參數(shù)高線路的額定電壓為1000kV，是我國目前最高的電壓等級，使帶電體周圍的電場強度較高。3）線路長、沿線地理環(huán)境復(fù)雜。4）安全運行的可靠性要求高因1000kV特高壓交流輸電線路的輸送容量大，在電網(wǎng)中的地位重要，故必須確保其安全運行的高度可靠性。

我國國土遼闊，地形、氣象條件復(fù)雜;同時，大氣環(huán)境的污染問題突出。國情和線路的特點決定了我國1000kV特高壓交流輸電線路運行維護與現(xiàn)有的高壓、超高壓線路相比還具有以下特點：1）雷擊概率增加，繞擊較易發(fā)生因1000kV特高壓交流輸電線路桿塔的高度和寬度均較超高壓輸電線路增加很多，線路遭雷擊的概率也會增加較多，故防雷工作是1000kV特高壓交流線路故障防治的重點之一。因1000kV特高壓交流輸電線路的外絕緣水平較高，使得雷擊避雷線或塔頂而發(fā)生反擊閃絡(luò)的可能性較低，而桿塔高度的增加使得繞擊較易發(fā)生，前蘇聯(lián)1150kV特高壓線路的運行經(jīng)驗也反映了這一點[11]。2）防污問題更突出因長串絕緣子串的50%人工污穢工頻耐受電壓與串長呈非線性趨勢[12]，1000kV特高壓交流線路的絕緣子片數(shù)和串長將大幅增加，又因大氣環(huán)境使線路的污穢問題更加突出，對絕緣元件提出了更高的可靠性要求。而特高壓線路對可靠性的要求比超高壓線路高，故防污閃是保證特高壓線路可靠運行的一個十分重要的方面。3）防風(fēng)偏要求更高因1000kV特高壓交流線路桿塔的高度大幅增加，使得線路的風(fēng)速高度換算系數(shù)將增大;同時，因線路絕緣子串更長，在相同的風(fēng)偏角下空氣間隙減小的幅度更大。而輸電線路發(fā)生風(fēng)偏放電時，重合成功率較低，1000kV特高壓交流試驗示范工程途經(jīng)的河南、湖北等地區(qū)曾發(fā)生多起500kV輸電線路風(fēng)偏跳閘事故[13]，表明這一地區(qū)存在局地強風(fēng)帶，這對1000kV特高壓交流線路的防風(fēng)偏提出了更高的要求。（4）覆冰情況更嚴重因1000kV特高壓交流線路桿塔高度增加較多，而空氣中液水含量隨高度的增加而升高，使得單位時間內(nèi)向?qū)Ь€輸送的過冷卻水滴增多，覆冰就更嚴重。

2、特高壓交流輸電線路的運行維護措施

根據(jù)特高壓交流輸電線路自身的運行特點，可以從線路故障防治、線路檢測及線路巡視三個方面對其線路運行進行正常維護，具體表現(xiàn)如下：

2.1、特高壓交流輸電線路的運行防治措施

在特高壓交流輸電線路正常運行的過程中，容易遭受雷擊、污閃、風(fēng)偏、覆冰等事故的影響，因此，在其防治措施的應(yīng)用上，應(yīng)主要以防治上述故障為主要目的。基于此，對特高壓交流輸電線路的運行故障進行防治的措施具體表現(xiàn)如下;

（1）防雷擊在特高壓交流輸電線路運行過程中最易遭受的便是繞擊，因此，在其防雷措施的應(yīng)用上應(yīng)以防繞擊為其主要目的。據(jù)相關(guān)試驗研究表明，特高壓線路遭受繞擊的概率與其保護角度的大小呈現(xiàn)出明顯的正比例關(guān)系，因此，針對于防繞擊來講，最有效的舉措就是減小保護角度。

（2）防污閃與普通的輸電線路相比，特高壓線路具有更強的電場力，這就意味著，其更容易吸附某些污穢物質(zhì)，并在短時間內(nèi)迅速積累，明顯增強污閃現(xiàn)象的發(fā)生率。因此，在特高壓線路的防污閃上更要提前建立起污情預(yù)警系統(tǒng)，做好線路運行環(huán)境的大氣污染監(jiān)測工作，以便在引起污閃現(xiàn)象發(fā)生的污穢物積累值，如絕緣子表面鹽密度達l！lit～界點之前發(fā)出預(yù)警信息，對線路表面的污穢物進行處理，避免線路污閃現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）防風(fēng)偏特高壓線路在運行過程中遭受風(fēng)偏故障，很容易造成倒塔現(xiàn)象的發(fā)生，造成特高壓線路輸電的中斷，因此要注重防風(fēng)偏。在進行特高壓線路的防風(fēng)偏過程中，不僅要注意對線路所在環(huán)境氣象資料的搜集，如風(fēng)速、風(fēng)向等氣象資料，亦要根據(jù)其所在的微環(huán)境氣象特征、地形地貌特征對其線路進行合理的設(shè)計，如在強風(fēng)的多發(fā)區(qū)，可采用“V”型線路設(shè)計等。（4）防覆冰在特高壓線路的防覆冰處理上，不僅要避免線路鋪設(shè)區(qū)的高覆冰段，亦要根據(jù)覆冰狀況的具體情況，也即該段線路環(huán)境是處于輕微覆冰環(huán)境，亦或是重態(tài)覆冰環(huán)境，來進行桿塔之間距離的選擇，避免其檔距的過長，引發(fā)倒塔事故的頻發(fā);此外，亦要加強對線路所在微環(huán)境的氣象監(jiān)測，實時掌握重點覆冰區(qū)域的氣候狀況，以便做好線路的合理設(shè)計工作，一旦出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象，迅速采取相應(yīng)的處理措施，將事故災(zāi)害降低到最小。

2.2、特高壓交流輸電線路的檢測

（1）檢測對象在特高壓交流輸電線路的檢測工作中，首先需要確定的是進行檢查的對象，該對象主要是依據(jù)特高壓線路的主要構(gòu)成部分而定，主要包括線路絕緣子的檢測，也即檢查其污穢積累值是否過大等，導(dǎo)地線的檢測，也即檢測其布設(shè)是否合理，工作是否正常等;塔桿、接地裝置等。（2）檢測方法在對特高壓交流輸電線路進行線路檢測時，所采取的檢測方法主要是紫外檢測技術(shù)、紅外成像檢測技術(shù)等，用于特高壓線路上的各種裝備設(shè)置的檢測，而紅外成像檢測技術(shù)最大的優(yōu)勢在于其既可以進行帶電檢測，亦可以利用成像所致的物體溫度分布熱圖進行高效率、精準性的檢測。

2.3.特高壓交流輸電線路的巡視

不同于以往的輸電線路巡視方法，在進行特高壓交流輸電線路的巡視工作時，主要利用的是直升飛機巡視技術(shù)，其不僅改變了傳統(tǒng)人工巡視的低效率性、低精準性，亦打破了線路巡視的地域性限制，提高了巡視工作的質(zhì)量和效率及安全性、可靠性。

3、特高壓交流輸電線路的帶電作業(yè)

工作人員在特高壓交流輸電線路的帶電作業(yè)中，要注意安全距離、絕緣工具、防護裝備等方面，以便在順利開展工作的同時，有效維護自身的生命安全，具體表現(xiàn)如下：

3.1、帶電作業(yè)的安全距離

工作人員在帶電作業(yè)的過程中，注重對最小安全距離的把握。據(jù)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，及1：1模擬真型塔上典型帶電位置的操作沖擊放電試驗，進行帶電作業(yè)危險率的計算，得出工作人員在帶電工作的過程中，其處于不同的工作位置，對最小安全距離的要求有所不同，其中邊相位置的最小安全距離為6米，中相位置的最小安全距離為6.7米等其他一些位置的最小安全距離。

3.2、絕緣工具

的選擇工作人員在選擇帶電作業(yè)的絕緣工具時，要注意對其最小有效絕緣長度的掌握，根據(jù)上述試驗研究集數(shù)據(jù)分析證明，不同海拔的帶電作業(yè)對工具最小有效絕緣長度的要求有所不同，在對其進行無分閘電阻值進行計算后，可以得出對應(yīng)的最小有效絕緣長度，其中0海拔下的操作工具最小有效絕緣長度表現(xiàn)為5.9米。

3.3、工作人員的安全防護

特高壓輸電線路周圍的強電場嚴重影響著帶電作業(yè)人員的人身安全，因此在其帶電作業(yè)的過程中，必須采取必要的防護裝置，如穿屏蔽服等，在減少強電場對人體傷害的同時，降低脈沖電流對人體的沖擊力。

4、結(jié)語

結(jié)語建設(shè)覆蓋范圍更廣的、里程更長的特高壓交流輸電線路是我國電網(wǎng)輸電線路建設(shè)發(fā)展的必然趨勢，因此在相關(guān)的電網(wǎng)輸電線路的研究工作中，要注重對其運行維護的研究，而帶電作業(yè)亦將成為電網(wǎng)線路維護人員的必備技能，因此各相關(guān)人員應(yīng)加強對其技能的學(xué)習(xí)和探索，共同促進我國電網(wǎng)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]劉振亞.加快建設(shè)堅強國家電網(wǎng)促進中國能源可持續(xù)發(fā)展[J].中國電力，2016，39（9）：1-3.

[2]劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].北京：中國經(jīng)濟出版社，2015.

[3]舒印彪.1000kV交流特高壓輸電技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，29（19）：1-6.