特高压输电线路运行维护技术的研究现状康蕾

特高压输电线路运行维护技术的研究现状康蕾

国网山西省电力公司检修分公司山西太原030000

摘要:特高压电网具有容量大、损耗低、输送距离远的特点,其在电能传输方面的优势是其他超高压等级电网无法达到的。1000千伏交流特高压输电线路的供电能力是500千伏超高压交流输电网的5倍,因此,国家大力发展特高压电网。然而特高压电网的运行环境复杂,很容易受到风雨雷电等自然灾害的破坏,从而导致电路故障。因此必须加强对特高压输电线路的运行检修,确保电网安全有序运行。

关键词:特高压输电线路;运行维护技术;现状

引言

电力发展离不开电网的铺设,随着中国经济实力的提升,庞大而严密的电网正在征服中国的每一寸土地,它们对中国的工业发展、人民生活水平的改善作出了巨大的贡献。与此同时,面对遍布全国各地,且错综负责的线路情况,做好输电线路的运行维护检查至关重要。这是对人民群众用电安全的负责,对中国电力建设更是有着非比寻常的意义。

1交流特高压线路的总体特点

交流特高压线路的杆塔具备着高度较高、强度较强、根开更大等三方面的特点,这些特点的出现主要是由于特高压输电线路要求最低距离地面高度26m,绝缘子串长度一般超过10m,受弧度影响其塔杆自然就会较高,而较高的塔杆自然需要强度较高的材料支撑,而为了优化设计节省塔材,一般杆塔根开约为15×15m水平的设计便不足为奇;而在导线结构的特点中,交流特高压线路导线结构具备着八分裂结构特点;而在杆塔基础特点中,基础结构复杂、运行维护困难是杆塔基础无法回避的问题,这些问题的出现主要源于其所经地区地质、地貌条件较为复杂所致;而在绝缘子类型及组串方式特点中,交流特高压线路的耐张串采用瓷质绝缘子和玻璃绝缘子组串,直线串采用复合绝缘子为这一特点的主要表现;而在特高压金具特点中,结构复杂、尺寸大、工艺质量和机械强度要求高等是这一特点的主要表现。总之交流特高压线路自身存在着各部分较为复杂的特点,而这一特点的存在都是为了最大程度上保证其输电的稳定性与安全性。

2特高压输电线路的运行维护特点

2.1环境特点

特高压传输路线长,地势复杂,气象条件多变,气候环境恶劣,所经地区多为事故多发区(如污闪事故和冰害易发)。某些地区在高海拔,形成独特立体的气候环境,微气象、微地形条件复杂,这些都给线路带来了不稳定因素。

2.2故障特点

1)雷击故障。虽然特高压线路自身的绝缘性做得很好,直接遭受雷击的可能性不高,但是,输电线路杆塔高,导线上电压也很高,这样导线上就容易产生向上先导,导线这时就成了闪电的导电棒了。特别在一些海拔极高的地区,电线就在云层中,这种引导作用就愈发明显。理论分析和故障记录表明,特高压输电线路的雷击跳闸事故多是由于雷电直接击中导线造成的。2)冰害故障。我国的特高压线路覆盖范围广,有北至黑龙江寒带区域,有海拔高达几千米的西藏高原区域,在寒冷的冬季,经常发生输电导线被厚冰冰冻。由于特高压导线分裂数多,横截面积大,故相对于普通输电线路更容易发生冰害。超重的冰块,给杆塔造成了额外的压力,轻则损坏绝缘子和金具;重则导线断裂、杆塔倒塌。2008年我国就发生大面积的输电线路冰害事故,后果很严重。3)污闪故障。近年来,我国很多地区都爆发雾霾天气,在我国新疆、内蒙古地区还经常爆发沙尘暴,这些恶劣的自然环境,给特高压线路带来了严重的污闪问题。遇到极寒天气,这些污闪多发区还有可能爆发冰闪灾害,因此在污闪问题频发地区,施工时要采用大吨位、高强度的绝缘子,并定期做好导线清扫工作。

3特高压输电线路运行维护的现状

3.1智能化检测技术

上面我们谈到了三种自然灾害的发生会对特高压线路产生影响,为了能够监测到这些自然条件带来的影响,我国已经研发出了一系列的监测技术,比如气象方面的覆冰在线监测装置、防山火在线监测系统、视频在线监测系统等方面,这些技术综合起来就形成了一个庞大的系统,能够全方面的提供在线显示和智能判断,在输电线路运维过程中,新的监测技术带来了诸多便利。

3.2直升机线路巡视技术

考虑到特高压输电线路的分布范围广、输送距离远等特点,而且输电线路的站点通常相隔较远,还有一些分布在山区等偏远地带,因此,线路会面对不同的地域气候变化,而偏远山区则由于交通不便很难派出巡视人员,再加上杆塔的高度较高也为运行维护带来了困难。传统的人工巡视方法已经不符合现阶段特高压输电线路运行维护需求,而通过直升机线路巡视方法则可以高效便捷的完成当前的巡视工作。直升机线路巡视技术是通过在直升机上安装红外线等巡视装备,然后直升机飞行到巡视地区,在高空完成红外测温、紫外探测等巡视信息采集业务,根据信息分析来判断输电线路有没有损坏或者安全隐患,同时要检查输电线路是否存在接头过热、绝缘失效等问题。现在的直升机在特高压输电线路高空巡视中,还可以将目测与机械工具观测相结合,在对观测数据分析时可以使用计算机技术,有利于短时间内识别线路的缺陷问题。与传统的人工巡视相比,直升机线路巡视技术突破了空间限制,因为高空巡视,所以不用担心交通不便或者地形地貌的干扰,让输电线路的运行维护变得更加高效、安全、快捷。而且直升机内可以携带相关巡视仪器,无疑让巡视工作的准确性进一步提高。

3.3带电作业技术

带电作业技术指在高压电气设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。由于特高压输电线路杆塔高、塔头尺寸大、线路走廊宽度大、电压高等特点,增加了带电作业的难度。带电作业前必须确定最小安全间距、最小组合间隙以及绝缘工具最小有效绝缘长度等问题,防止特高压电磁场对作业人员造成身体的影响。特高压交直流输电线路带电作业最大操作过电压为1.72p.u,相地操作过电压前时间>3000us,通过线路杆塔的实际结构,带电作业的具体位置进行综合分析,并进行带电作业间隙放点试验,计算带电作业的危险率。根据放电测试,得到特高压带电作业绝缘工具的最小有效绝缘长度。然后穿戴好防辐射屏蔽服、屏蔽帽和鞋子,1000千伏电压带电作业人员进行电位转移的时候,必须使用电位转移棒减少电位转移时的脉冲电流,以免电流过大,直接烧毁屏蔽服。直线塔乘坐绝缘吊篮荡入法或者沿着绝缘平梯进入法;耐张塔等电位作业法主要是沿着耐张绝缘子串进入法。特高压输电线带电作业时必须遵守国家《送电线路技术导则》、《同塔多回输电线路带电作业技术导则》等相关措施,不同的杆塔结构采用不同的作业方法。

结语

特高压输电技术在我国的经济发展的重要性不言而喻,保障输电线路方面的安全稳定运行,科学有效的维护输电线路必不可少。我国家在特高压输电技术上取得了一系列成果,但是还存在一些难题,这些难题仍需要我们不断研究和突破,这都是我们今后特高压输电技术进步、输电线路运维工作中的坚实基础。

参考文献

[1]高嵩,刘洋,路永玲,崔艳东.交流特高压输电线路运行维护现状综述[J].江苏电机工程,2018,02:81-84.

[2]蔡敏.特高压输电线路运行维护技术的研究现状分析[J].湖北电力,2017,06:1-6.

[3]舒印彪,胡毅.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J].高电压技术,2017,06:1-5.

[4]舒印彪,胡毅.交流特高压输电线路关键技术的研究及应用[J].中国电机工程学报,2018,36:1-7.

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