關于輸電線路絕緣性檢測的探討

羅慶雄

（廣東電網公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

我國國體面積幅員遼闊，由于國民經濟發展的需要，電網覆蓋的面積在不斷的增大。這使得我國的輸電線路的輸送距離長，很多線路都要經過無人的野外，自然環境相對比較的復雜，這些都使得輸電線路的絕緣性容易下降，從而導致一系列的問題，影響電力傳輸的安全性和穩定性。同時當前國內的輸電線路的絕緣性檢測工作的開展，主要是通過人工的方式進行巡查，但是由于人員配備不足以及巡查范圍的有限性，使得輸電線路的絕緣性工作的開展不是十分的順利。針對這種情況，在進行輸電線路的絕緣性檢測工作當中應該積極的引進新的技術，從而有效的縮短輸電線路絕緣檢查的時間，從而提高輸電線路輸電的安全性和可靠性。

1 絕緣性檢測內容

由于冬季的溫度較低，此時如果空氣中的含水量較高，就會使大量的水汽凝結在輸電線路之上，使得輸電線路的自重大大的增加，而原本輸電線路所能夠承受的重量是十分有限的，輸電線路產生的拉力載荷超出輸電線路設計的載荷的標準的時候就會使輸電線路或者是相應的塔桿發生倒塌或斷線事故，導致輸電線路中斷和大面積的停電事故。輸電線路上凝結的水滴還會改變輸電線路的空氣動力結構，從而使線路的舞動加劇，從而對導線的壽命以及絕緣性造成損害，造成輸電線路發生跳閘事故。因此要對輸電線路的水汽凝結以及舞動的情況進行相應的檢測。國家為了確保輸電線路的安全性，對其相間距離和對地距離都進行了相應的規范。因此在進行輸電線路絕緣檢測的過程當中應該主要檢測其相間距離和對地距離。

2 絕緣性檢測方法

輸電線路的在水汽凝結狀態下的力學模型的建立，再加上相應的傳感器技術，使得輸電線路的絕緣性檢測工作有了新的進展。通過分布廣泛的傳感器來收集相應的輸電線路的舞動的相關的信息，包括舞動的振幅以及頻率等，然后根據水滴凝結狀態的力學模型對導線的情況進行分析，從而能夠得出導線的對地距離。同時根據相應的攝像裝置能夠及時的收集輸電線路的舞動軌跡，從而能夠直觀的了解到導線舞動的情況。通過相應的檢測技術能夠確保檢測工作的準確性，同時又能夠根據視頻來對導線舞動的實際畫面進行直觀的判斷。在對輸電線路的絕緣性進行檢測的過程當中涉及到多個傳感器的利用，主要的有對微氣象環境進行檢測的傳感器，對輸電線路的力學狀態進行檢測的傳感器，此外再加上智能視頻分析系統共同組成了輸電線路絕緣性分析系統。

2.1 微氣象參數監測

通過微氣象參數傳感器能夠對輸電線路所處環境的氣溫、空氣含水量以及當地的風速進行詳細的掌握。一般來說輸電線路上凝結的水滴大多都是在溫度角度的環境下，由于空氣中的含水量較大，在風力的持續作用下，大量的水汽不斷的附著在輸電線路上，從而導致輸電線路凝結水滴。除此之外，大氣壓以及雨量的大小都對輸電線路的水滴凝結量產生直接的影響。輸電線路凝結大量的水滴之后，由于導線的受力面積增大，此時如果風速較大，就會導致輸電線路的舞動。風速的大小以及凝結的情況都和導線舞動的情況呈正相關。此外，風向對于導線的凝結情況以及舞動的情況都有直接的影響。因此在輸電線路絕緣性檢測系統中，要通過微氣象傳感器收集相關的氣象信息，從而為輸電線路的受力模型分析提供相應的數據。

2.2 力學分析與智能視頻分析相結合的檢測

在懸鏈線和三自由度舞動等力學模型之上，通過傳感器測量主桿塔絕緣子串上的豎直方向張力(由拉力傳感器監測)，絕緣子串傾斜角(由傾斜角傳感器監測)，風速(由風速傳感器監測)等參數，可計算出桿塔水平拉力、靜止時的導線弧垂、舞動幅度和頻率等物理量，最后可得到相間距離和輸電線對地距離。但基于力學模型的方法基于很多假設，計算結果跟實際情況存在較大的誤差。為此，引入智能視頻分析技術。智能視頻監控不僅可以對現場情況進行視頻顯示，還可以對視頻圖像信息進行分析，以非圖像形式的信息呈現給管理員。此方法簡單易行，能直觀地觀察氣候環境惡劣地區的水汽凝結情況。但是，由于輸電線所處環境的特殊性，要獲取高質量的圖像必須考慮大霧、雨、霜等天氣狀況對攝像機的影響。所以，輸電線路監測攝像機必須具有防水、防霧等功能。應用智能視頻分析技術分析時，距離信息的計算涉及到一系列的圖像處理技術和模式識別技術。其中圖像處理技術包括圖像去噪、圖像灰度化、二值化等圖像預處理技術，圖像分割技術，以及像素計算，圖像形態學處理等。

3 常見的檢修方式

在發現輸電線路的絕緣性存在問題之后，應該采取相應的檢修措施，從而及時的排除故障和安全隱患，防止故障的擴大化。在輸電線路檢修的過程當中主要有以下幾種方式：

3.1 最小檢修。對于發生故障的部分進行相應的修理或者是直接更換，對于其它的部分不采取任何的措施。這種檢修方式最為簡單，具有較高的效率，這樣可以有效的減少線路檢修時所需要的時間和成本，能夠在最短的時間使輸電線路恢復正常的工作。但是這種方式往往會產生一系列后續的問題，導致頻繁的故障。

3.2 完美檢修或更換。顧名思義就是在較大的范圍內對輸電線路進行維系和更換，盡可能的消除線路中的相關的問題，使輸電線路的性能保持在最佳的狀態。但是這樣需要消耗大量的時間，花費的成本也比較高。

3.3 預防性檢修。在輸電線路出現絕緣故障之前對線路進行相應的維護和檢修，從而及時的發現將要出現故障的位置，在其故障之前進行相應的修理，這樣可以確保線路保持在比較穩定的狀態，確保供電的安全性和穩定性。

3.4 計劃檢修。制定完整的檢修計劃，按照計劃的規定對線路進行定期的維護和檢修，這樣可以定期的消除一些問題，能夠保證輸電線路的穩定狀態和較好的工作性能。

結語

本文采用多傳感器信息與智能視頻分析相結合的方法檢測輸電線相間距離、對地距離等絕緣性數據。由于力學模型往往引入大量假設，把問題簡單化處理，其計算結果往往跟實際情況有較大差距。在檢測中引入多傳感器與智能視頻分析相結合的方法可以增強分析的準確性和實用性。

[1]王少華，蔣興良，孫才新.輸電線路導線舞動的國內外研究現狀 [J].高電壓技術，2005，31(10)：11～14.

[2]侯鐳.架空輸電線路非線性力學特性研究[D].清華大學，2008.

[3]黃道姍，林韓，林濟群，張榕林.電力設備狀態檢修實施策略研究 [J].福建電力與電工，2001，(04).