特高压输电线路状态监测技术的应用

陈德风 王春宁 鞠彦波

（1.南京苏逸实业有限公司 2.国网南京供电公司 3.上海波汇科技股份有限公司）

特高压输电线路状态监测技术的应用

陈德风1 王春宁2 鞠彦波3

（1.南京苏逸实业有限公司 2.国网南京供电公司 3.上海波汇科技股份有限公司）

对特高压输电线路的状态进行实时的监测是非常重要的。它能够及时反映出输电线路的运行状况，从而及时发现可能出现的问题，使问题得到解决。本文分析了各种特高压输电线路的在线监测，从而探讨实际的应用。

特高压；输电线路；检测技术

0 引言

对于特高压输电线路的技术研究已经开展了四十年左右。晋东南到南阳再到荆门的输电线路是我国第一条1000kV的特高压试验示范工程，已在2008年开通并且取得了很好的效果。输电线路的安全直接决定了整个输电系统的稳定性。

1 特高压输电线路在线监测技术

1.1 绝缘子污秽在线监测技术

绝缘子污秽在线监控技术是为了监测输电线路上的污秽，污秽容易造成绝缘子的表面漏电，所以，对其进行监测是非常必要的。绝缘子污秽程度的特征量可以利用绝缘子表面的泄漏电流进行监测。在线电流的监测是利用泄漏电流沿面形成的，绝缘体通过电流传感器或引流卡对泄露的电流进行在线的监控。一般计算有两种方法，一种是灰密法，另一种是等值盐密法，再进行具体的估算和分析，就可以对绝缘子上的污秽状况进行评估和测评。在具体的监测过程中，专业人员应该注意泄漏电流的多少要根据不同的材料和多种因素作出测算，并且要最大程度上按照科学的方法进行监测，不要完全用曾经的操作经验作为监测标准。

1.2 雷电在线监测

雷电监测的技术是通过定位来完成的，是根据对于雷电发生时伴有的雷电波和电磁辐射信号等特征对雷电进行位置的测定。再通过分析测算来估算雷电发生的地点和具体时间，电流值和回击次数等信息，再汇成一个雷电活动的动态图来呈现[1]。现在我国监测定位雷电的技术是时差雷电定位技术和定向雷电定位技术。在进行在线监控时，要侧重于累点的波形参数和电流的大小。雷电的定位技术在使用时很准确，很方便能够使工作人员通过此系统找到雷击点在哪里，能够避免雷电对于输电线路的损害，所以这种监测方法已经十分成熟了。但是在实际进行监测的时候，电流的大小无法测算时，就对工作人员的监测工作产生了影响。所以做好雷电的监测工作，才能够有效地避免雷击给输电线路带来的影响。

1.3 输电线路环境监测

对于输电线路，是要通过专门的环境监测站来进行监测。一个地区的环境监测站要根据输电线路所处环境的气象要素的变化来及时向总站进行汇报分析，总站也要通过这些信息，进行气候特征的分析和气候灾害的评价，做成分析报告，使有关的决策部门可以了解气候状况的变化，从而对试点线路进行一定的调整，对即将到来的气象灾害采取防灾救灾的工作，保障输电线路的安全运行。环境监测的重点是气压、风向、气温、湿度、电导率、降雨量、暴雨指数、酸雨、雾日数等因素，将这些检测出来的数据进行分析整合，在线路所处的环境恶劣的地方进行绝缘装置的配置，也可以在特高压交流输电线路最具典型的污染区域设立一个环境监测点，对周围的环境进行实时的监测。这种方法可以有效地节约成本，减少经济负担[2]。

1.4 输电线路导线微风振动监测

高压架空输电线路疲劳断股主要是由于微风振动所造成的。微风振动的日积月累就造成了架空线路出现了损坏，这种因素具有很强的隐秘性，其造成的损害也不容易被发现，所以在对其进行监控时，不但要对消除微风振动所带来的线路隐患，还要积极对防振工作进行设计，用科学的角度采取监测措施。在具体的操作方法上，通过微风振动检测仪对导线夹和导线之间的接触点对振动频率和弯曲振幅值进行监测，在不同的时间段里进行监测，并记录其振动数据。通过对微风振动监测所记录的大量数据的分析就可以对线路的设计、线路的运行和线路寿命进行评估和分析。

1.5 输电线路视频监控

一般来讲，输电线路的分布面积都比较广，如果想对各个路段的线路进行全方位的检测，就必须利用视频监控的方法。因为线路所在的地方很多都在市区之内，人群比较嘈杂，所以存在着很多安全方面的隐患。视频监控可以对这些路段和地区所有的线路进行实时监控，出现事故的时候可以及时解决，并且能够在事件处理之后有视频作为依据。在进行视频监控的过程中，输电线路会有一套严格进行视频监控的方法设计，普遍在各种输电线路区域安装摄像头，在重点和容易产生危险的地段进行重点监控[3]。定期地对监控结果和时间进行分析，并且对有参考意义的视频进行保留，以备日后的监控工作参考。

2 输电线路带电检测技术

2.1 紫外检测

紫外检测技术的原理是电晕放电所产生的紫外信号通过紫外成像仪进行接收。把可见光的图像和成像仪的图像进行叠加，这样就可以确定出电晕的位置和电晕的强度。所以这种监测仪器没有接触被检测的对象，但是却能够测出位置与强度，这说明了紫外检测设备的性能稳定、灵敏度也很高，能够把线路电晕放电的情况有效地检测出来，从而能够更好地对输电线路进行检测。

导线外部损伤、散股、断股等情况都可以通过紫外检测的方法进行检测，其还可以对导线外部的一些绝缘子的损伤进行检测，例如复合型绝缘子在天气潮湿时造成的护套电蚀和损伤，但在干燥的情况下就不会很明显。在这一点上，还需要对其进行更加科学的研究，使其检测的手段可以更全面地检测多种状况下的故障状态，从而在利用时更方便[4]。

2.2 红外检测

电气设备的故障一般会表现在不正常的温度和发热分布上。红外检测技术原理是通过对设备表面的红外辐射信号进行检测，从而获得设备的状态特征。它可以对设备故障的位置、属性和程度进行判定。在判定时可以进行远距离操作，安全可靠的同时，又能够很明确地对外部的接触过热的状况程度进行检测判定，还能够判断出设备内部倒流回路存在的缺陷并对绝缘材料上出现的故障进行检测。在事故还没有出现之时就将其消除在萌芽的状态。红外测温仪、红外热像仪和红外热电视都是红外检测装置的主要构造。在实际的检测过程里，可以根据实际的损坏状况选用不同的红外装置，对输电线路的设备与设备之间的连接部分进行重点检测，并将其红外测温的数据支撑红外热像的图库表，并定期地对测算的数据等进行报告和分析，判断设备是否正常工作。这项检测技术十分成熟，在超高压系统中的应用也比较成熟和普遍。其成功经验可以在特高压交流实验中更加广泛地推广。

2.3 超声波检测

超声波检测原理是通过一种超声波从一种介质传到另一个介质当中，在传播的过程之中，超声波会在两个介质的交界面上发生折射、反射、模式交换，超声波的发生器将始脉发射进入绝缘子介质当中去，当绝缘子出现了裂纹的时候，时间轴上就显示出了裂纹发射波的情况，从而对绝缘子的缺陷状况进行判断。这种检测方法一般来说是用来检测复合绝缘子芯棒的裂纹状况如何，用超声波来对复合绝缘子机械的缺陷进行检测[5]。这种方法具有安全性强、操作简便、干扰能力强等优势，但是在远距离操控这一点上还没有很大的突破，在现场进行监测的方式也不可取，所以这种检测方法主要是在企业内部生产中实行，可以对生产产品进行在线检测，或者在实验室中进行超声波的检定，在其他情况中的运用还是较少的。

2.4 电场法检测

电场法的检测可以检测零值绝缘子和复合绝缘子的内部缺陷，是通过测量绝缘子在电场的分布情况来进行检测的。正常的状态下，在电场中所运行的绝缘子的电场强度和电势是根据绝缘子的轴线变化所变化的，一般的曲线是光滑的。在绝缘子出现缺陷时，电位值就变成一个常数，相应的电场值也就会随之发生畸变现象[6]。所以，通过测量绝缘子在电场的分布就能发现绝缘子的故障。

电场法检测的设备一般情况下是绝缘子带电检测装备，这个装备可以在一定程度上找出有缺陷的绝缘子，但是在具体的操作上不如紫外和红外设备那样方便，它必须要登塔操作，不适合于比较紧急的状况，所以这种检测方法还需要进一步地开发和研究。

3 结束语

综上所述，加强对输电线路的运行状态监测有助于其更稳定安全的运行，近年来我国对于其监测力度越来越大、制度越来越完善。我们更要对监测技术进行加强和发展，让其可以对输电线路的内部和外部问题都能进行更加及时地监测，使输电线路的监测技术真正做到危机处理，对输电安全做出更好的保障。

[1]欧阳丽莎,黄新波,陈绍英等.覆冰在线监测技术在1000kV特高压输电线路中的应用[J].华东电力,2010(10)1539-1542.

[2]刘振宇.特高压输电线路状态监测技术的应用[J].科技致富向导,2013(36)104.

[3]苏晓.特高压输电线路在线监测技术的应用[J].电子技术与软件工程,2015(1)131-132.

[4]朱永灿.1000kV特高压输电线路微气象区机理分析与在线监测技术研究[D].西安：西安工程大学,2012.

[5]赵方.特高压输电线路在线监测技术的应用[J].科技风,2014(5)108.

[6]周来群,王旭,田雷.特高压输电线路状态监测通信系统研究及应用[J].中国电业(技术版),2014(9)22-25.

2015-11-10）