1000kV 特高压输电线路的运行维护与带电作业思考
2021-01-17冯俊杰耿亚含河南送变电建设有限公司
冯俊杰 耿亚含 河南送变电建设有限公司
随着我国主体经济的深化发展,现代化建设水平日渐提升,从而提升了我国对电力资源的质量和数量需求。现阶段,特高压交流输电线路建设范围越来越广,后期运行维护和带电作业操作问题逐步显现。相比之下,特高压交流输电线路维护具备独特性,为了实现运行维护工作的全面开展,提升线路安全性和可靠性显得十分重要。
一、1000kV 特高压输电线路需要维护检修的主要故障
1.严寒酷暑等气候条件会造成线路故障。因为导线本身会受到热胀冷缩的影响,尤其是在夏天,较高的气温导致导线发生热胀而变长,很容易造成线路短路,而且冬季取暖,夏季避暑都处于用电高峰期致使线路负荷过大,时常会发生线路烧损的情形。
2.受雷雨风雪等极端气象影响,导致绝缘部件和电气设备损坏,从而引发线路故障。如雨水冲刷、酸雨腐蚀再加上太阳曝晒都会加速线路老化。雷击也会导致输电线路断裂,配网烧毁。
3.外力破坏。如某些施工地段,电线杆根基因人为挖掘而变松,在风力作用下摇晃导致线路拉断。还有违章建筑、风筝、漂浮物等触碰线路致使线路短路故障,以及车辆不小心撞到电线杆,以至于杆塔基础损坏。树线矛盾也是输电线路出现故障的主要原因。如部分民众无视线路安全随意砍树,台风、雨雪冰冻灾害导致树木枝干伏倒在线路上,造成线路破坏。树木会随着时间而增长,不断长大的树木会接触到线路,引起安全隐患,导致线路故障。
二、1000kV 特高压输电线路总体特点
1.杆塔结构。特高压输电的电气间隙和间距要比普通输电线路大,杆塔要更高,一般电线离地至少26m。绝缘子串的长度要超过10m,另外考虑到电线的下垂,水平排列的杆塔呼称高度要大于50m,三角排列的杆塔呼称高度要大于60m,同杆并架杆塔要大于80m。杆塔支撑强度大,杆塔的强度要求主要是由塔高和使用应力决定的。特高压输电线路的使用应力是500kV 杆塔的两倍,故其杆塔强度是500kV 线路杆塔的四倍。杆塔根开很大,特高压线路的杆塔根开大约是15m×15m,这样的设计是为了优化杆塔设计,节省材料。2.导线结构。交流的特高压线路使用八分裂结构的导线,边相导线之间的距离在40m 之上,地线之间的距离在30m 之上,三角排列的杆塔上中相导线和边相导线的距离在20m 之上,子导线之间则采用高阻尼的间隔棒来保持绝缘性。3.杆塔基础。特高压输电线路一般应用在长距离和超长距离输电网,线路所经地区地势起伏,山河相间,地貌条件恶劣,线路时而穿山越岭,时而横越峡谷,在山崖上建塔。因此,塔基也多种多样,这给施工带来了很大的不便,给运行维护带来很大的困难。4.绝缘子类型和组串形式。目前特高压线路主流使用的绝缘子有瓷质、盘形钢化玻璃以及棒形复合这三种类型。其中瓷质和钢化玻璃使用在耐张串场合;复合绝缘子则使用在直线串场合。另外线路使用的金具也较普通线路结构复杂、机械强度高、尺寸大,也是为了承受足够大的荷载压力。
三、1000kV 特高压输电线路运行维护的措施
(一)特高压交流输电线路的日常检测
为了确保特高压交流输电线路的正常运行,应该定期对输电线路进行维护检测工作,检修电路线路的运行状态。在检测的过程中,不仅需要对导地线、金具进行维修检测,还需要对接地装置等检测。现阶段,特高压交流输电线路的检测方法主要采用的紫外线检测技术和计算机技术相结合的技术手段。
这种检测方法可以在短时间内迅速发现线路故障的源头。红外成像检测技术也是常用的一种检测技术,这种检测技术本质上是运用了遥感检测的原理,具有速度快、不会停电等多项亮点。运用红外线检测技术,可以迅速检查排查电路线路表面的温度状况,以便明显提升检测排查的效率。就目前的状况来说,高压、超高压的在线检测方法丰富多样,切实保证了电路线路维修检修工作效率。所以,需要特别注意深入研究设备寿命管理,钻研了解设备的预测技术,考虑1000kV 特高压线路的实际情况,尽可能发挥电路线路检修的最佳状态,保证电路线路的最优效果,促进电路线路检修工作高效稳步发展。
(二)直升机线路巡视技术
考虑到特高压输电线路的分布范围广、输送距离远等特点,而且输电线路的站点通常相隔较远,还有一些分布在山区等偏远地带,因此,线路会面对不同的地域气候变化,而偏远山区则由于交通不便很难派出巡视人员,再加上杆塔的高度较高也为运行维护带来了困难。传统的人工巡视方法已经不符合现阶段特高压输电线路运行维护需求,而通过直升机线路巡视方法则可以高效便捷的完成当前的巡视工作。
直升机线路巡视技术是通过在直升机上安装红外线等巡视装备,然后直升机飞行到巡视地区,在高空完成红外测温、紫外探测等巡视信息采集业务,根据信息分析来判断输电线路有没有损坏或者安全隐患,同时要检查输电线路是否存在接头过热、绝缘失效等问题。现在的直升机在特高压输电线路高空巡视中,还可以将目测与机械工具观测相结合,在对观测数据分析时可以使用计算机技术,有利于短时间内识别线路的缺陷问题。与传统的人工巡视相比,直升机线路巡视技术突破了空间限制,因为高空巡视,所以不用担心交通不便或者地形地貌的干扰,让输电线路的运行维护变得更加高效、安全、快捷。而且直升机内可以携带相关巡视仪器,无疑让巡视工作的准确性进一步提高。
(三)智能化检测技术
上面我们谈到了三种自然灾害的发生会对特高压线路产生影响,为了能够监测到这些自然条件带来的影响,我国已经研发出了一系列的监测技术,比如气象方面的覆冰在线监测装置、防山火在线监测系统、视频在线监测系统等方面,这些技术综合起来就形成了一个庞大的系统,能够全方面的提供在线显示和智能判断,在输电线路运维过程中,新的监测技术带来了诸多便利。
四、1000kV 特高压输电线路带电作业思考
(一)掌握关键技术参数
在特高压交流输电线路运行过程中,相关关键参数的有效掌握,可以实现对具体特高压交流输电线路运行方式的全面了解。整个输电线路带电作业中的关键技术参数内容涉及很多,如带电作业安全距离和组合距离的深入了解、工具设备的有效选择等。在各项工作开展前,管理人员需要对工作人员关键参数掌握情况进行考察,做到烂熟于心,这也是带电作业顺利进行的根本保障。
(二)带电作业中的安全防护工作
带电作业中的安全防护工作对整个特高压交流输电线路的稳定和安全都具有重要意义。在带电作业中电场、电流和静电感应都会对工作人员造成严重的影响。强电场安全防护工作中考虑到电压高和空间场强的缘故,在带电作业中工作人员要穿戴专业的1000kV 的屏蔽服,还要保持与周围电体和接地体的合理距离,在进行工具传递时使用绝缘绳。在电位转移中,由于在特高压交流输电线路环境中工作,导致工作人员的身体表面存在许多电荷,这将对人体造成严重的影响,所以要在实际操作中,保证电位转移脉冲电流幅度值要比特高压交流线路小。
(三)带电作业标准及保护间隙
分析实际带电作业开展过程可知,各个管理工作人员应根据实际情况,对相关工作标准和方式进行全面制定,为后续带电作业工作开展的安全性和可靠性创造有利条件,同时还能为整个电力人员操作提供基础条件,避免后续工作出现更多问题。此外,在实际带电作业间隙保护工作开展过程中,人们应该对实际带电作业过程进行全面认知。实际工作中,输电线路可能会出现高幅值操作过压事件。为了使带电作业顺利进行,可以将保护间隙加入其中,并与实际作业方式相结合。这是降低故障情况发生率的基本策略之一,确保了整个特高压交流输电线路的稳定运行。
五、结语
1000kV 特高压输电线路的运行维护及带电作业有效保障了电路线路的正常运行。因此,在日常的检修维护工作中,需要高度重视检修的细节,考察当地的自然气候条件,增加特高压交流输电线路带电工作的巡视工作,切实提升特高压交流输电线路带电工作巡视的效率,保障工作人员的维修安全,保证维修工作人员的工作安全,积极引进专业先进的维修技术,提升维修检修的效率能力。