110～500kv的架空输电线路运行状态评估

严正兴

【摘要】电力行业作为国民经济发展的最基本最重要的一项基础能源产业，是真正关系到国计民生的基础产业，而随着我国经济的高速有效发展，对电力的需求量不断增加，自然而然地需要对架空输电线路运行状态进行有效的状态评估。而目前来说，状态评估主要包括故障树模型、马尔可夫（Markov）模型、可靠性框图、贝叶斯网络模型以及神经网络模型等等，本文通过采用基础常见的故障树模型即FTA 分析法，对110～500kv的架空输电线路的运行状态进行有效的评估，从而找到改进高压线路的合理高效的方式方法。

引言

高压的架空输电线路具有传统的地下线路无法比的特点，传统的维修时间长，难度大成本还很高，因此，现在的电子系统已经逐渐采用高压架空的输电方式逐渐远离传统的输电方法。而就现在我国的电力发展水平而说，尤其是输电线路的状态检修方面，并没有一个成熟的模式可供借鉴和套用，我国目前还在探索试验阶段。架空输电线路运行状态的评估工作真正意义上来讲其实就是对高压架空输电线路五个主要的配备部件，其中包括，高压架空绝缘子设备，高压架空导线设备，高压架空金具设备，高压架空地线设备，高压架空接地装备这五个进行检测和实时的评估。通过有关的设备仪器等等对其进行检测判定发现是否出现裂化磨损等等的现象发生，從而及时采取措施，延长设备的使用寿命，提高整个系统的可靠性与稳定性指数。

正文

故障树是一种美国贝尔电报公司发明的采用了逻辑分析的方法，逐层的，从上到下的，与浅入深地分析，体现了以系统工程的方法，来研究安全问题方面的系统性、准确性和预测性。FTA分析方法是面向事件分析，与单纯的只是面向结构考虑硬件失效的可靠性框图分析相比，最大的优势就是其不仅仅考虑硬件失效，而且还允许软件、人为操作和维修加上环境等等各个方面的影响，并且具有很强的直观性。不过也应该注意到其可能忽视掉一些问题，且很容易就被重建。

在故障树的整个的建造过程中一定要遵循以下几个原则，以确保测试的准确有效：

1）明确测试的目的，对整个需要测试的系统的相关资料进行收集整理和分析

2）明确故障事件的准确定义，是什么，什么时候会发生都要有个准确的了解

3）明确选定顶事件，顶事件其实是我们最不愿意看到的，不同的顶事件构造的树也不同

4）明确系统的各种边界条件只有有了明确的边界条件才能够真正的清楚故障树到底应该建到何处才是结束

5）明确各个事件的之间的定义以及逻辑关系，不能出现紊乱矛盾等等无解的情况。

首先应该分析识别出可能导致顶事件发生的各种可能，因为它是我们进行下一步定量分析的合理基础。只有根据定性分析得到的结果对每个事件的重要性大小进行比对，才能真正的帮助评估人员进行有效的合理的解决问题。

根据分析导致高压架空线路出现故障的主要部件其实就是高压架空电线的各个组成部分。随着由若干个状态量的不同，影响程度也不一。

a） 其中影响高压架空线路中的杆塔稳定性的主要因素有：

X1， 高压架空线路中的杆塔是否出现倾斜以及倾斜度；X2，高压架空线路中的杆塔表面是否发生脱落、锈渍以及什么程度的了； X3，高压架空线路中的 杆塔主材是否变形以及变形的等级等等； X4， 高压架空线路中的杆塔辅材变形率范围； X5，高压架空线路中的杆塔螺栓是否牢固以及牢固性等级指数；X6，高压架空线路中的钢筋混凝土电杆保护层腐蚀度以及钢筋是否出现外露以及外露的指数程度等等； X7， 高压架空线路中的普通混凝土电杆是否是出现裂纹以及裂纹的等级等等情况；X8，高压架空线路中的 杆塔拉线和拉线棒锈蚀后直径变化情况； X9，高压架空线路中的杆塔塔材和拉线是否有出现防盗以及被盗的数量等等的情况。另外也可以将每个子事件定义即分为不良状态，注意状态以及良好状态等等三个基本的状态。根据相应状态的评估标准[8]，将每个杆塔子事件的数据进行统计、分类，每一个杆塔的子事件对杆塔的运行状态均采用运行状态影响概率来表示，这些状态影响概率是依据国家电网公司2006年颁布的110～500kV的高压式架空输电线路评价标准（试行）中的扣分程度，并结合现场运行人员针对本地区的特点进行分析而得出。

b） 其中影响高压架空线路中的绝缘子的稳定性的主要因素有：

Y1，高压架空线路中的绝缘子表面是否出现污垢以及污垢的情况； Y2，高压架空线路中的 绝缘子表面是否出现爬电比距以及相应的数据等等的情况； Y3，高压架空线路中的瓷质绝缘子自爆率系数； Y4， 高压架空线路中的合成绝缘子是否出现破损、龟裂、老化等等情况以及出现的程度等等；Y5，高压架空线路中瓷质绝缘子锁是否是紧销的状态； Y6，高压架空线路中的钢角钢帽是否出现松动等等不安全因素

c） 影响高压架空的金具的使用情况共有五个基本状态量（Z）：

Z1，高压架空线路中的金具是否出现锈蚀以及锈蚀的情况； Z2，高压架空线路中的金具是否磨损以及磨损程度系数指标； Z3，高压架空线路中的金具的销子是否短缺以及短缺的实际指数；Z4，高压架空线路中的金具的是否出现松动以及具体的松动的情况； Z5，高压架空线路中的金具强度等级概况。

e） 影响高压架空的导地线共七个基本状态量（U） 主要因素：

U1，高压架空输电线路中具体的断股处的现断股数量； U2， 高压架空输电线路的镀锌钢绞线是否出现锈蚀以及锈蚀状况； U3，高压架空输电线路的导线是否出现地弧垂偏差以及相应的偏差指标； U4，高压架空输电线路导线是否出现弧垂偏差以及偏差的具体系数； U5， 高压架空输电线路的同子导线弧垂偏差的具体系数； U6， 高压架空输电线路的导线连接器的对应指标； U7， 高压架空输电线路的导线强度实际指标。

f）影响高压架空基础及相应的接地状态的主要因素：

V1， 高压架空设备中的金属基本的使用情况以及受损的状况等等； V2， 高压架空设备中的基础地质时限受损的状况等等； V3， 高压架空设备中的基础防护保护措施维修保护力度等等； V4， 高压架空设备的接地电阻使用时限破坏程度状况等等； V5， 高压架空输电设备的接地装置铺设的实际情况舒适度等级等等。

对架空输电线路的状态根据其影响程度，从小到大，分为一般的状态，重要的状态，参考的状态是一些可以具有参考价值的指标。而对于一个运行中的高压架空输电线路而言，一共分为三种情况，运行状态和停运的状态，又细分为良好、注意以及不良状态这三种状态。其中只要不是良好的状况，都需要及时的有效的进行检查和及时的维修有力的处理。

2 110～550kv的架空输电线路的可靠性指标定义以及相应的计算原理

110～550kv的架空输电线路的可靠性指标无非指的是按照既定的运行条件下，预定的时间，规定的内容下来进行完成既定的概率。

架空输电线路的可靠性指标要素有：例如期望值即期望发生问题的最多次数。还有频率指标就是单位时间里希望发生障碍的次数等等。

本文采用著名的FTA 法评定法，即故障树分析法，就是分析出高压架空输电线路出现故障的故障模式。通过分析高压系统中的最小割集，进一步总结出哪些元件是高压输电线路中的可靠性进一步分析出最薄弱的环节，对其加以改造。。如果是给定基本的故障事件出现的概率， 就可以定量地评定出FTA即故障树分析法的顶事件出现的概率。

3 实例分析

通过上述所述，可选取220kV高压设备的运行状态进行计算，进一步计算出高压输电设备中的其中的最不稳定的最薄弱的环节，从而计算出各个环节的不良状态概率，以及输电线路出现的不良状态概率情况，以便于进一步及时的求出整条架空输电线路的状态情况，由此计算出整个高压线路的运行状态等级情况。

结语

架空输电线路运行状态的评估是以当前设备的实际工作所能达到的状态为依据的，它通过一系列的先进的分析方法，对事故进行科学的预判，将各种直接原因以及间接原因都找出来，从而将故障的可能性降到最低。这样就有利于工作人员进行有效及時的提供维修，必然可以节省一些不必要的维修时间与不必要的维修费用，相对而言自然提高了整个系统的运行可靠性。

参考文献：

[1]郭永基 电力系统可靠性原理和应用

[2] 王巍.崔海英.黄文虎 基于故障树最小割集的诊断方法研究[期刊论文]-数据采集与处理