基于輸電線路安全運行的研究

楊珂 張燁

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

基于輸電線路安全運行的研究

楊珂 張燁

（國網(wǎng)江西省電力公司贛州供電分公司運維檢修部 江西贛州 341000）

輸電線路的運行情況對整個電網(wǎng)的正常運行均有比較大的影響，輸電線路作為電能運輸、交換和分配的基本載體，對電網(wǎng)的可靠性有比較大的影響?；诖?，本文對輸電線路安全運行進行研究。

輸電線路；安全運行；研究

輸電線路由于覆蓋范圍比較廣，所經(jīng)過區(qū)域的地理環(huán)境均較為復雜，很容易受到惡劣氣候的影響。尤其是當一些特高壓線路密集布置時，如果受到極端天氣影響很容易出現(xiàn)多回路跳閘的情況。因此，做好輸電線路的安全預防工作，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行一直是線路維護工作的重點。

1 輸電線路在實際運行過程中的重要性

在當前的輸電工程中，輸電線路的安全性對整個電力系統(tǒng)的運行安全有著極為重要的影響作用。當輸電電路出現(xiàn)問題時，人們的日常生產(chǎn)和實際生活必然會受到較大影響。輸電線路出現(xiàn)問題可能致使大型工廠出現(xiàn)停產(chǎn)，進行產(chǎn)生較大的經(jīng)濟損失，更會引發(fā)事故，甚至會對斷電區(qū)域的居民生命安全產(chǎn)生極大的威脅。譬如，在礦井下作業(yè)的工人遭遇斷電將會使得依靠電力維持空氣流動的空壓機停止運行；而在建筑行業(yè)中，一旦出現(xiàn)停電，則可能使得高空中的建筑材料墜落，對地面人員的生命安全造成了極為威脅。另外，輸電線路故障對于輸電系統(tǒng)自身也是一種較大的威脅[1]。而當輸電線路存在短路時，則可能是線路局部溫度快速上升，進而引發(fā)火災。斷裂的輸電線路也可能電傷周圍的居民?？傊?，輸電線路一旦出現(xiàn)嚴重故障將會引發(fā)一系列反應，甚至會使得輸電系統(tǒng)完全崩潰，對多個地區(qū)的居民以及工業(yè)生產(chǎn)造成極大的影響作用。基于此，必須充分保障輸電線路的安全性。

2 輸電線路中較為常見的安全隱患

2.1 冰雪災害

近年來受到全球氣候變化的影響，覆冰災害已經(jīng)成為當前影響電力系統(tǒng)安全運行的重要因素。僅僅在2014年一年時間內(nèi)受到冰雪災害影響的輸電線路遍布重慶、湖南、湖北以及江西等多地，受災數(shù)量更是超過了211條，部分輸電線路出現(xiàn)了冰閃和舞動現(xiàn)象，而有的線路甚至出現(xiàn)了倒塔和斷線的基本現(xiàn)象。實際情況如圖1所示。

圖1 冰雪災害造成的影響

根據(jù)冰閃的基本原理分析發(fā)現(xiàn)，輕覆冰條件下絕緣子的閃絡仍是冰污結(jié)合形成的閃絡，與絕緣子表面積污、冰電導率等密切相關，而冰閃現(xiàn)象往往發(fā)生在冰雪融化期間，而防電弧順著絕緣子表面逐漸蔓延。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大量線路被冰雪完全覆蓋之前，絕緣子表面都存在一定數(shù)量的污穢物質(zhì)，而在被冰雪覆蓋過程中，過冷卻水的電導率和當時的周圍大氣環(huán)境參數(shù)有極大的關聯(lián)，而對于冰閃特性產(chǎn)生較大影響的污穢物質(zhì)其實是之前已經(jīng)存在的污穢物質(zhì)和冰雪覆蓋過程中濕污沉降的疊加。此時，冰層之中的導電離子將會逐漸向表面遷移，從而使得冰層表面的導電離子濃度不斷增加，一旦冰層融化將會形成高導電率的水膜，從而使得冰閃電壓極具降低[2]。而避免冰閃現(xiàn)象的基本方式便是增加線路污穢的清掃，譬如當塔頭的間隙尺寸允許時，可以適當增加絕緣子的片數(shù)和串長，并且在冰雪冰凍天氣之前完成污穢物質(zhì)的清掃。而在重覆冰條件下所形成的絕緣子閃絡和冰柱的基本形狀以及冰凌橋接程度存在極為密切的關聯(lián)，而防電弧則會順著冰柱和冰凌橋接面逐漸發(fā)展。通常來說，輸電線路的覆冰厚度往往會隨著線路所處區(qū)域海拔高度的增加而不斷增加，而對于覆冰厚度產(chǎn)生影響的主要因素是低溫冰凍天氣的持續(xù)時間長短。

2.2 山火燃燒輸電線路

近幾年部分地區(qū)的滿山大火常常發(fā)生，該種現(xiàn)象對輸電線路實際運行的安全性產(chǎn)生了極大地影響作用。根據(jù)相關記載，南方電網(wǎng)在2010年1～3月之間，電壓為220kV和500kV的輸電線路受到山火影響出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象的便分別為68次和60次，山火引發(fā)的單相跳閘重合閘成功率是52%，而多相電跳閘重合的成功幾率僅僅為36.7%。而在2014年一月，受到當時干燥天氣的影響，湖南、湖北、江西、四川以及福建等地出現(xiàn)了大量山火，超過500kV的輸電線路之上便出現(xiàn)山火223起，受此影響出現(xiàn)線路跳閘或者緊急停運的次數(shù)便達到了67次，重合閘退出甚至達到了63次。對所有山火發(fā)生基本原因進行分析發(fā)現(xiàn)主要有以下兩點：①伴隨著當前電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸電線路大量經(jīng)過植被茂盛的林區(qū)；②由于冬季氣候干燥，而春季又是祭祀季節(jié)，因此山火發(fā)生的幾率大大增加。

2.3 強風對于輸電線路的巨大影響作用

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷發(fā)展，極端天氣發(fā)生幾率增加，輸電線路受到強風影響出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象越來越多。根據(jù)國家電網(wǎng)部門的相關統(tǒng)計，在2004～2007年間，500kV以上的輸電線路受到強風影響出現(xiàn)跳閘的次數(shù)多達79次，更出現(xiàn)了53次的事故。作為典型代表的是2008年八月二十一日，華北電網(wǎng)500kV的輸電線路出現(xiàn)了3次跳閘，總損失功率達到了283萬kV，而系統(tǒng)的頻率更是降到了49.88Hz。而于9月17日東北電網(wǎng)受到強風影響出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，致使電網(wǎng)低頻49.64Hz運行大約兩分鐘。隨著時間推移，2013年受到強風影響出現(xiàn)線路跳閘的現(xiàn)象進一步增加，多次受強風影響出現(xiàn)跳閘對我國的電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生了巨大影響。

2.4 雷擊對于輸電系統(tǒng)的巨大影響

根據(jù)國家電力系統(tǒng)的基本統(tǒng)計，輸電線路在2011～2013年之間，每年遭受雷擊引發(fā)的輸電線路跳閘次數(shù)占總跳閘次數(shù)的幾率分別為51.7%、49.3%和47.6%。由此可以發(fā)現(xiàn)，雷擊依然是我國當前線路跳閘的主要原因。根據(jù)相關調(diào)查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著電壓的不斷上升，繞擊跳閘占雷擊跳閘的幾率也在不斷增加。

3 推動運維大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)的建立

3.1 加快自動化裝置和機械化檢修設備的研究

隨著我國輸電線路電壓等級的提升，輸電線路數(shù)量和長度的增加，應當進一步加強輸電線路巡檢和檢測設備的自動化和機械化建設。在輸電線路檢測過程中應當充分利用通信和計算機計算，推動智能化輸電網(wǎng)絡的建成，而在檢修裝備建設過程中，則可以借助直升機和絕緣斗臂車提升設備的安全性和便捷性。

3.2 推動多種監(jiān)測方式一體化系統(tǒng)的建成

受到自然災害和極端天氣的影響，常規(guī)檢測設備往往會受到較大限制，而為了有效提升監(jiān)測系統(tǒng)的工作效率，應當借助衛(wèi)星系統(tǒng)以及其他多種監(jiān)測系統(tǒng)，形成一體化監(jiān)測體系，從而為輸電線路搶修提升更加準確有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.3 推動輸電線路一體化運維體系的建立

運維體系分別有感知監(jiān)測系統(tǒng)、故障分析系統(tǒng)以及檢修運維系統(tǒng)組成，而對于輸電線路感知和監(jiān)測的充分融合形成低空立體化系統(tǒng)。巡檢系統(tǒng)包括無人機、直升機以及機器人等，而在線監(jiān)測裝置則主要包含監(jiān)測系統(tǒng)、各種檢測設備以及儀器。在狀態(tài)分析和故障預警過程中則通過對輸電線路全部數(shù)據(jù)的分析，找尋故障產(chǎn)生的基本規(guī)律，建立起完善的故障分析模型，最終形成故障判斷和預警體系。

4 結(jié)論

綜上所述，為了保證輸電線路的安全運行，要對常見的線路危害進行分析，引入現(xiàn)代化的信息系統(tǒng)和信息技術(shù)，加強機械化檢修設備和自動化檢測設備的研究，建立一體化運行體系，保證輸電線路安全運行。

[1]胡毅.影響送電網(wǎng)安全運行的有關問題及對策[J].高壓技術(shù)，2005（04）：77～78.

[2]吳田，阮江軍，張云，等.輸電線路因山火跳閘事故統(tǒng)計特性與識別分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012（10）：138～143.

TM755

A

1004-7344（2016）05-0104-02

2016-2-5

楊珂（1984-），男，江西萍鄉(xiāng)人，高級工程師，大專，從事電力線路110kV及以上電壓等級輸電線路的運行維護、檢修、工程質(zhì)量管理工作。