特高压输电线路在线监测技术的应用

杨国峰 张文瀚 张帅

摘 要：众所周知，特高压输电线路在电网中发挥了重要的作用。在高压输电工程中，输电线路直接影响着输电系统的稳定和安全，因此必须要配备实时的监测，才能够预防和控制输电系统可能发生的故障。对于特高压输电线路在线监测技术的应用需要不断地进行探讨并总结经验，结合输电情况，选择最合适的监测技术，保护输电安全。

关键词：特高压线路；监测；隐患

0.引言

虽然电力系统整体监测水平已经有了较大的提高，但是基于特高压输电线路分布广、电能输送大的特点，特高压输电线路在线监测技术水平却发展缓慢。那么如何加强特高压输电线路的运转并提高安全，仍需我们在实际应用中进行总结和探索。

1特高压输电线路在线监测技术概述

输电线路在线监测技术受线路上监测装置的电源问题和监测数据的传输通信问题两方面的技术因素制约。目前已开发出了多种输电线路在线监测装置，对应的多种输电线路监测技术应运而生。输电线路覆冰在线监测包括对线路拉力和导线倾斜角、弧垂等参数的两种监测方式反映出覆冰实际情况的不同工作原理，以实现对导线的覆冰情况的实时监测并及时预警，方可减少输电线路的冰闪、舞动、断线、倒塔等事故故障；而输电线路气象和导线风偏在线监测则是在绝缘子串上安装角度测量，再结合线路本体数据及风速、温度等测量数据，综合计算出导线的风偏状况；目前我国电网公司对特高压GSM杆塔倾斜监测报警装置的研制，经试验证明能实时监控线路运行杆塔倾斜情况并预警；微风振动的长期积累会导致高压架空输电线路的疲劳断股，而且这种破坏有很强的隐蔽性。微风振动监测系统是利用导线振动监测仪对导线与线夹最后接触点外一定距离处导线相对于线夹的弯曲振幅、频率和线路周围的风速、风向、气温、湿度等气象环境参数的记录并结合导线本身力学性能实现对线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命的判断；导线舞动不仅危害大且有着长期性，而输电线路导线舞动监测则是选择在一档导线中安装一定数量的导线舞动监测仪，实现对导线三个方向的加速度信息的采集，并根据线路的基本信息和对监测点加速度的计算和分析，完成对舞动线路的舞动半波数及计算导线运行轨迹参数分析，判断舞动危害进而及时预警；输电线路的视频监控方式可对输电线路本体情况和输电线路环境参数进行实时且全天候的监测，但受网络传输速度限制缺陷也很多，通过无线网络的远程监控功能，该监测技术切实可行；输电线路绝缘子污秽监测包括采用停电方式进行的污秽度在线监测和监测绝缘子表面泄漏电流的泄漏电流在线监测。

2特高压输电线路状态监测技术应用现状

当前，在很多网省公司已逐步推行了两级中心建设、三级应用的"输变电状态监测中心"模式，并作为输电线路智能化建设重要内容和风险监控手段全面推进，状态监测技术的应用在一定程度上缓解了输电线路运行维护压力，提高了输电线路运行管理水平，为探索输电线路新的管理模式和管理思路提供了参考。由于输电线路杆塔长期暴露在野外和点多面广等特点，导致了监测技术在输电线路上应用时，不能像变电设备状态监测技术那样安装在牢固可靠位置，并利用其站内现有的光纤网络通信手段，降低运行维护成本，同时确保监测信息稳定、可靠传输。很多监测设备还停留在建设、完善过程中，没有真正有效地解决生产中实际需求，达到指导生产、服务生产的目的。

3特高压输电线路新监测技术

3.1成像法测定

当设备有潜在的故障时，在设备表层通常会表现出异常，红外线就可以对这种异常进行测定。从原理上来讲，红外线能够测定辐射到表面的异常信号，然后在检测到异常信号的基础上再对故障的特性、故障的严重性以及故障的方位等进行辨别。与其他监测技术相比，红外线成像的方法具有非接触性、精准性高、可靠性高、安全和高效等优势。通过红外线成像法能够对过热和接触性的故障，非常便捷，效果也很好，目前常用的仪器有热电视、红外热像仪以及测温装置等，根据高压输电线路的实际情况选取最为合适的测定装置。而紫外线成像法需要借助成像仪，对放电性电晕的信号进行成像处理之后，识别电晕强度，这样的检测方式更加的敏锐，有利于辨别出放电电晕的真实状态，从而为特高压输电线的监测提供参照，紫外线识别对于绝缘子内的隐性缺陷有很好的监测作用，例如：潮湿条件下的电蚀、复合性护套的损伤等，除此之外，紫外线成像的方法适用于多种场合的测定，不受地域和空间的阻碍。

3.2动态增容在线监测技术

采用静态提温增容技术和动态监测增容技术来提高现有高压输电线路的输送容量。其中静态提温增容技术是一种新型的增容在线监测技术，其可通过提高现有输电导线处于正常运行状态下的温度，来到增大输送容量的目的。但这该技术的应用在一定程度上违背了相关标准与规范，其会对导线及关键设备的使用寿命造成严重影响。动态增容技术能将输电线路潮流与线路热稳定限额的实际变化情况反映出来，以为电网工作人员对数据调整提供依据，同时通过对输送电路剩余输送量的分析，可有效保证输电线路正产运行和允许的传输容量。动态增容技术通过对高压输电线路的实时监测，可将线路运行的温度是否超过所允许的范围进行反映，同时也可对自然气候因素进行分析，大大提高了线路运行故障的处理效率。若输电线路导线运行温度超出所允许的范围，工作人员应及时申请停用或转移负荷量，以保障输电线路的安全运行。

3.3漏电检测

电压、气候参数和污秽度三种参数，是检测绝缘子误会程度的重要参考值，三个数据能够表明电流泄露情况。电流泄露一般会在介质表面形成，所以传感器安装在绝缘子的高压端，就能够将泄漏的电流数据实时传递，将信号处理成为数字信号，并通过计算机程序进行相关计算，得出相关数据，最后使用无线网络传输到数据总站，工作人员和专家们针对收集的数据进行综合判断分析，最后得出绝缘子积污状况。后期处理的过程中能够参考得出的结论，将绝缘子的结构参数，以及其他化学成分数据累计起来。

3.4辨识电场

通过测定分布电场的方式获取各个区段的绝缘缺陷，在正常的运行状态下，轴线是光滑的曲线，标识各时点特定的电势和电场强度，绝缘子内部的缺陷呈导通性，因此电场中的相应位置也会出现变形，所以说，对轴向分布的绝缘子电场进行测定，就能够发现绝缘子内部潜在的故障隐患。现阶段，已经有能够带电测定线路隐含缺陷的配套仪器，只是还没有得到应用和推广，虽然这种仪器能够对构架内的绝缘子缺陷进行测定，但是现场应用不便，而且需要耗费大量的资金，因此，更加便捷的新式装置仍然在开发中，也就是说目前并没有能够适用于日常绝缘子缺陷测定的方式，在特高壓输电线路的监测上这类方式不是理想的方式，对于跨度较大的特高压输电线路的监测还是使用在线视频监测的方式。

结语

总之，在对特高压输电线路要重点监测周边环境中隐含的环境风险、监测突发性雷击、对绝缘子进行检查，排除多样化的送电干扰。由此可见，特高压输电线路的在线监测技术必须要实现两方面的功能：一是对输电线路的各种环境数据进行采集；二是通过对运行状态的参数进行分析，得出相应的结论并给出合理的建议。

参考文献：

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