特高壓輸電線路狀態監測技術的作用分析

張 政

引言

對于如今的電網體系來說，特高壓輸電線路是其重要的組成部分。以我國當下在特高壓線路狀態監測的工作情況來看，并沒有形成一個較為完善的線路狀態監測體系，導致特高壓輸電線路在狀態監測、安全性、可靠性方面無法得到保障。因此，我國相關部門及專家學者們還需對該問題引起高度重視，要不斷開展特高壓輸電線路狀態監測技術的研究與實踐，進一步完善特高壓輸電線路狀態監測作業及技術應用的相關工作。在技術發展和社會需求日新月異的時代，特高壓輸電線路的狀態監測不能一直沿用傳統監測方式及技術手段，而是要基于時代發展的基本形勢做出相應的改變。本文通過分析特高壓輸電線路在運行狀態下，相應監測技術應用的效果，為準確監測、了解特高壓輸電線路運行狀態，提供參考。

一、研究背景及意義

（一）研究背景

電力作為21世紀推動國家經濟及社會發展的重要能源，電力供應的方式為電網輸電。其中，特高壓輸電線路應用廣泛，能夠保障電力供應的效率及質量，但在線路運行中，要高度關注線路運行狀態是否安全、可靠。對于特高壓輸電線路狀態監測來說，重點是監測特高壓輸電設備運行狀態，獲取關鍵信息，并以不停電的方式監測特高壓輸電線路整體運行情況，這是一項專業性及技術性較高的電力系統維護工作。在用電需求量不斷提高的今天，電氣設備會因長期運行而發生故障等問題，出現停電現象，而停電對于社會生產和生活都有著較大的影響，對于企業來說，會使其在工作生產方面產生經濟損失，而對于家庭生活來說會嚴重影響其正常生活與生活質量。所以，為避免出現停電現象，減少停電問題帶來不必要的經濟損失，在使用特高壓線路進行輸電時，還需運用科學合理的狀態監測技術，通過實時動態監測的方式，加強對特高壓輸電線路的有效運維管理，有助于加強用電安全性保障。

（二）研究意義

特高壓輸電線路狀態監測是用電運維工作中，一種新型工作形式，具有科學性與技術性特點，在實際操作中，特高壓輸電線路狀態監測工序較為繁雜，但運維效果良好。針對野外特高壓輸電線路的運行，利用信息化、智能化等先進技術，以遠程監測的方式，獲取特高壓輸電線路動態變化的狀態信息，根據狀態監測，及時更新相關數據，并通過數據分類整合與分析處理，根據導線數據的變化，將其穩定地控制在合理范圍內。若數據出現異常，狀態監測系統會及時響應報警機制，將故障信息及時傳遞到設備運維管理部門，提供時效性保障，在第一時間準確定位線路故障位置，并采取合適的故障檢修措施。目前，國內關于特高壓輸電線路的研究雖多，但在狀態監測技術方面，尚處空白。本文通過明確特高壓輸電線路定義、特點，以此為基礎，分析應用案例，明確監測技術在特高壓輸電線路狀態監測中應用的效能及作用，進一步明確監測技術應用對特高壓輸電線路運維管理的重要性，指導相關人員在特高壓輸電線路運維管理中，運用合理、規范、具有科學性的監測技術，準確、有效地監測特高壓輸電線路運行狀態，這對于特高壓輸電線路的運維管理具有一定的現實意義與理論參考價值。

二、特高壓輸電線路狀態監測技術概述

（一）特高壓輸電線路的定義和特點

隨著電力行業規模不斷壯大，在電力供應方面，輸電線路的種類不斷增加，包括低壓、高壓、特高壓及超高壓等輸電線路。特高壓輸電線路的界定，以輸電量為評估標準，800kV及以上直流電與1000kV及以上交流電輸送的電能，需在特高壓輸電線路中完成輸送，線路長度明顯比高壓與超高壓長。在線路分布方面，結構較為復雜，且線路所處的地理環境相對特殊，一般以野外無人區為主，長期受自然環境的影響。

特高壓輸電線路特點如下：（1）桿塔結構特殊。桿塔結構支撐起整個特高壓輸電線路，對比傳統線路的普通桿塔，主要使用絕緣子材料構建，且電氣間隙預留較大，桿塔的絕緣性能明顯優于普通輸電線路；同時，還可以使用應力強度高的導線，進一步優化桿塔性能，提高桿塔整體強度和質量；（2）導線結構特殊。普通的輸電線路結構較為單一，而特高壓輸電線路結構以八分裂式分布為主，在桿塔結構設計布局中，采取三角排列的方式，合理設置邊導線與相導線的間距，一般在20米左右，子導線和邊導線、相導線應用于強度較高的間隔棒，支撐導線結構，避免出現結構變形、扭絞等問題；（3）絕緣強度要求不同。特高壓輸電線路使用專業化高強度玻璃絕緣子與復合絕緣子兩種材料，性能優越，功能多樣。

（二）監測技術的分類和原理

監測技術的功能，主要為測定、監視及監控，同時具備數據采樣、分類處理等多種功能。基于監測技術的綜合性與特高壓輸電線路運行特點，在實際監測中，需考慮環境、天氣等因素的影響。目前，在特高壓輸電線路監測中，為準確獲取線路運行狀態信息，常見的技術類別有環境監測、雷擊監測及絕緣子監測等技術，原理如下：

（1）環境監測技術：特高壓輸電線路一般處于野外環境，深受自然因素與野生動物活動的影響，為維持良好的線路運行狀態，應用環境監測技術，可對輸電線路周邊環境進行科學性監測，全面評估周圍環境因素，針對線路運行中可能產生的風險隱患，進行全面評估，提取并分析相關風險信息，為防范特高壓輸電線路運行環境風險提供依據；（2）雷擊監測技術：監測線路運行時的雷電發生情況，密切關注雷擊時產生的電磁輻射，計算得出雷電發生時間、位置及流速，繪制雷電活動地圖，提前預警和采取預防措施，有助于減少極端天氣對特高壓輸電線路的影響；（3）絕緣子監測技術：特高壓輸電線路在絕緣子監測中，需切斷電力，應用感應器，基于光學理論監測線路絕緣材料，計算得出線路外層絕緣材料含鹽量，判定外層絕緣特性，確定絕緣子是否附帶污穢，為線路設備及時檢修維護提供依據，提高電力供應安全性與可靠性[1]。

三、特高壓輸電線路狀態監測技術的應用案例分析

研究選取某1000kV特高壓輸電線路為例，分別從絕緣子維護及桿塔維護等方面進行分析，具體如下：

（一）絕緣子維護的應用。絕緣子是特高壓輸電線路的重要的組成部分，作為該線路運行的核心部件，對于維持輸電線路平穩的運行狀態來說意義重大。若絕緣子出現故障，不僅會影響線路運行效率和質量，還會對線路整體結構造成不可逆的損傷，導致整條線路使用壽命減少，甚至引發重大用電安全事故[2]。所以，特高壓輸電線路狀態監測技術在絕緣子維護方面的應用，針對絕緣子運行狀態的監測，提取絕緣子運行信息，分析相關數據，檢測絕緣子是否出現故障或異常等問題，不斷更新絕緣子運行數據，并于停電狀態下進行監測，一般采取灰密與等值鹽密法，對絕緣子運行狀態進行評估。一般使用傳感器對絕緣子技術參數進行監測，將有效信息傳輸至數據庫，處理分析相關數據，評估絕緣子表層污穢程度，若存有污穢，要及時清除，并采取合適的維護措施，清潔絕緣子表層。監測技術的應用，能夠改善絕緣子維護的傳統工作形式，采取更合理、規范、科學的維護方式，確保絕緣子能夠正常運行，以保障特高壓輸電線路運行的安全性，為電力企業穩定供電，提供保障[3]。

（二）桿塔維護的應用。桿塔是支撐整個特高壓輸電線路正常運行的重要結構，基于特高壓輸電線路所處環境，桿塔常年受環境、天氣等因素的影響，多種不可抗力因素可能導致桿塔傾斜，對輸電線路運行質量與安全性造成負面影響。因此，在桿塔維護中，可根據監測特高壓輸電線路的運行狀態，評估檢測線路運行中可能潛在的桿塔風險。在實現電力系統運維科學化管理的同時，還能創新桿塔維護工作形式，利用監測與通信系統，制定科學化維護管理方案，構建合理、規范的桿塔監測體系，有效避免桿塔倒塌、傾斜故障等相關事故。監測體系以分析判定對桿塔變形、基礎移位狀態為主，通過實時動態監測的方式，為桿塔維護提供技術支持，實現桿塔故障與安全事故的有效防控，提高特高壓輸電線路運行的穩定性[4]。

四、特高壓輸電線路狀態監測技術的作用分析

（一）故障預警與預防

特高壓輸電線路狀態監測技術具有實時動態監測的特點，通過遠程設備運維管理的方式，在線獲取輸電線路運行信息。當輸電線路運行出現故障時，監測系統會及時預警，傳遞故障信號，為及時開展設備檢修工作，提供時效性保障。同時，通過日常監管，分類整合各類數據信息，加強對特高壓輸電線路運行風險因素的分析和預防，提前預警可能出現或潛在的安全風險，具有故障預警與預防的作用，使輸電線路運行更加安全、穩定，避免產生重大安全事故[5]。

（二）運行狀態評估與優化

因特高壓輸電線路具有滿容量、全電壓及長距離輸電等優勢特點，在運行過程中，產生線路故障問題的原因絕大部分是與運行狀態的變化有關。所以，應用特高壓輸電線路狀態監測技術，有助于改善傳統線路運行狀態評估的不足，創新優化線路運行狀態評估方式[6]。基于信息系統與監測系統，實現統一平臺多項軟件管理，準確評估特高壓輸電線路運行狀態，優化狀態監測流程和評估流程，全面改善監測設備性能，以光纖作為輸電線路運行信息的傳輸通道，提高數據傳輸效率，實現高效、精準的有效監測，準確評估特高壓輸電線路運行狀態。

（三）加強工作人員技能培訓

特高壓輸電線路狀態監測技術應用，不僅能夠改善傳統線路監測的不足，在實現線路故障有效預警和預防，準確評估、優化線路運行狀態的同時，因監測技術涉及專業領域較多，對工作人員提出更高的技術水平與操作水平要求。因此，為實現特高壓輸電線路狀態監測技術的高效、科學應用，電力企業必須提高對高新技術人才培訓的重視程度，積極組織電力工作人員參與技能專項培訓，以理論結合實踐的培訓方式，提高電力企業人員應用監測技術的操作水平與綜合能力[7]。同時，構建科學完善的考核制度，對人員培訓情況進行考核，嚴禁考核未通過人員參與特高壓輸電線路監測工作，通過加強技術人才儲備，為電力事業輸電線路在線監測工作提供有力支持[8]。

五、特高壓輸電線路狀態監測技術的挑戰與展望

基于科學技術未來發展趨勢來看，特高壓輸電線路狀態技術的創新與應用，將面臨應用推廣的一大挑戰，為實現特高壓輸電線路狀態監測技術廣泛應用，還需不斷完善監測技術自身性能。從電力事業未來發展來看，電力供應的安全性與可靠性仍是電力系統運行的基本要求。所以，相關部門及專家學者還需重視有關特高壓輸電線路狀態監測技術研究工作的開展，堅持以理論結合實踐分析的方式，不斷完善特高壓輸電線路狀態監測技術的性能，結合線路特殊性，制定科學有效的監測流程，才能真正消除輸電過程中的危險。

結論

以我國目前的發展形勢來看，用電需求量還會不斷提升，為使各類用電得到保障，則需要重視用電線路運維工作的開展，推廣應用特高壓輸電線路狀態監測技術，不僅能夠提高輸電系統運行的安全性，還能保障輸電線路的穩定性與可靠性。因此，為推動特高壓輸電線路狀態監測技術長效發展，不斷擴大該項技術應用范圍，提高推廣力度，電力企業在經營管理中，需根據電力供應相關需求，培養特高壓輸電線路運維管理的專業人才，設置特高壓輸電線路狀態監測技術應用專業培訓課程，定期組織相關部門及人員進行培訓。通過加大技術人才培養力度，為特高壓輸電線路狀態監測技術應用與發展打下堅實的人才基礎。