電網運檢信息化建設研究

摘要：在電網中，有大量的輸變電設備都暴露在室外環境中，故對輸變電設備的運檢修作業是電網工作中的重中之重。在氣候變化的大背景下，輸變電設備正經受著越來越嚴峻的氣象災害。因此，氣象災害預警、風險防控相關理論及技術已成為電力系統輸電設備運檢作業的重要技術。本文首先基于覆冰機理和覆冰模型，建立了一種覆冰預警模型，并使用案例進行了驗證。然后對污閃程度進行量化分析，建立了可視化的污閃預警模型，并結合華東污閃案例，對模型的準確性進行了驗證分析。

關鍵詞：電網運檢;信息化;建設

一、覆冰防護

（一）模型的建立

不同地區的氣候特征、地形環境不同，覆冰類型有較大差異。不同類型的覆冰，其增長速率不同，結合力也不同，影響線路結冰的增長的主要原因也不一樣。因此，要掌握覆冰機理首先要了解覆冰的分類方法，才能針對不同種類的覆冰類型，深入研究其覆冰機理。劃分覆冰有很多種，一般是按照物理特性進行劃分。我國采用的是《DL/T5158-2012電力工程氣象勘測技術規程》，其中將覆冰劃分為四個類型：雨凇、霧凇、混合淞和濕雪。對于覆冰增長模型，相關資料中針對不同覆冰類型推薦了不同的覆冰增長模型，例如針對雨凇采用了C haine和Skeates的模型，針對霜淞采用了Makkonen模型，針對濕雪采用了S akamoto模型，各個模型只能代表其中的一種覆冰類型，如果用這些公式去描述同一種導線結冰情況，預測結果會有比較大的差異，所以本文模型的重點就是實時判斷覆冰類型，根據覆冰類型切換不同覆冰增長模型，使預測覆冰增長更加準確。

（二）線路覆冰類型的分析

為了對本模型進行驗證，本文特取2008年湖南冰災數據，表l為某市2008年1月的氣象數據。長沙當時線路覆冰嚴重，本文選取了1月份不斷積雪的后半個月數據。

為了分析某市2008年1月份的線路覆冰情況，基于Chaine模型、Makkonen模型及Sakamoto模型，針對表1中的氣象數據進行計算分析覆冰類型。即，根據每天氣溫的增長趨勢，計算分析該天氣下的覆冰類型，并得出2008年1月長沙市的覆冰類型分布圖，雖然大多數的天氣為霜凇天氣，但有Sd為雨凇天氣，所以用單一的霜凇模型去預測并不準確，而本文將同時使用霜凇和雨凇兩種模型預測線路覆冰情況。

使用兩種模型的預測增長曲線更貼近實際覆冰增長曲線，第7d到第10d是兩條曲線開始相差越來越大。因為這4d都是雨凇天氣，雨凇附著力強，內聚力大，覆冰厚度增加速率快。如果只是用Makkonen模型去預測，預測結果會比實際覆冰厚度小很多，但此時用Chaine模型就能很好的預測這幾天覆冰厚度的增長。故本文提出的模型比單一模型準確性高。在本次案例中，線路出現了雨凇覆冰，雨凇是一個濕增長的過程，而且雨凇的粘附能力十分強，通常輸電線路上的雨凇是很難自己脫落，需要借助外力進行脫落。在有風的情況下，導線會有一定程度上的晃動，重量變大的導線會使桿塔承受更大的張力，造成了絕緣子等其他金具的損壞，使設備的絕緣性能降低，可能會發生閃絡等事故，影響電力系統的安全運行。因此，對覆冰厚度的準確預測是十分重要的。

二、污閃防護

污閃現象在華東地區頻頻發生。在每年入冬初春時期，華東各省市少雨多霧，這時，設備外絕緣表面的積污速率和積污量大大增加，使得絕緣子表面鹽密達到年度周期的最大值。在此情況下，如果出現連續大霧天氣，將容易發生外絕緣閃絡，嚴重威脅架空線路的安全。故建立一個污閃預警模型是很有意義的，本文以有效積污天數為指標，建立了污閃風險預警模型，并通過案例進行了驗證。

（一）污閃風險預警模型

目前對于污閃的預警并沒有系統的理論，本文經過研究對比發現，計算有效積污天數作為污閃的指標，用以判斷污閃風險，是貼切可行的。有效積污（干）日數是根據干旱季節期間出現的降雨量對絕緣子表面附鹽密度清洗效果來確定天數。在雨天，絕緣子外層的上輪廓面比下輪廓面清洗效果更加明顯，而在持續干燥日，其污穢堆積速率也比下輪廓面高得多。因此，本文重點研究上輪廓面積污變化。

（二）污閃模型驗證

污閃的發生不僅關系絕緣子表面積污程度，還與當地的氣象條件，以及線路的電壓，所以不同地區有效積污天數的承受能力是不一樣的。因此，綜合考慮華東四省一市地區的幾個氣象要素與輸電線路污閃現象關系，結合運行經驗、試驗研究驗結果以及污閃發生實例，提出了發生污閃可能性的綜合氣象條件有效積污（干）日數指標為60dⅢ。

三、結論

簡而言之，對于覆冰預警模型而言，最關鍵的是對覆冰增長的預測，而本文結合實例證明了，實時使用多模型預測比單一模型預測更準確。另外，對于污閃預警模型而言，提出的有效積污天數模型能對污閃危險程度進行量化評價，并且通過該模型成功預測了2011年初華東電網污閃事故，證實了該模型的準確性。本文中提出的基于ArcGIS計算的污閃預警圖，可用于輸電線路運檢業務方面的數字化設計中，可實現線路運檢業務的可視化管理，并為今后在線路運檢業務上應用輸變電工程數字化設計成果提供理論依據。

參考文獻：

[1]李澤椿，畢寶貴，金榮花，等.近10年中國現代天氣預報的發展與應用[J]氣象學報，2018， 72（06）： 1069-1078

作者簡介：張捷（1990-），男，重慶榮昌人。