35～110kV 输电线路运行与检修技术

唐兴鑫

（贵州电网有限责任公司遵义供电局，贵州 遵义 563000）

0 引言

当前社会整体电力需求的增多，给电网运行造成了较大的压力。保证输电线路的运行安全，应能够结合不同电压条件下电能供应设备设施的进行要求，通过对输电线路运行状态的实时监测，搭配日常的定期点线路检修与维护，及时发现输电线路运行中存在的安全隐患和问题。将智能化的技术应用到输电线路运行与检修当中，对提升输电线路检修效率，保障输电线路和电网运行安全具有积极的意义。

1 35～110kV 输电线路运行要求

1.1 杆塔与基础

35～110kV 输电线路在当前电网建设发展中较为常见，以保障电网输电线路的运行安全为主要目的，结合当前35～110kV 输电线路运行的情况，应该能够围绕杆塔基础、导线、绝缘子、金具等部分，在保证其遵循输电线路运行基本要求的前提下，对输电线路进行检修维护。

在杆塔与基础方面，受到长时间暴露于空气环境以及运行损耗等方面的影响，塔杆基础表面水泥脱落，会使得杆塔钢筋外露，出现杆塔基础腐蚀等情况，影响杆塔结构的稳定性。针对检测中发现的杆塔倾斜、横担外协等情况，应基于杆塔倾斜、横担歪斜最大允许值的标准（表1），对是否需要进行检修维护进行判断[1]。

表1 杆塔倾斜、横担歪斜最大允许值标准

且当杆塔的横向或纵向裂缝宽度超过0.2mm 时，预应力钢筋混凝土杆也会出现裂缝。针对这一方面的问题，应能够及时对相应的杆塔基础表面进行检修与维护处理。

1.2 导线与地线

在输电线路的导线与地线方面，基于保障输电线路安全运行的目标和要求，应以导线和地线的强度为试验依据。在导线和地线表面出现较为明显的锈蚀、外层脱落等情况下，依据强度试验的结果，判断是否需要通过换线来保障线路的正常运行状态[2]。对导线地线断股损伤界面不超过总面积7%的情况，可以应用缠绕或护线与绞线的方法进行处理，对强度试验标准超过原破坏值4%或损伤超过2 种以上的线路进行切断重接。导线、地线界面损失处理标准如表2 所示。

除以上内容外，对绝缘子部分，应重点针对绝缘子表面损坏、老化、龟裂等问题，及时采取相应的维护措施；对金具部分，主要考虑金具连接处转动不灵活、安全系数降低等问题进行检修维护。

2 35～110kV 输电线路检修技术的应用

考虑35～110kV 输电线路在我国的电网建设中分布较为广泛，为保证这一范围内输电线路的运行安全效果，需要定期对输电线路进行检修维护。在新发展阶段，可以尝试将先进的检测技术与监控管理系统结合起来，以构建巡视巡检系统的方式，不仅可以实现对输电线路运行情况的实时检测，也能够基于系统中的数据库来获取对相关故障问题进行检修和维护的数据经验作为参考，从而有效提升输电线路检修维护的效果，保障输电线路的运行安全。基于此，在对35～110kV 输电线路应用的检修技术进行分析时，主要可以从以下方面来入手。

2.1 GIS 状态检修系统应用

将GIS 技术应用于35～110kV 输电线路的运行检测当中，可以让检修人员直接借助移动智能端来获取输电线路各个节点的具体位置，以便能够及时发现故障或线路破损情况的具体位置。而借助系统智能端，也可以将输电线路运行的现场情况实时传回到管理中心。在这一过程中，GIS 技术主要能够满足输电线路运行范围内气象环境、设备外绝缘设备配置等方面参数的综合统计与分析[3]。在依据最终检测到的结果来绘制线路运行和故障分布图像后，可以为相应的线路运维人员提供科学的信息支持和参考。

（1）基于保障35～110kV 输电线路运行安全的目的，在设计以GIS 技术为基础的输电线路运行状态检修系统时，首先应构建好空间充足的GIS 数据库。GIS 数据库结构如图1 所示，GIS 数据库中应主要储存空间和属性两方面数据，其中，空间数据以输电线路所在位置区域的地图，能够直接反映出线路区域的地形地貌、山川河流分布情况、交通状况、建筑分布情况。在更为细致的专题图像中，则可以明确线路、杆塔、变电站等电力设施的基本信息；属性数据则主要包括电力设施的基本信息、运行信息以及动态变化信息。

图1 GIS 数据库结构

（2）在构建GIS 数据库的基础上，还应明确系统运行依据的离线检测检修方式。基于布置架设输电线路的野外环境复杂性特点，检修系统运行依据的检修设备种类较多，可以借助GIS 来对输电线路进行离线检测检修。这种检修模式主要是指在未配置过多在线检测设备的情况下，由检修人员针对各类电力设备的状态量统计分析情况，确定现有电力设备运行的健康等级，进而依据判断结果来对相应的电力设备进行检修。

在这一模式下应用GIS 状态检修系统，应该以构建全面的线路范围人工巡视体系为主要方式，将巡线人员手持的卫星定位装置与监测系统有效结合起来，待巡线员在终端设备中输入电力设备状态量后，可以直接依据GPRS 来将输电线路现场的设备信息传输至系统中心[4]。同时，依据计算机网络技术，将以往输电线路检修数据导入GIS 系统中，作为辅助检修决策的主要依据。

在此基础上，考虑输电线路检修以指向状态检修为主，在现阶段输电线路难以满足全面在线状态检修要求的情况下，可以尝试在构建GIS 系统的基础上，通过部分区域的在线示范作为离线状态检修的在线补充，从导线温度控制系统、反外力监控系统技术等角度，进一步提升离线状态检修和在线检测的可靠性。同时，也应考虑状态检修工作对保障输电线路正常运行的重要性，仍需要强调兼顾定期检修的作用效果。基于此，可以结合设备状态评价逻辑（图2），作为对输电线路设备状态评价系统设计的主要依据。

图2 设备状态评价逻辑

（3）对输电线路运行检修系统结构的设计，以数据规约墙、信息交互平台、应用支持层、应用层为主。在严格遵循相关业务规范和技术标准要求建设系统时，数据规约墙主要负责为不同设备的供应商和数据的交换提供无缝连接的渠道；信息交互平台负责监测和数据传输命令的交互传递；应用支持层以数据库服务、GIS平台信息服务和相应的辅助软件平台为主。

（4）对基于GIS 技术的输电线路检测系统进行硬件部分的设计，应具体包括现场监测装置及其辅助设备、通信传输单元、供电设备、网关、输电线路通信集成平台以及数据库服务器六部分内容。其中，现场监测装置及其辅助设备以温度监测传感器、线路视频监测装置、泄漏电流监测仪、主机箱、设备安装固定夹具材料为主；通信传输单元主要由微波通信发送设备和接收设备实现传输功能；供电设备以太阳能板、电池和充电控制器构成；网关主要设置在主站，用于支持主要设备的通信转换和信息集中；数据库服务器则主要负责存储集成平台上传输的数据信息[5]。

对检测系统软件部分的设计，主要由服务器和客户端两部分构成。其中，服务器主要以C/S 结构来支持运行，主要发挥对原始数据层的处理和收发解析等功能；客户端主要应用服务器/浏览器的结构进行设计，发挥显示、统计以及人为管理等方面的功能作用。考虑客户端需要与用户进行直接接触，对该部分结构内容的设计应能够结合实际情况进行考虑。

2.2 输电线路状态专家模块设计应用

在构建GIS 状态检修系统的基础上，应以专家系统为基础，通过对专家系统模块的设计应用，实现对检测数据的分析处理，从而得到输电线路运行状况的科学评价结果。基于此，现阶段能够用于输电线路运行状态检测的专家系统，主要包括基于神经网络、模糊理论、模糊神经网络以及组合模型四种算法的专家系统给类型。

本文在对输电线路状态专家模块进行设计时，主要以模糊理论算法作为依据。在结合巡线测试信息的基础上，应用层次分析法来构建模拟评价系统，进而对线路的运行状态进行合理推断。将输电线路的评价划分为针对若干设备的评价后，再从设备中提取主要的指标，利用模糊理论来建立不同指标相对应状态下的隶属函数，在将线路现场各种运行状态量模糊化处理后，可以结合指标的权重来对输电线路设备进行单独评价和综合评价。

（1）基于这一思路，首先需要构建模拟判断模型。在将输电线路运行检修的整体问题划分为各个子系统部分后，以一种改进的1.0-1.9 标度法来构造层次判断矩阵，判断矩阵A=（aij）n×n具有如下特征：i，j∈n，aij＞0；aii=0；aij=1/aji。其中，i=j=1，2，…，n。

然后需要对矩阵元素进行归一化处理，以按行相加的方式得到的计算结果，即为判断矩阵的近似特征向量，在此基础上还需要对最大特征值进行计算，进而通过一致性检验的方式，在保证检验关系符合相关标准的情况下，做好层次总排序。

（2）对输电线路状态的模糊化处理，以输电线路杆塔为例，结合前面的分析发现，输电线路杆塔会随着运行时间增长而出现倾斜问题，在倾斜调度不超过5‰时，杆塔本身能够保证正常的运行状态，基于这一标准，可以重点参考输电线路状态评价相关的标准要求，重点围绕杆塔倾斜度、横担歪曲度、主材弯曲度以及拉线锈蚀情况，在明确各个部分评价扣分的标准后，选择适合个性指标的隶属函数类型。

2.3 基于检测模糊评价的检修策略

在考虑35～110kV 输电线路运行特点的基础上，应依据系统对运行状态评分的结果差异，采取有针对性的检修措施。

以百分制为前提，当经过系统监测得到的评分处于正常状态（85～100）时，在检修工作中，只需要围绕绝缘子表面清扫、线路避雷针检查及测试、金具紧固等内容进行，且检修周期也以正常频率进行。

当经过系统监测得到的评分处于注意状态（70～85）时，应能够适时提前安排具体的检修工作.例如，对处于这一状态下的输电线路运行状态进行检修，应具体强调零部件更换、基础外观修复、杆塔拉线防腐处理、更换杆塔拉线、带电更换绝缘子等内容。

当系统监测评分处于异常状态（55～70）时，应在执行以上检修内容的基础上，再增加修复加固基础、扶正加固杆塔、修复导地线、调整弧垂等针对主要部件的处理维护内容。

当系统监测评分处于危险状态（55 以下）时，还需要在检修工作中增加更换加装导地线、更换加装杆塔、纳入年度大修技改工作等方面的内容。

3 结语

综上所述，将智能化技术应用到35～110kV 输电线路的运行检修工作中，能够满足对输电线路运行情况的实时监测和管理控制需求。在充分考虑现阶段35～110kV 输电线路基本构成的前提下，基于对输电线路进行日常检修与维护的频率和准确性的要求，可以尝试将GIS 系统和专家系统与输电线路的运行检修机制结合起来，以更为科学的技术方法来提升输电线路的检修与维护效果。