特高压输电线路在线监测技术的应用探讨

2019-11-28陈丰张威罗君民

商品与质量 2019年16期

陈丰张威罗君民

国网四川省电力公司检修公司四川成都 610041

改革开放以来，我国经济水平飞速提升，社会用电量也在不断增长，为了满足国家经济建设和各个行业的发展，国家开始大力建设特高压输电线路。世界第一条特高压输电线路由苏联在1985年建成，我国第一条特高压线路于2009年初建成，并将晋东南至荆门线投入到了商业运营中。输电线路作为高压输电工程的重要组成部分，决定着整个输电系统的安全与稳定。在上述特高压输电线路中，由于线路经过地区拥有者非常复杂的地理环境和气候，长期受到风、雪等恶劣天气影响，线路周围的工业污染也比较严重，如果采取过去的监测技术很难取得较好的效果，所以急需要应用更先进的在线监测技术，以确保线路环境数据采集工作的顺利进行，并实现对设备运行状态参数的智能分析。

1 在线监测技术应用的现状

近些年来，很多省电力企业在逐步推行两级中心建设、三级应用的在线监测模式，同时还加强了输电线路智能化建设以及风险监控。通过在线监测技术的应用，使我国输电线路运行维护的压力得到了一定程度的缓解，提升了我国输电线路运行管理的水平，为研究输电线路的新管理模式和方法提供了基础[1]。由于特高压输电线路的杆塔覆盖面比较广，且杆塔长期处于野外环境下，无法牢固安装监测设备，同时为了减少维护成本，主要采用现有光纤网络通信来传输监测信息，导致很多监测设备无法发挥出理想的效果，电力生产与服务的需求也得不到满足，还需要进行不断地改善。

2 在线监测技术的应用分析

2.1 杆塔倾斜监测

对于地理环境和地质环境复杂的采空区，受到外界因素以及地质灾害的影响，容易发生杆塔倒塌情况，严重威胁着输电线路的安全运行。通过对杆塔倾斜监测设备的应用，能够为系统提供各类基础信息。杆塔倾斜监测设备具有双轴倾斜传感器，可以测量顺线、横向以及综合倾斜角，有利于掌握各个杆塔的倾斜规律和特点，并且能够分析倾斜的原因，制定处理措施，防止杆塔倾斜过度对线路的正常运行造成影响[2]。将GSM与监测技术进行结合，可以对杆塔的实际状态进行监控，减少杆塔倒塌情况。

2.2 气象和导线风偏在线监测

此监测技术不仅可以对线路周围区域的温度、风向、风速等进行监测，并且可以掌握绝缘子串与导线对地夹角等信息。根据得到的信息可以制定出对应的风偏预防方案，也可以对定位放电故障点进行准确判断；以监测设备传回的气象数据和绝缘子串与导线对地夹角大小为依据，对风险算法进行不断的完善；另外，还可以测量并汇总线路杆塔附近的瞬时风速、导线摆动幅度以及风压不均系数等数据，通过对这些数据进行综合分析，能够为设计标准的改进提供参考依据。

2.3 覆冰在线监测

应用覆冰在线监测技术可以实时监控特高压输电线路上的覆冰情况，对相关数据进行收集和分析，根据分析结果可以对冰害事故进行预测，发出预警信息，降低倒塔、断线以及冰闪等事故的发生率。当前覆冰在线监测技术已经比较成熟，具体包括两种类型。（1）检测导线几何参数。此方法是通过对导线倾斜角、弧垂等数据进行测量，以获取导线的大概情况。此方法不会使线路参数发生改变，所以对线路的正常运行没有影响，但是无法详细掌握覆冰的情况；（2）检测线路张力。此方法是在绝缘子上面安装张力传感器，利用传感器对导线覆冰后的各类环境数据和导线受力参数进行收集，之后由系统统一分析得到线路的覆冰程度和实际状态[3]。此方法对压力传感器的性能和安全性要求比较高，使用前需要对其进行严格测试论证。

2.4 绝缘子污秽监测

绝缘子污秽度监测。在当前的污秽度监测过程中，需要在停电操作后，再对绝缘子表面的盐密度值及灰密度值进行测量。为了更好的进行绝缘子污秽监测，专家们提出了专门的公式来对光能参量进行测量，根据测量结果可以直接估算绝缘子的污秽度。（2）漏电检测。泄露电流属于监测绝缘子污秽度的重要参考指标，由于泄漏电流主要分布在介质表面，通过在绝缘子高压端安装泄漏电流传感器，就可以对泄漏电流的实际情况进行了解。电信号经过信号处理模块转化为数字信号，最后经过计算和分析可以判断绝缘子积污情况。

2.5 导线舞动监测

导线舞动会对输电线路带来较大的危害，不仅会损坏连接金具，甚至会引起塔材变形、导线断裂等安全事故，严重影响电力系统的正常运行。通过对导线舞动情况进行监测，可以有效掌握导线的规律及特点，并制定出有效的预防措施。为了提高导线舞动监测的效果，需要在导线中安装多个舞动传感器，从而充分的掌握导线舞动的频率、振幅，并将舞动的轨迹绘制出来。对于出现导线舞动几率较高的地区，要增加舞动监测点的布置，对导线舞动情况进行重点监测，及时发出预警，提前制定防治措施，避免发生短路、倒塔等安全事故。

2.6 输电线微风振动监测

导线发生过疲劳断股的原因之一就是导线内部的交变应力过大，而微风振动就会使导线产生交变应力。微风振动的影响性是逐步增加的，隐蔽性比较强，没有明显的外观表征。在微风振动监测技术的应用中，利用振动监测仪可以有效测量风向、风速、导线相对线夹的弯矩值等数据，再根据导向力学性能数据，可以对微风振动下的导线使用寿命进行判断。

3 加强在线监测技术应用的对策

3.1 提高故障诊断能力

在应用特高压输电线路在线监测技术时，首先要确保监测设备的质量以及输电线路的完好性，对线路和监测设备进行定期检修和保养，发现问题要及时处理，防止由于监测设备或线路缺陷，导致在线监测结果受到影响。其次，还要具备故障预见能力，尽早在故障萌芽阶段将其解决，防止故障进一步扩大，造成不必要的经济损失[4]。最后，工作人员在实际工作中，要保证数据分析的准确性，提高自身故障预测能力和诊断能力。

3.2 加强工作人员的技能培训

在线监测技术涉及到多个专业的知识，且对工作人员技术水平的要求比较高，所以电力企业应当重视对工作人员专业知识的教育和业务技能的培训，定期组织员工参与相关知识的学习，并将其下放到一线提高工作人员的实践能力，将理论知识与实践相融合。同时，建立并完善员工考核制，对于参与学习和培训的所有工作人员，必须要进行考核，考核没有通过的禁止上岗，确保工作人员的专业知识水平和业务技能水平得到有效提高[5]。此外，通过建立奖惩制的方式，将工作人员的工作热情和积极性充分调动起来，为在线监测工作提供支持。