220kV輸電線路運行維護與關鍵技術研究

國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 陳 磊 唐 璜

1 引言

社會工業化的現代化發展，使得電力能源需求持續增加，這為電力輸送系統增加了負擔，為了保障電力系統的有效運行，要強化220kV 輸電線路運行維護。220kV 輸電線路工作主要包括狀態維護、定期維護與后期維護三個方面，通過對故障地點的數據測量，統計出常見的輸電線路缺陷，有效杜絕220kV 輸電線路故障，推動我國經濟發展。

2 220kV 輸電線路運行故障來源

2.1 鳥類異物

鳥類會在220kV 輸電線路上停留，甚至會在電線桿上進行筑巢繁殖，在鳥類活動時易破壞線路，同時鳥類叼著物品站在輸電線路上時，容易出現電路斷路或短路故障。此外，鳥類在220kV 輸電線路周圍活動，還會引發雜物碰撞輸電線路的情況，或是在大風天氣等自然因素的作用下，雜物被吹附到輸電線路上，引發220kV 輸電線路故障。

2.2 污閃雷擊

220kV 輸電線路的表面絕緣物質被直接暴露在自然環境中，長時間的使用過程中，在電荷作用下其會吸附灰塵，降低了線路的絕緣效果，若此時出現大霧或大雨等天氣，將出現輸電線路污閃問題。由于我國陸地面積廣闊，220kV 輸電線路基本覆蓋了所有區域，部分地區的海拔較高，或是處于離城市中心較遠的偏僻地區，這些地區容易出現線路雷擊問題，且220kV 輸電線路受雷擊跳閘后無法及時解決，為地方人民的生命財產安全帶來嚴重威脅。雖然現階段一些地區開始使用并架雙回的方式進行電能輸送，其能夠有效提高電能輸送質量，但對于雷擊防護效果并不明顯，無法防止污閃雷擊造成的220kV 輸電線路損害。

2.3 人為因素

220kV 輸電線路運行過程中，人為因素造成的安全隱患主要表現在人為破壞與工作人員技術兩個方面。一方面電力資源的運行設備市場價值較高，而長距離的輸電線路又為不法分子提供了作案條件，其惡意破壞輸電線路，盜取其中的塔桿材料，或是其他金屬材料，轉手進行售賣，獲取高額利潤。另一方面，據調查，每年發生的220kV 輸電線路安全事故中，有三分之一的事故原因是工作人員粗心，或是操作失誤所造成的。220kV 輸電線路運行管理的專業性較強，需要從業人員具備較高的作業素質，部分地區的輸電線路管理技術較為落后，無法避免出現指揮操作失誤等問題，經常出現塔桿被撞壞、電線漏電等問題。

此外，220kV 輸電線路維護故障人為因素不僅包括電網管理人員及不法分子，同時居民用戶的操作不規范，也會影響輸電線路的正常運行。部分個人用戶的用電安全意識不到位，企業用電維護管理技術人員缺乏實操技能經驗[1]。

3 220kV 輸電線路運行維護需求分析

3.1 線路維護安全性需求

科學技術水平的提升，為220kV 輸電線路作業效率帶來了積極影響，其直觀表現就是增強了線路輸電效率。從電網組成結構來看，輸電線路是其重要組成部分，若想進一步增強220kV 輸電線路作業質量，不僅要優化相關部件的控制及設計水平，更要選擇質量更高的新型材料，完善輸電線路設計及電器控制系統，保證線路運行安全。部分地區的220kV 輸電線路復雜多變，不僅面臨著蜿蜒的地理地貌，更要防備自然災害，降低外在環境因素對輸電線路造成的安全威脅。此外，對于220kV 輸電工程，需要對傳統輸電線路運行維護模式進行改革創新，建立現代化管理模式，能夠有效提升輸電效率，雖然其會增加輸電成本，但能夠有效保障輸電線路的安全性。

3.2 線路維護效率性需求

220kV 輸電線路維護是一個整體的工作流程，在設備生產技術與運行管理技術不斷革新的同時，對于輸電線路運行維護效率提出一定需求。盡量實現不同作業環節的自動化監管，達到高效化管理的同時，合理分配輸電管理時間。采用先進的SCADA 系統，完成220kV 輸電線路數據采集及監控，實現對輸電網的自動化管理，電網工作人員只需要進行操作管理，不需要工人值班輪守，便于完成高效化電網控制。

重視220kV 輸電線路運行維護技術革新，實現電網技術人員集中化管理，一定程度上提高了輸電線路的管理效率，提升相關人員工作水平。根據不同輸電線路區域特點，進行相對應的運行維護處理措施，如高海拔區域220kV 輸電線路需要具備較高的穩定性，其在運行環節受自然環境的影響效果較為明顯。實際管理環節，通過對當地環境數據的采集分析，對輸電線路的輸電功率進行動態化控制，并將這些參數數據進行收集傳輸，重視信息化輸電線路建設[2]。

3.3 線路維護智能需求

隨著社會現代化程度的不斷提高，傳統人工控制模式已經無法適應220kV 輸電線路運行維護管理工作發展需求，結合自動化技術進行智能維護已成為主流管理模式。通過電網輸電線路與計算機系統的有效結合，提高信息整合效率，重視網絡處理，進行具有針對性的精密管理與控制，提高運行維護結果的準確性。

在滿足地方輸電線路維護管理發展需求的同時，降低電網人力資源成本，提高輸電線路安全，為地區經濟的穩定發展提供充足的能源。依托自動化技術中的一體化控制中心，支撐220kV 輸電線路運行管理過程中的檢測、控制和預警等多種功能要求，令電網行業的整體工作質量得到顯著提升。降低人工成本和220kV 輸電線路運行維護時的風險系數，使我國的電網輸電能力大大增強，便于相關工程開展。

4 220kV 輸電線路運行維護優化的關鍵技術探討

當前，220kV 輸電線路的運行維護系統升級，要針對線路故障來源結合電氣自動化、計算機技術，進行針對性的線路管理優化。將輸電線路運行過程中的數據進行收集，通過智能化處理，完善整個輸電系統，提高輸電線路的故障自動化處理能力，增強輸電線路管理體系中的各項功能。

4.1 加強鳥類異物監管

針對鳥類異物對220kV 輸電線路造成的負面效果，技術人員要制定相應的管理方案，在保護原本生態環境的基礎上，對輸電線路進行定向優化。如利用鋁合金制作防鳥擋板，在220kV 輸電線路的瓷瓶處進行擋板安裝，輸電過程中，整個電網線路會形成一種電波，對鳥類起到驅逐作用，有效降低鳥類在輸電線路上停留的概率。電網工作人員要定期組織人員，對輸電線路周圍的鳥巢、大型異物進行清理，或是將其轉移至樹枝等安全區域，確保220kV 輸電線路運行質量的同時，降低對自然環境的破壞，保障輸電線路有效運行。電網企業要同有關部門協作，加強媒體宣傳，盡量避免居民在220kV 輸電線路周圍危險區域進行放風箏等活動，降低異物對輸電線路造成損壞的可能性，實現全民性的輸電線路的維護管理。

此外，利用無人機巡視技術，能夠有效提高輸電線路鳥類異物監管效率，傳統巡檢員一天才能完成5～8km 的線路巡檢任務，但無人機在技術人員的操控下，2h 就能完成10km 的線路巡檢任務，極大地提高了輸電線路巡檢效率。另外，無人機巡檢技術還可以在無人機上搭載照相系統，技術人員在發現輸電線路桿塔缺陷、線路受損等情況時，可以對問題發生地點進行近距離拍照，不會對作業人員造成意外損害，并將相關數據進行收集。在現代化科學技術的支持下，諸如紅外熱像儀等技術的普及，能夠實現無人機對多個地段的輸電線路進行多角度偵察，完成巡檢控制數據鏈[3]。

4.2 設立防雷預警系統

針對220kV 輸電線路污閃問題，工作人員可以通過定期清洗絕緣子，或是在輸電線路上涂抹清洗液，將對防污閃有效的材料涂抹到絕緣子上，提高輸電線路的防污閃能力。為避免清洗過程中發生漏電事故，應盡量選擇絕緣材料進行不同輸電線路搭接，如硅膠套等，其不可擊穿的物理特點，還能夠增強輸電線路的防污效果。

針對雷擊造成的220kV 輸電線路事故，應設立防雷預警系統，常見的如安裝避雷針，完善線路絕緣設置，阻隔雷電傳導行為。可以將消弧的線圈接地，并將其與避雷器相連，通過I 類試驗的SPD電涌保護器，對避雷系統進行保護，根據數據庫中的已有數據，對SPD 電涌保護器的振動偏差、溫升運行狀態等項目進行監控，排查輸電線路中的工作故障，防止出現建弧現象。此外，對于部分城市220kV 輸電線路項目，其電氣設計水平要求較高，不僅要具備基本的電能輸送功能，更要建立防雷預警系統。通過建立有效的重合閘，在輸電線路故障未發生時，幫助檢修人員找到有可能存在輸電故障的環節，制定合理的線路維修方案，提高完善輸電線路生命周期以及質量，最終降低雷電跳閘事故的發生概率。

4.3 優化居民用電線路

輸電線路安全事故的發生同人為因素有著重大關系，強調220kV 輸電線路細節管理，提高居民安全意識，確保居民對于輸電線路安全作業的正確認知。居民用電多屬于固定式配電設備，其需要按照相關配電要求，配置220kV 輸電線路短路保護裝置，重視接地故障保護，用于發出報警信號。在居民用電線路具出現接地問題時，故障電路中的電阻較小，使得電路中的故障電流幅值較大，借助配電線路技術，能夠在最短時間內完成斷路器或熔斷器的反應作業，及時切斷通電線路。

220kV 輸電線路設計環節，可以借助過電流保護兼作接地故障保護，這種配電線路操作簡單，且供電可靠性高。如TN-S 系統是現代居民用電最常見的輸電線路系統之一，其能夠保障輸電線路同配電接地形式保持一致，針對部分金屬外殼的居民用電設施，TN-S 接地系統能夠在輸電線路出現漏電事故時，自動跳閘保障線路安全。需要注意的是，利用TN-S 系統進行220kV 輸電線路設計優化時，在關閉用電裝置設備時，輸電線路電位之間的差異性會造成變壓器中性點電壓變化，存在著人體觸電隱患，因此需要重復進行接地作業[4]。

此外，進行居民輸電線路數據處理時，可以利用衛星網絡通信技術，將電網系統中的數據交換與數據收集系統作為核心，完成輸電線路數據傳輸，及遠程指令下達任務。在輸電線路設計環節，技術人員需要借助RCD，將其作為保護電氣進行電源阻隔，合理估算居民用電設施的漏電情況。要確保RCD 的額定剩余電流小于30mA，結合實際作業情況，有針對性地進行220kV 輸電線路優化。

積極開展220kV 輸電線路設施保護宣傳工作，對于從業人員的專業技術能力要定期進行培訓和考核，重點培養員工的危機意識，結合不同區域的輸電系統實際情況，加大破壞電力設施的懲罰力度，有效降低輸電意外事故發生概率。定期進行安全培訓講座，讓一線輸電線路維修技術人員參與進來，針對已經發生的安全事故，分析220kV 輸電線路中的安全隱患，降低安全事故的發生概率。

4.4 智能運行配電系統

現代電網系統的高速發展，使得輸電線路結構越來越復雜，其在配電系統上的管理效率無法適應現代化社會發展需求，需要結合自動化及智能化技術手段，完成輸電線路系統升級。220kV 輸電線路自動化管理模式，要依托于配電系統中的數據收集與數據處理，借助自動化技術，將輸電線路運行過程中的所有行為進行監控，并將相關信息進行實時記錄、傳遞，技術人員接收到監控信息后，通過計算機進行信息分析。

現階段，220kV 輸電線路多是利用時間繼電器和接觸器進行配合控制管理，其優點是項目的造價較低，能夠根據輸電線路供電需求進行參數自動化控制，但需要按照實際情況進行輸電系統回路時間計算，相關操作較為復雜。在現代計算機技術的發展環境下，利用智能運行配電系統進行220kV 輸電線路控制，能夠有效發揮其智能化、高效化、集成化的特點，符合輸電項目設計節能環保的理念。在整個輸電線路智能配電系統中，饋線發揮著重要作用，當輸電線路出現故障時，傳感器會借助饋線，將故障信息向主控中心傳遞，并在第一時間制定相應的解決方案，避免對整個輸電系統造成影響。

220kV 輸電線路智能運行配電系統的操作較為簡單，技術人員只需要在管控室按照系統使用說明，根據不同用電區域進行相應的操控，實現電力資源的合理調配。在輸電線路設計時，要選擇長度短、交叉少的沿線設施設計方案，避開樹木、建筑等區域。建立智能化輸電線路控制系統，以i-bus 系統為例，這是一種電氣自動控制程序，其能夠滿足多種電氣回路組合的輸電控制需求，根據計算機編程要求進行自動設定，完成220kV 輸電線路回路開關的智能控制。

在不同使用環境中，i-bus 系統還能夠進行場景切換，有效降低220kV 輸電線路的能源浪費，達到節能環保的設計目的。技術人員要借助衛星網絡技術，完成輸電線路維護系統空間數據定位交換任務，即構建一個核心信息交換傳達網絡，構建用戶用電信息管理平臺。在實際作業過程中，部分老舊城市用戶的輸電線路設備較為落后，要對其進行革新更換。選擇性能更好地設備，做好設備維修檢查記錄，根據不同地區的輸電需求，及設備故障原因，制定相應的優化升級方案，有效提升220kV 輸電線路智能化運行效率，保證系統安全運行狀態[5]。

5 結論

綜上所述，進行220kV 輸電線路運行維護的關鍵技術研究，能夠有效提高電力系統的工作效率，保障居民用電安全。技術人員進行輸電線路優化升級時，要從實際出發，有針對性地選擇維護技術，保證供電線路的穩定性，重視供電安全性及實用性工作。電網企業要將220kV 輸電線路運行維護工作重點轉移到智能化、自動化上，結合各種現代化技術應用，及時診斷各種輸電線路故障，保障電網供電安全。