淺析特高壓輸電線路檢測關鍵技術

王曉冬 夏立偉 范 楊 汪旭旭

（1.湖北電力公司檢修公司鄂西北運維分部，湖北 襄陽441000；2.國家電網公司直流建設分公司宜昌工程建設部，湖北 宜昌443000）

0 引言

特高壓輸電線路在整個電網中起到舉足輕重的作用，其運行的可靠性要求較現有超高壓線路更高，而輸電線路檢測是保證線路建成后安全穩定運行的重要方式之一。因此，了解特高壓輸電線路特點，結合特高壓輸電線路關鍵技術研究成果和超高壓線路運行維護經驗，分析特高壓線路檢測的關鍵技術，可以彌補特高壓輸電線路在運行維護理論方面的不足，為特高壓輸電線路的運行維護提供一種科學、合理的指導性方案。

1 特高壓輸電線路特點及檢測難點

1.1 特高壓輸電線路結構、運行特點

1.1.1 特高壓輸電線路結構特點

與現有超高壓線路對比，對特高壓輸電線路特點分析如下：

（1）線路結構參數高。導線截面大，分裂數多，比如特高壓直流輸電線路導線為六分裂，交流線路導線選用分為3種類型：一般地區線路導線為8×LGJ－500／35鋼芯鋁絞線，子導線分裂間距為400mm，導線外接圓直徑為1 045mm；獼猴保護區和軍事限制區為8×LGJ－630／45導線，同時增大1m線間距離或將平均高度提高5m；大跨越工程為6×AACSR／EST－500／230特強鋼芯高強度鋁合金絞線。

（2）線路長，環境及氣象條件復雜，運行電壓等級高。目前特高壓直流電壓已達±1 100kV，交流為1 200kV，且線長接近甚至超過2 000km，覆蓋多種地形及氣象氣候區。

（3）可靠性要求更高。特高壓輸電線路對電力系統穩定性、可靠性的影響遠遠大于高壓／超高壓輸電線路，一般不允許停電檢修，且設備眾多、結構復雜，導致其故障幾率增大，破壞程度變大。

1.1.2 特高壓輸電線路運行特點

特高壓輸電線路由于分布區域極為廣泛，且長期露天運行，容易受到自然災害（如風、雨、雪、冰雹、污穢、洪水等）和外力等破壞，我國超高壓輸電線路多年的運行經驗表明，線路在運行中易出現雷擊、污閃、覆冰、風偏、振動、舞動等故障，給線路的安全穩定運行造成了極大危害。

1.2 特高壓輸電線路檢測中的難點

現有的傳統檢測方法已不能完全滿足特高壓輸電線路的要求。如高壓輸電線路導地線與接續金具缺陷的檢測過去多采用目測法，目測法是巡視人員用肉眼或望遠鏡對導線進行觀測，有時是巡視人員將導線缺陷拍攝下來再進行觀測分析，其在實際工作中存在著效率低、準確度不高等不足，用于特高壓線路檢測時，這些缺點將更明顯。又如特高壓線路桿塔傾斜的檢測，由于我國特高壓線路穩定運行的要求較高，而且穿越了煤礦區等地質結構較復雜的區域，因此對于特高壓線路桿塔傾斜，不能只采用定期檢測，需與在線監測相結合。目前桿塔檢測工作在技術上還存在著一些不足，首先要提高檢測方法的效率，盡量縮小檢測工作所需要的空間，提高檢測方法的現場適用性；另外需要通過相關試驗及試運行來檢驗桿塔傾斜在線監測裝置的可靠性（包括檢測的可靠性及檢測結果傳送的可靠性），延長裝置壽命，降低裝置成本。從目前情況來看，國內高壓、超高壓系統中各類在線監測系統、紅外檢測、紫外檢測、超聲波檢測等都得到了一定的應用，并取得了較好的效果，其檢測原理和方法對于特高壓線也同樣適用。

2 線路檢測中的關鍵技術

針對特高壓輸電線路的特點，在分析現有檢測裝置與維護方法的基礎上，應研究采用適用于特高壓線路的檢測裝置和檢測技術，如輸電線路的在線監測與狀態維修技術，紅外、紫外成像的遙感檢測技術等，實現特高壓線路缺陷及故障快速檢測。

2.1 紅、紫外檢測技術

紅外成像技術采用對物體進行掃描的方法，依一定順序逐點接收被測物體的紅外輻射，再利用紅外元件，將這些接收到的紅外輻射轉變為電信號，然后經過類似于電視接收系統的信息處理，在顯示屏幕上顯示出一幅被測物體的紅外熱像圖像。當被測物體溫度升高時，其紅外輻射強度大，轉變成的電信號也強，屏幕上顯示的熱像圖也就更明亮，反之，則熱像圖就暗，其最高可分辯出0.01℃的溫升。因此，紅外成像技術可以探測特高壓輸電線路故障發熱、溫升點，便于故障點定位。

紫外檢測通過統計單位時間內的電暈脈沖數，確定放電強度，可用于檢測微小但穩定的局部放電，探尋導線及金具故障，并顯示故障源的精確位置。圖1為晉南荊線某處紫外檢測的情況。

圖" 紫外檢測圖

從圖1中明顯可以看出，特高壓輸電設備放電點主要集中在均壓環和導線側絕緣子上。

2.2 金屬結構的超聲波探傷

在特高壓線路鐵塔的運行維護中可用超聲波探傷，以及時發現缺陷，及早預防。各種材料的缺陷形式多種多樣，沒有一個統一的缺陷標準來衡量缺陷狀態。超聲波探傷一般采用當量原理實現缺陷的檢測，即在特高壓輸電線路鐵塔探傷時，檢測鋼材試塊中各種類型的人工缺陷，記錄其波高，導入探傷系統數據庫，現場檢測鐵塔缺陷波高，經過系統對比匹配確定缺陷形式。因此用試塊作為參考依據來進行比較，是超聲波探傷的特點。

超聲波探傷儀按聲源能動性、聲波連續性、缺陷顯示方式和聲波通道數等方式可分成許多種類型，其中脈沖反射式超聲波探傷儀是當前應用最廣泛的一種，它主要由同步電路、掃描電路、發射電路、探頭和示波管、時標電路等組成。

2.3 在線監測技術

在線檢測技術利用攝像頭、3G／WiFi網絡，可以清晰地顯示線路運行畫面，例如視頻監控通過3G網絡或是WiFi將線路的情況實時傳輸回后臺。圖2為國家電網某省網公司轄下的220kV線路應用視頻監控的實時截圖。

圖- 視頻監控實時監測截圖

此外，在線監測技術利用傳感器、3G／2G網絡，實時傳輸監測點溫度、風速風向、鹽密、泄漏電流、桿塔傾斜角度等數據至系統后臺，運行人員通過查看后臺監測數據，能掌握線路監測點氣象情況，預測線路故障并做出檢修決策。

3 結語

本文基于現有的超高壓輸電線路運行維護技術，總結了特高壓線路的結構和運行特點，結合特高壓輸電線路特點，簡要闡述了特高壓輸電線路檢測工作中的難點，初步研究分析了紅外／紫外技術、超聲波探傷技術、在線監測技術在特高壓輸電線路檢測工作中的應用前景，為特高壓輸電線路的運行維護工作提供了一定的參考。

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