简析高压输变电运行维护

李岩

【摘 要】随着社会经济的发展，城乡一体化的脚步加快，我国电网的规模也在迅速扩大，当不利条件导致线路故障时就会影响整个电网的安全运行，因此必须做好高压输变电的运行维护管理工作。

【关键词】高压输变电；运行维护

1.我国高压输变电技术的发展动态

1.1新型材料应用的发展

在电力设备高电压大容量化的同时，设备的可靠性方面也取得了瞩目成就。断路器、隔离开关、电缆、绝缘子和套管的绝缘材料一般由 气体、树脂和合成材料代替了传统的空气绝缘、充油介质或陶瓷材料。合成材料如聚乙烯、聚丙烯作为电缆的绝缘材料在电力系统中已得到广泛的应用。

近年来出现的高压发电机有利于合成绝缘材料的发展。新型材料合成绝缘子的出现，打破了陶瓷绝缘子百年多的垄断地位。由于在防火、生产和安装上的优越性，有机合成材料在套管上的应用受到重视，并有最终取代油绝缘材料的趋势。

1.2输变电技术发展趋势

1.2.1直流高压输电技术

直流输电能高效率、长距离和大容量输送电能，材料技术的进步使它摆脱了电力工业发展初期因设备绝缘问题受冷落的局面而倍受青睐。

1.2.2城市大容量高压输变电技术

随着城市规模的不断发展，城市用电量的迅猛增大促进了城市大容量输变电技术的发展。日本交链聚乙烯电缆在1965年用于22、66 kV 等级的线路，1975年用于154kV等级的线路，1989年南池上线作为世界上首条275kV长距离线路开始在城市中心运行。由此也促进了高压交链聚乙烯电缆的迅猛发展，也影响着我国输变电技术的发展。

2.输变电设备的状态检修

状态检修是利用先进的状态检测技术、可靠性评价及寿命预测技术识别故障的早期征兆，对故障的部位、严重程度及发展趋势做出判断，并根据分析诊断结确定最佳检修时间和检修项目的一种预知检修管理模式。从理论上讲它是比 计划检修层次更高、针对性更强的检修体制。一般来说围绕状态检修所研究的问题和工作目标进行的系统分析和决策工作主要有以下几项步骤：

①故障分类。根据故障发展过程，故障可以分为功能故障和潜在故障：按照故障发生后的可见性又可以将功能性故障分为明显功能故障和隐蔽性功能故障；按照故障后果的严重程度还可以将故障分为隐蔽性故障后果、安全和环境性后果、使用性后果、和非使用性后果。

②定义系统边界。系统边界的划分对电网设备而言主要遵循按设备的功能和特点划分、尽可能与检修管理系统划分一致和按停电影响的逻辑关系划分等原则进行。

③确定研究的系统。系统划分和选择是进行决策和编制状态检修计划首先要解决的基本问题，它涉及到资料、图纸、系统运行和检修的历史信数据以及同类设备的缺陷故障等诸多信息的收集与分析。

④编制系统说明和功能框图，对系统的内部结构和各项功能以及环境的关系进行详细的描述，理清思路。

⑤失效模式与故障后果分析。这是状态检修中重要的技术过程，通过分析可以确定使功能发生故障的部件名称、故障模式、原因及后果、危险度以及检测成功的方法与难度等。

⑥系统功能和功能故障进行描述。这是对系统的各项功能以及功能故障进行准确定义，以便对系统的故障进行有效的判断与识别。

⑦检修方式选择。在故障模式与后果确定后就要针对性地选择最有效的检修方法，所选择的方法不仅可行，而且应当与其它检修方法相比技术经济性最优、效果最好。针对故障分类一般按照以下方式选择维修策略：对于潜在故障和隐蔽性故障采用预测维修或者周期性预防维修；对于安全及环境性故障必须进行预防维修，如果预防维修不能满足要求，即不能将故障危害降低到可以接受的水平，必须重新设计或改变工艺流程；对于使用性后果故障，可以根据经济性选择预防性、预测性或者事后维修；对于非使用性故障，虽然它是明显的功能故障，但由于不涉及安全，一般采用事后维修或者结合其它检修需求进行维修。

3.电力电缆的状态检测及早期状况检测

电力输电和配电的多重任务需要在电力电缆的应用和维护方面有丰富的知识。由于电力电缆的技术提高和出于对环境保护的需要，特别是在城市地区。在各种的压力和绝缘老化效应情况下，电缆的绝缘破坏也随之增加，并对电力供应企业构成一个紧张问题。

3.1电缆的应力分析

（1）电气应力。包括运行和暂态电压下的电气应力。

（2）机械应力。因变形、拉伸以及其他由于各种电路的电流产生应力。

（3）热应力。在不同负载条件下的温度应力。

（4）化学应力。湿度和污染造成对绝缘材料的化学反应而产生的应力。

3.2电缆运用前的测试

（1）测量导体电阻并转换成20℃的值。

（2）根据不破坏绝缘的标准进行高压交流试验。

（3）在不破坏绝缘下进行冲击耐压试验（对于某些类型和电压等级的电缆）。

（4）在电源频率，温度高于20℃以上，进行介质损耗因数/电压测试（DDF）。如果温度低于20℃，结果应通过适当的绝缘曲线校正到20℃。

（5）在一定电压下的局部放电试验（对于某些类型和电压等级的电缆）。应当指出，通常DDF会随着电压的增加而增大，DDF电压曲线的梯度对于绝缘劣化、湿度和电缆的 表面污染是个有益的值。因此，标准要求：对于17/33kV浸渍纸绝缘电缆，在DDF介于0.5～1.25E0及介于1·25～2.0 E0时，它们分别不超过0.002和0.004。最高DDF在0.5E0时不应超过0.003。

3.3电缆寿命缩短原因

（1）绝缘期间挤压或铸造工艺形成气泡。

（2）绝缘材料的污染。

（3）导体绝缘屏蔽不良或绝缘与电缆绝缘屏蔽面不完善。

（4）水分渗入绝缘材料。

3.4电缆的在线状态检测技术

（1）局部放电检测和定位。

（2）在线温度监测。

（3）油试验，如纸的溶解气体分析/油绝缘电缆。

4.输变电线路运行的维护

4.1覆冰中的运行和维护

防止输变电线路覆冰灾害的重要方法是在设计阶段采取有效措施，尽量避免横跨垭口、风道、湖泊和水库这些容易覆冰的地段，翻越山岭时应避免大高差、 大档距，转角点架不要设在开阔的山脊上，以减少覆冰的概率和覆冰的程度；同时在覆冰季节前应对线路做全面检查，消除设备缺陷，做好防备工作；覆冰季节中，要加强巡视和观测，特别是对覆冰地段塔杆的运行状况要严格检查，对耐张杆各侧的拉线进行调整，确保杆受力均匀。

4.2雷击中的运行和维护

从线路地理环境来看，部分地区上壤电阻率高，塔杆接地电阻偏大，容易引起跳闸：山区的线路因为存在山坡倾角使导线暴露的弧面增大，从而易遭受雷电绕击。输电线路的防雷措施有很多，包括安装避雷线、安装线路避雷器、提高线路绝缘水平、架设祸合地线、同塔多回线路的不平衡绝缘以及改善杆塔接地装置冲击特性等。对于已500kV的高压输变电线路，最有效的防雷措施是安装线路避雷器，线路避雷器与绝缘子连接雷击时，一部分雷电流通过避雷器流入相导线，导致相导线的电位升高从而使绝缘子两端的电位降低，避免闪络。

4.3加强输电线路日常维护工作

线路巡线员在巡视高压输电线路时仔细观察电力线路可能存在的问题：如拉线位置，钢线卡螺栓的松紧，拉线的检查，导线绝缘子的完好，线路通道内树木的生长高度等，这样也可以及时地发现问题，对所发现的问题进行及时的处理， 避免倒塔、 倒杆及断线事故的发生。

4.4外力破坏中的运行和维护

外力破坏电力线路引起的故障越来越多，一方面，需要政府执法部门的密切配合，加大处罚力度，依法保护电力设施的安全，惩蓄意破坏分子：另一方面，增强宣传力度，向沿线居民言传《电力法》和《电力设施保护条例》，使农民自觉维护电力线路器材。

5.结语

随着我国现代化建设的迅猛发展，高压输变电网络必然遍布各地，目前，各种各样的监控和诊断技术已经被用于输变电工程中的运行管理中，这需要综合各方面的先进技术及经验。