特高压输电线路监测技术研究应用

江 泽，卜祥帅，罗 统，殷 超

（超高压输电公司曲靖局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

随着我国经济的日益发展与进步，人们对于输电也有着比过去更高的要求，输电线路的布置与各个区域相衔接，具有复杂性的特点。特高压（Ultra-High Voltage，UHV）类型的输电是总体输电网络的根基，它的日常输电决定了区域范围内的供电水平，这就对监测技术有着很高的要求，配有实时的监测技术才能有效避免输电路径可能会随时发生的多样性故障，以便于选择最佳防控对策[1,2]。基于此，对现有的监测经验与技术进行整理归纳，以便于实现对隐含输电故障的实时监测，从而进一步提高输电的安全性。

1 在线监测技术

由于目前电表呈现出日益增加的总压力值，可以判断各区线路所经由的负荷量也在日益增加，因此，为了解决隐含的风险，使得各区的供电能够具有稳定性，须及时予以相应的调控，并加强监测。目前关于特高压类型输电线路的在线监测可以分为以下几种路径。

1.1 针对突发性雷击的监测路径

突发性的雷击极易对处于工作状态的线路造成损坏，尤其是在雷雨较多的夏季，雷击具有突发性、活跃性的特点，很容易对区域内特高压线路造成损坏。由雷击所造成的线路损坏是不可逆的，电线会被瞬间烧毁甚至发生破裂[3]。基于此，有必要慎重监测雷击性的故障，如可以根据波形的辨别来判断线路所承载的电流强度，再根据理论数值参数进一步判断真实电流强度，以此来预估潜在的危险，判断预估雷击发生的可能性，实施综合防控对策，针对雷击采取有针对性的预防措施。

1.2 针对绝缘子的监测路径

特高压类型输电线路的正常运作离不开绝缘子，绝缘子表面沾染了一定的灰尘时则输电线路会发生内侧漏电。其基本原理是灰尘会导致绝缘子覆着的绝缘层发生溶解，从而降低了实际的绝缘功效。实际绝缘子沾染灰尘后的表面比较污秽，必须断电才能进行测定。很多企业实际采取解决方案时注重于解决绝缘子表面的外层污秽，这种防控技术还处于起步阶段，后续还需要进一步的研究与提升[4]。现有的比较成熟的技术是对等值密度的测定技术，通过测定来对绝缘子表层的潜在漏电风险进行判断，并对经由电流进行预测。

1.3 针对周围自然环境的监测路径

特高压类型的线路一直以来都具有暴露性的特征，因此很容易受到人为因素与自然因素等一些外在因素的影响而发生损坏。周围自然环境对于线路可能造成损坏的因素的一般分为导电率降低、温度与湿度侵蚀以及酸碱度腐蚀等[5]。长期处于不利于线路运转的外在环境下将会对绝缘子与绝缘外皮乃至线路塔架等造成损坏。基于以上分析，要想做到对自然环境所隐含风险的全面辨析并采取有效的防控对策，对外在实时发生变化的线路运作时所处的环境进行正确辨别，就要针对线路配备一套系统的监测体系。在这种配备体系的基础上根据实际状况配备一定的配套防控系统。该方法不仅可以省去不必要的额外送电相关资源的消耗，又可以很好地保护线路。如架设的初级阶段某区线路布置有空间间隔比较大的塔架，这样就导致空中要牵扯很长的电线线路。当遇到大风时电线线路会随着风向不断摇摆，震荡中会使得原有表层线路发生磨损。风级较大时很可能还会发生线路的严重碎裂。在风振较缓状态下，线路的损坏属于自然性的，这类积累性的损坏属于隐含性的。基于此，要想真正做到对该类型损坏的防控与阻止，就要配备可实施实时管控的系统。这类系统可以根据环境风力针对某时刻的风力进行预测，并统计出有关风力值，当测得的风力值与设定的报警临界值相吻合时，则可以实施线路修护。

1.4 视频监测路径

视频监测属于较常用的监测，可进行直接性监测，应用较广。由于我国城乡地区各区大都有着较广范围分布的特高压线路，且线路所在区域比较复杂，输电线路的周围大都有很多隐含的安全隐患，因此需要配备视频监测，然而由于情况复杂，要想进行视频监测系统的全面配备仍然比较困难。另外，视频监测可以用于经常发生故障的一些区域，如此可以测定期间所隐含的潜在风险信号，为更高水平的监测提供一定的保障。视频监测装置应用如图1所示。

图1 视频监测装置应用图

2 新型监测技术

除了以上几种常见的在线监测技术外，关于特高压类型输电线路的监测还有以下几种带电监测技术。

2.1 超声波的判断

超声波具有穿越不同介质的特性，可以对不同介质表层进行反射与折射，超声监测可以对表面有裂痕的绝缘子进行识别，监测其芯部[6]。超声波监测设备需配有可发射不同介质脉冲的发生器，这是发挥超声波检测功能的必要条件。绝缘子如果内部有裂痕，使用超声监测时时间轴就可以凸显出一定的发射波，将隐含的细微裂纹缺陷监测出来，有助于超声波对位置进行精准判别，进一步地判断出绝缘子内部细微裂纹的具体情况[7]。超声测定具有便捷、简易的优势，还能够抵抗干扰。值得注意的是，超声监测途径实际上也暗含着换能器缺陷、衰减与耦合的特点，这些特点使得超声监测不适合应用在距离较大的线路。另外，超声监测可以应用于在线监测与实验室测定。超声波监测可设定有一定的复合装置，如激光定位器、框架、瞄准器、放电装置以及耳机等复合装置，可在一定的范围内进行测定。其测定原理为可应用激光对绝缘子进行定位，进而将准确的超声波搜集出来，并使用音频进行替换，再通过耳机的使用来辨识超声波，使用仪表也能将超声波强度通过数值的形式显示出来。而对于现场测定而言，超声波的应用仍然存在一定的缺陷，缺少敏锐性。此时，高压端金具融汇在噪声较大的现场背景中，这些噪声会掩盖一些欲测定的构件所发射出的细小声波，如此便干扰了监测，产生一定的偏差。

2.2 成像测定

成像测定包括红外测定与紫外测定。

（1）当待测定的设备内隐含一定的潜在故障时，其表面会显现出热度异常的特点，此时可使用红外线测定出设备相关的异常。红外线可辐射至设备的表层，将其异常以信号形式表示出来，以此为前提进一步对设备隐含的多样性故障、故障严重程度以及突发性故障实际位置等进行测定。红外成像手段与其他手段相比，具有精准、安全、可靠、高效与非接触性等多样优势综合的特点。通过红外线可对设备接触与过热状态下的实际故障进行详细的了解，从而将回路导流以及绝缘等表征测定出来。红外监测使用方便，且具有实效性，可以在本质上解决设备的故障。常用的仪器设备有红外热像仪、热电视以及测温设施等，可根据实际状态选用适合的测定设备，对线路设备的表征予以有效识别。热像图谱可以存储温差性数据，拟定分析报告，将固定时点发生故障的设备测定出来。

（2）紫外成像可通过成像仪的应用将具有放电性特质的电晕信号识别出来，并将图像加以叠加处理，直至形成可见图形，从而将电晕强度显现出来。该技术的敏锐性极强，可用于识别电晕强度的实际状态，为输电提供了必备的理论依据。紫外成像这一特性可应用于对散落、断股或损坏电路的测定。紫外线也可应用于绝缘子隐含故障缺陷的测定，如对潮湿电腐蚀、复合护套损坏与其他缺陷等的测定。紫外线监测手段与其他的手段相比，更适合应用于对绝缘子的缺陷识别，更快识别线路故障表征。

2.3 电场辨识

电场辨识法可将详细的电场分布予以测定，适合应用于监测线路状态，如此便可以获得各区绝缘信息，以辨识是否存在绝缘缺陷。正常运作时轴线的曲线光滑，可将不同时段的电场强度、电势展现出来。绝缘子内部所表现出来的缺陷是有导通性的，此时其相关缺陷的具体位置变化的形态可以通过电场凸显出来。基于此，对绝缘子的轴向电场进行有关的测定，则可以找出其关键的隐含缺陷。目前我国已研制了测定有关隐含缺陷的带电线路的配置设备，而更加快捷方便的新型设备还未研发出来，还需进一步的研究与推广使用。带电监测耗资高，监测也不便捷，因此该类型的监测应当慎用。

3 结 论

综上所述，随着人们生活质量的不断提升，特高压类型的输电线路显现出很大的输电压力，对于运转负荷的承载较大。因此，为了有效实施各种安全隐患的防控措施，应利用好现有的绝缘子、突发性雷击、视频与周围自然环境等有关的监测技术，结合实际情况利用超声波诊断、成像测定与电场识别等技术手段进行严密的监测。实施监测的技术人员也要提高自身专业技术水平与防控安全隐患的意识，杜绝输电威胁。