高壓輸電線路運檢工作技術難點與應對措施探討

李佳洋 余旺 鄔建民

國網江蘇省電力有限公司太倉市供電分公司 江蘇 蘇州 215400

引言

高壓輸電線路由于高電壓及遠距離兩個特點，在輸送電能、連接電網及電氣設備的工作中承擔主要責任，其不僅是電網的主干網架，還保障著電力系統平穩運行。與此同時，最容易產生故障的線路也是高壓輸電線路，其大多途經惡劣的自然環境，且分布距離廣，在這種條件下，風偏、覆冰、雷擊、樹枝短接等均可能是導致高壓輸電線路的短路故障的原因。

1 架空高壓輸電線路特點分析

1.1 參數復雜

架空高壓輸電線路在實際運行的過程中，各類參數非常復雜，線路的結構參數較為煩瑣，主要因為架空高壓輸電線路的高壓桿塔樁存在較多的絕緣子和長度較高的絕緣子串，整體的高桿塔噸位大，一旦發生倒塌事故，將會引發嚴重經濟損失，因此線路結構參數非常復雜，對各類零部件的要求極高。其次，架空高壓輸電線路運行期間額定電壓，周圍帶電體的電場強度高，再加上沿線的地理環境復雜煩瑣，可能會穿越峽谷高山，因此整體線路的參數較為復雜，需要科學合理進行設計和施工，確保結構的設計質量和施工質量符合標準規范。

1.2 可靠性要求高

通常情況下，架空高壓輸電線路在實際運行的過程中，對可靠性的要求極高，主要原因是架空高壓輸電線路需要輸送的電力能源容量很大，在電網電源點方面與負荷中心方面具有一定的重要作用，如果發生風險隱患問題或是安全事故，不僅會引發嚴重的經濟損失，還會對供電安全性造成危害，因此整體供電系統運行期間架空高壓輸電線路具有可靠性要求高的特點[1]。

2 高壓輸電線路精益化運維管理中存在的問題

2.1 人員管理問題

在新技術出現以前，傳統的高壓輸電線路運維工作技術含量較低，導致電力企業不重視高壓輸電線路運維人員的培訓，運維人員的能力得不到提升，阻礙了精益化管理工作的推進。另外，沒有建立科學的人員評價體系，無法準確評價運維人員的工作水平，運維人員優化替代工作無法進行，有些運維人員工作水平低，容易造成重大工作失誤。

2.2 技術整合問題

傳統的高壓輸電線路巡視工作主要由人工完成，對人員素質要求不高，隨著科學技術的發展，許多新技術、新方法在高壓輸電線路巡視工作中得到了應用。但是，新技術并沒有得到有效整合，面對大量的新、老技術，沒有明確的巡視重點，沒有建立完整的運維體系。如何將新巡視技術與傳統運維技術有效結合，建立全方位、多層級高壓輸電線路運維體系，真正實現提質增效，成為亟待解決的問題。

3 無人機巡檢的特殊優勢

將無人機技術應用到高壓輸電線路的電力巡檢中，相比于以往以人工為主的作業模式，其優勢主要體現在以下兩個方面：一是能夠顯著降低巡檢人員的勞動強度，保障人員的安全。由于高壓輸電線路大多修建在山區，不僅交通不便、道路崎嶇，而且相鄰鐵塔的海拔落差大、相隔距離遠，給電力檢修增加了難度。而使用無人機巡檢，不受地形影響，可保證全天候巡檢作業。利用無人機搭載的高清攝像機，可以清楚地觀察到高壓輸電線路的運行狀態和故障類型。不僅顯著提高了巡檢效率，而且還能降低人員勞動強度。二是提高了高壓輸電線路的運維質量。高壓輸電鐵塔的高度通常在幾十米到上百米不等，并且鐵塔上的金具、絕緣子串數量較多，如果人工檢修作業難度較大，并且很難及時發現隱蔽的故障缺陷。相比之下，使用無人機開展自動巡檢，則能夠近距離的拍攝高壓輸電線路的導地線、絕緣子、金具，如果存在質量缺陷可以通過拍攝所得照片觀察到。這樣就保證了故障缺陷能夠被第一時間發現、處理，從而顯著提高了高壓輸電線路的運維質量，避免發生嚴重的電力故障[2]。

4 提高高壓輸電線路運檢效果的技術措施研究

4.1 絕緣子污穢在線監測

在高壓輸電線路故障中，污閃現象會直接影響線路外絕緣。如果輸電電路穿過叢林，或是沙化嚴重的地方，卷起塵土，就會導致高壓輸電線路的污穢累積，當到達一定程度后，絕緣子的電氣強度會嚴重衰減，而在低壓環境下，絕緣子就會發生閃絡。在高壓輸電線路故障統計中，絕緣子污閃現象發生頻率僅次于雷擊，但是，其造成的損失卻遠高于雷害。在高壓輸電線路的在線監測系統中，對于絕緣子污閃現象的監測可分為接觸式監測和非接觸監測兩種方式，如激光、紅外線、激光、超聲波、電暈攝像機等都是屬于非接觸式監測，其不僅造價比較高，而且受到環境因素的影響比較大，從而造成采集數據的精度不太高。對于絕緣子污穢現象的監測，一般都會采用表面污層電導率法、等值鹽密法以及最大泄漏電流法等一些測量方法。根據目前的研究數據表明，考慮環境溫度和濕度，以及導線中的電壓等因素的泄漏電流監測方案，能夠全面地分析出絕緣子的污穢情況，基于該方法的傳感器也有著非常高的精度，從而提升對該高壓輸電線路故障的準確判斷。

4.2 防雷接地的科學設計

架空高壓輸電線路工程設計期間需要注意防雷接地的合理設計，通過設計和完善防雷接地系統結構，確保在雷電等惡劣天氣下電力系統能安全穩定運行。首先，因地制宜進行避雷線路和避雷保護措施的設計，合理設置能夠預防雷擊的導線，減少經過干塔的雷電流，降低塔頂方面的電位與導線的耦合作用，這樣在一定程度上能夠減小線路絕緣子電壓，起到一定的導線屏蔽作用，避免感應過電壓對線路造成安全威脅。其次，桿塔防雷接地設計期間應嚴格進行接地電阻的控制，改善線路的耐雷性能，確保接地電阻符合標準規范，預防雷擊事故造成不利影響，提升整體的防雷接地設計效果。最后，電力線路防雷設施設計的過程中需要按照當地區的雷電事故發生規律，合理進行中性點接地的設計、線路絕緣的設計、自動化重合閘設備的設計等，提升防雷設計的效率效果，有效預防發生雷電風險問題。

4.3 高壓輸電線路溫度監測方式

高壓輸電線路的溫度也是至關重要的參數，其數據采集的準確性也會直接影響在線監測系統對故障的判斷。如今，測溫技術種類也繁多，并且趨于成熟，高壓輸電線路由于都是處在室外，受自然環境的影響非常大，如北方寒冷、南方炎熱、西北地區沙化比較重等，因此，要綜合考慮地區環境氣象因素，挑選合適的測溫方式，以確保采集數據的準確性。溫度測量的方式可分為兩大類：第一類，接觸式測溫方案，該方法是利用物體熱平衡原理，在測量過程中，將溫度傳感器與被測導線直接接觸，那么，它們的溫度就會在同一數值上，傳感器就會實時記錄導線的溫度，并傳遞給數據處理單元，最后，該單元通過網絡通信系統傳輸給在線監測系統平臺，從而完成導線溫度的監測，該方案具有較高的精確度，測溫技術也趨于成熟，其常用方法主要包括K型熱電偶測溫、熱敏電阻測溫等；第二類，非接觸式測溫技術，其是通過能量輻射情況來計算出被測物體的溫度，從而不必與被測物體直接接觸，一般都會采用熱電型或光電探測器作為檢測元件，其原理與紅外溫槍非常相同，雖然該方法測溫范圍大，使用壽命比較長，但是，測溫探頭與導線之間必須無遮擋，而且在高壓輸電線路中，該測溫裝置不易安裝。

4.4 張力放線

張力放線是利用牽引機以及張力機來實現導線的展放施工，在施工過程中，導線與地面保持一定的距離。在通常的情況下，地線牽引繩展放比較容易操作，可以直接使用導引繩進行展放。地線展放過程中一般使用鋁包鋼線、鋼芯鋁絞線或者是鋼鋁混絞線。在施工過程中如果光纜的長度小于7m，施工人員可以進行牽引操作，在臨錨施工結束之后，要將全部的光纜進行安全的退出，然后方可牽引。導線牽引繩展放施工，通過小牽引機與小張力機協調配合，一牽一張使導引繩到達牽引繩位置，注意，在施工過程中，如果牽引繩規格較大，只需要進行過度牽引。導線的展放需要進行張力放線施工，在施工過程中，各個崗位仍當按照統一的指令協調作業，確保牽引機和張力機之間的配合，保證處于一定的張力平衡狀態。注意應當及時更換牽引繩盤，保證施工的順利進行。

4.5 導地線的連接及緊線施工

為了確保施工能夠安全順利地進行，因此，導地線的連接十分的關鍵。在施工過程中，一定要確保導地線接地的質量。一般情況下，會采用液壓的連接，在導地線連接施工中，要嚴格按照相關的工藝標準和技術要求、操作規程，確保壓接的施工工藝和質量。剪線施工也是高壓輸電線路架線工程的重要環節之一，可以保證輸電的穩定性，高壓輸電線路中，高質量地緊線施工，可以確保電力供應的平穩安全運行。緊線的施工中，又可以分為直線塔線施工以及耐張塔緊線施工兩種，施工中采用的方法有單線法，雙線法、三線法等多種方法，而在不停電跨越架線施工中，單線法是最適宜的。在施工過程中，一定要注意不要過度的牽引緊線。

4.6 節能導線的電氣性能

高壓輸電線路設計中，節能導線的電氣性能是導線選擇的關鍵條件。首先，需考慮到導線載流量對系統輸送容量的需求，尤其不能忽略運行溫度條件變化的影響。在進行導線選擇時需進行導線技術參數的詳細分析，要在合理的運行溫度條件范圍內對輸送容量進行計算，保證導線的使用壽命周期符合設計要求，避免導線的性能不穩定引起的高壓輸電安全隱患。其次，同等截面的節能導線的輸送容量較普通導線可提升1倍左右，但不同類型的節能導線的電阻損耗也存在一定的差異。

4.7 合理選擇節能導線的類型

不同的節能導線性能各有差異，如果導線選擇不合適，不僅會影響到高壓輸電線路容量的正常輸送，還有損電網運行的安全和穩定，同時還會增加建設投資成本。所以，在進行高壓輸電線路設計時，應以建設低碳、綠色電網的重要精神為出發點，積極采用新技術和新材料，既保證高壓輸電線路設計的安全可靠，還要保證其經濟效益和節能效益，同時還要滿足未來一定時期內發展的需求。要對導線的各種性能、造價以及導線在輸電過程中產生的噪聲、無線電干擾等多種因素進行綜合比選，確定導線類型[3]。

4.8 有效落實工作人員崗位責任制

為確保輸配電線路穩定安全運行，相關工作人員的正常工作也至關重要。因此，在輸配電線路的日常運行、維護和管理過程中，電力企業應定期組織輸配電線路工作人員進行線路故障分析、討論和學習工作會議，培養員工的安全運行意識；此外，還要注重工作人員崗位技能培訓，引導學生積極學習輸配電線路專業操作知識，確保能夠熟練操作各項任務。在此過程中，線路運營商也應積極總結工作經驗，不斷提高專業水平，從而更好地參與工作。

5 結束語

總之，與傳統的高壓輸電線路停電架線施工相比，不停電跨越施工技術具有極高的經濟性和優越性，在施工過程中，可以保證電力正常的供應，保證電網安全可靠運行，另外可以極大地減少施工的成本投入，提高工作的效率，因此，值得推廣以及應用。在應用過程中，應當嚴格地按照有關的規定進行操作，嚴格遵守操作流程及相關的技術要求，加強監督和管理，確保工程的安全順利實施。從而促進電力事業的持續穩定發展。