110 kV輸電線路運(yùn)行檢修技術(shù)分析及故障預(yù)防解析

馬三龍

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，包括110 kV在內(nèi)的輸電線路呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨向，狀態(tài)檢修成為輸電線路檢修必然發(fā)展趨勢。相較于傳統(tǒng)線路檢修的模式，110 kV輸電線路狀態(tài)分析模式科學(xué)性更強(qiáng)，可以有效節(jié)約運(yùn)維成本，確保輸電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，行業(yè)內(nèi)對其進(jìn)行重點(diǎn)研究。

1 輸電線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)

為切實(shí)保障輸電線路平穩(wěn)運(yùn)行，依據(jù)實(shí)際需求構(gòu)建出一套較為完善的輸電線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)存在差異情況下，應(yīng)對輸電線路進(jìn)行檢修，而此標(biāo)準(zhǔn)也成為衡量線路是否需要進(jìn)行檢修的主要依據(jù)[1]。

1.1 桿塔與基礎(chǔ)

桿塔與基礎(chǔ)是支撐輸電網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行的必要條件。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于桿塔與基礎(chǔ)的要求主要包含桿塔外表、傾斜度以及配件等方面。

1）桿塔外表。標(biāo)準(zhǔn)要求確保基礎(chǔ)部分水泥層穩(wěn)定，不出現(xiàn)脫落、鋼筋外露情況。依照種類進(jìn)行細(xì)分，對鋼筋混凝土桿、普通鋼筋混凝土桿和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桿分別有不同的要求。鋼筋混凝土桿要求保護(hù)層不出現(xiàn)腐蝕脫落或鋼筋外露情況，普通鋼筋混凝土桿不允許存在寬度超過0.2 mm的縱向或橫向裂紋，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桿不允許存在裂縫。一旦出現(xiàn)上述問題，需要立即對其進(jìn)行檢修。

2）桿塔傾斜度。具體標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，運(yùn)維人員在工作中需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，是否需要對桿塔進(jìn)行檢修。

表1 桿塔傾斜、橫擔(dān)歪斜最大允許值

3）配件。要求運(yùn)維人員對拉線棒直徑進(jìn)行檢測，如果出現(xiàn)因銹蝕導(dǎo)致的直徑減少情況，需對其進(jìn)行測量。減小范圍在2～4 mm的情況下，則需要對其進(jìn)行檢修。鍍鋅鋼絞線出現(xiàn)拉線斷股情況或是出現(xiàn)鍍鋅層銹蝕、脫落等情況，需要對其進(jìn)行檢修。

1.2 導(dǎo)線與地線

導(dǎo)線以及地線是確保110 kV輸電線路安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)保障，我國對此部分的標(biāo)準(zhǔn)主要從截面損傷以及表面腐蝕兩方面作出規(guī)定。

因斷股、損傷導(dǎo)致導(dǎo)線及地線出現(xiàn)截面損傷的情況，依照如表2所示標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。

表2 導(dǎo)線、地線截面損失處理標(biāo)準(zhǔn)

針對導(dǎo)線及地線的銹蝕，標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)導(dǎo)線及地線出現(xiàn)表面腐蝕、外層脫落的情況下，運(yùn)維人員應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度測試。如果強(qiáng)度檢測結(jié)果為原破壞值的80%以下，則應(yīng)進(jìn)行更換處理。

2 110 kV輸電線路狀態(tài)檢修設(shè)計(jì)

2.1 輸電線路狀態(tài)檢修信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1 GPS巡視系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)

GPS技術(shù)、GIS技術(shù)逐漸成熟并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，技術(shù)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，將GPS技術(shù)與移動智能端相結(jié)合，巡視人員在實(shí)際工作中可以通過移動端設(shè)備直接獲取輸電線路準(zhǔn)確位置，同時(shí)智能端也可以將現(xiàn)場實(shí)時(shí)情況傳回到管理中心[2-3]。

GIS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中可以有效實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地區(qū)氣象環(huán)境、設(shè)備外絕緣設(shè)備配置以及設(shè)備鹽密值等進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)與分析，并依照最終結(jié)果繪制相應(yīng)的污區(qū)分布圖，為線路運(yùn)維部門開展工作提供必要的信息支持。同時(shí)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中可以根據(jù)所輸入的參數(shù)自動形成相應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表，并繪制出分布圖，最大限度地降低工作人員的工作強(qiáng)度[4]。

2.1.2 輸電線路生產(chǎn)管理系統(tǒng)

案例工程中，技術(shù)人員為實(shí)現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)110 kV輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，構(gòu)建出線路日常管理系統(tǒng)，包括設(shè)備管理和生產(chǎn)運(yùn)作管理兩個(gè)模塊。實(shí)際運(yùn)行過程中，兩個(gè)模塊會通過DB2以及SDE進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相互調(diào)閱查詢，并依托海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)建出相應(yīng)的輸電線路狀態(tài)信息庫，最終實(shí)現(xiàn)110 kV輸電線路日常運(yùn)行信息化管理。

使用者可以通過系統(tǒng)提供的多種入口獲取相應(yīng)的輸電線路數(shù)據(jù)信息，從基本檔案入手，可以得到包括統(tǒng)計(jì)資料在內(nèi)的各種線路數(shù)據(jù)，還可以在地圖上定位顯示查詢的線路。通過對地圖進(jìn)行可視化定位，可以獲得與線路有關(guān)的資料。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到，要確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性，并在開發(fā)過程中將此作為重點(diǎn)內(nèi)容。因此，用戶在使用的過程中，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。

2.2 專家模塊設(shè)計(jì)

當(dāng)前，普遍采用MIS系統(tǒng)對電網(wǎng)傳輸線進(jìn)行管理，其中包括傳輸線的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)還提供涵蓋線纜、鐵塔、導(dǎo)線、齒輪間距、絕緣子配置、金具組合形式及圖紙、接地形式與圖紙、接地接頭信息、交叉跨越記錄、各種試驗(yàn)記錄、在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)、線路改線、變更、開斷等異動歷史、事故障礙記錄以及同桿并桿等信息的新增、編輯、刪除和查詢功能。在具體實(shí)施時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)庫之間采用DB2、SDE進(jìn)行交互，形成了大量的電力線網(wǎng)運(yùn)行狀況信息。

建立電力線狀態(tài)維護(hù)專家體系是一項(xiàng)耗時(shí)又耗力的工作，應(yīng)該將其視為一種職能，不斷完善與改進(jìn)。因此，在實(shí)際項(xiàng)目中，技術(shù)人員參考現(xiàn)有的電力設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控與故障診斷體系，并根據(jù)其運(yùn)行特性，建立了一套基于電力設(shè)備的狀態(tài)檢測與故障檢測的專家體系。

2.2.1 系統(tǒng)功能

電力傳輸線的狀況檢查專家系統(tǒng)具有如下的作用：

1）數(shù)據(jù)資料查詢。電力線故障診斷專家系統(tǒng)安裝在企業(yè)生產(chǎn)管理平臺內(nèi)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)了解各種數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀況。

2）傳輸線的狀態(tài)參量。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)資料輸入（單一輸入、大量輸入）功能、修改功能、數(shù)據(jù)查詢功能（單位查詢、批量查詢、歷史查詢、當(dāng)前數(shù)據(jù)查詢）以及數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)輸出等功能。

3）智能化診斷功能。在裝備的操作狀況方面，運(yùn)用了專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對故障進(jìn)行判斷、診斷并提供維修意見。具有準(zhǔn)確快速的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提升整體判別能力。

4）對決策的智能化預(yù)報(bào)與支撐。依據(jù)裝置的歷史資料和工作條件，對其今后的操作進(jìn)行預(yù)報(bào)。并據(jù)此對其工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5）對失效或?yàn)?zāi)難進(jìn)行分析。在設(shè)備出現(xiàn)事故或?yàn)?zāi)難時(shí)，對事故原因進(jìn)行分析，并估算損壞程度等。

2.2.2 輸電線路狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)

輸電線路狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)的主要功能是對MIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，其中包含了鹽度試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，紅外溫度測量的結(jié)果；對桿塔、金具、絕緣子的信息及巡查中的缺陷進(jìn)行檢查。通過對線路狀態(tài)的分析，實(shí)現(xiàn)對線路故障的智能診斷，并對其運(yùn)行狀況做出預(yù)測，提供相應(yīng)的決策支持。

3 結(jié)語

在當(dāng)前新時(shí)期背景下，切實(shí)保障電力穩(wěn)定供應(yīng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)。案例工程中，技術(shù)人員對信息技術(shù)與線路檢修工作融合路徑進(jìn)行探索，并取得一定成效，其轄區(qū)內(nèi)110 kV輸電線路運(yùn)行穩(wěn)定性得到有效提升，其經(jīng)驗(yàn)可以為其他工程提供參考。