特高壓輸電線路狀態監測技術的應用

江澤 蔣興元

摘要：特高壓類型的輸電線路具有分布廣泛的特點，電網能否正常運轉工作取決于輸電能否穩定。狀態監測是目前應用較多的一種現有技術，常用到的技術有超聲波、紫外與紅外監測等，以保證各區域所布置電網線路狀態的穩定，從而保證電網可以安全運轉。全天候的監測可以準確確認輸電線路的實時輸電狀態，基于此，本文針對輸電線路狀態進行監測所用到的常見技術進行了分析，以便于應用合適的監測技術監測特高壓輸電線路。

關鍵詞：特高壓;輸電線路;在線監測技術;新型檢測技術;應用

0 引言

隨著我國經濟的日益發展與進步，人們對于輸電也有著比過去更高的要求，輸電線路的布置與各個區域相銜接，具有復雜性的特點。特高壓類型的輸電是總體輸電網絡的根基，它的日常輸電決定了區域范圍內的供電水平，這就對監測技術有著很高的要求，配有實時的監測技術才能有效的避免輸電路徑可能會隨時發生的多樣性故障，以便于選擇最佳防控對策[1-2]。基于此，有必要對現有的監測經驗與技術進行整理歸納，以便于實現對隱含輸電故障的實時監測，從而進一步實現輸電的安全性。

1.在線監測技術

由于目前電表呈現出日益增加的總壓力值，可以判斷各區線路所經由的負荷量也在日益增加，因此，為了解決隱含的風險，使得各區的供電能夠具有穩定性，須及時予以相應的調控，并加強監測。目前關于特高壓類型輸電線路的在線監測可以分為以下幾種路徑。

1.1針對突發性雷擊的監測路徑

突發性的雷擊極易對處于工作狀態線路造成損壞，尤其是在雷雨較多的夏季，雷擊具有突發性、活躍性的特點，很容易對區域內特高壓線路造成損壞。有雷擊所造成的線路損壞是不可逆的，電線會被瞬間燒毀甚至發生破裂[3]。基于此，有必要慎重監測雷擊性的故障，例如可以根據波形的辨別來判斷線路所承載的電流強度，再根據理論數值參數進一步判斷真實電流強度，以此來預估潛在的危險，判以預估雷擊發生的可能性，實施綜合防控對策，針對雷擊采取有針對性的預防措施。

1.2針對絕緣子的監測路徑

特高壓類型輸電線路的正常運作離不開絕緣子，絕緣子表面沾染了一定的灰塵時則輸電線路將會發生內側漏電。其基本原理是漏電發生時會導致絕緣子覆著的絕緣層發生溶解，從而降低了實際的絕緣功效。實際絕緣子沾染灰塵后的表面比較污穢，必須斷電才能進行測定。很多企業實際采取解決方案時注重于解決絕緣子表面的外層污穢，這種防控技術還處于起步階段，后續還需要進一步的研究與提升[4]。目前現有的比較成熟的技術是對等值密度的測定技術，通過測定來對絕緣子表層的潛在漏電風險進行判斷，并對經由電流進行預測。

1.3針對周圍自然環境的監測路徑

特高壓類型的線路一直以來都具有暴露性的特征，因此，很容易受到人為因素與自然因素等一些外在因素的影響而發生損壞。周圍自然環境對于線路可能造成損壞的因素的一般分為導電率降低、溫度與濕度侵蝕以及酸堿度腐蝕等[5]。長期處于不利于線路運轉的外在環境下將會對絕緣子與絕緣外皮乃至線路塔架等造成損壞。基于以上分析，要想做到對自然環境所隱含潛在風險的全面辨析并采取有效的防控對策，對外在實時發生變化的線路運作時所處的環境進行正確辨別，就要針對線路配備一套系統的監測體系。在這種配備體系的基礎上根據實際狀況配備一定的配套防控系統。如此不僅可以省去不必要的額外送電相關資源的消耗，又可以很好的保護線路。例如架設的初級階段某區線路布置有空間間隔比較大的塔架，這樣就導致空中要牽扯很長的電線線路。當遇到大風時電線線路會隨著風向不斷搖擺，震蕩中會使得原有表層線路發生磨損。風級較大時很可能還會發生線路的嚴重碎裂。在風振較緩狀態下，線路的損壞屬于自然性的，這類積累性的損壞屬于隱含性的。基于此，要想真正做到對該類型損壞的防控與阻止，就要配備可實施實時管控的系統。這類系統可以根據環境風力針對某時刻的風力進行預測，并統計出有關風力值，當測得的風力值與設定的報警臨界值相吻合時，則可以實施線路修護。

1.4視頻監測路徑

視頻監測屬于較常用的監測，可進行直接性監測，應用較廣。由于我國城鄉地區各區大都有著較廣范圍分布的特高壓線路，且線路所在區域比較復雜，輸電線路的周圍大都有很多隱含的安全隱患，因此需要配備視頻監測，然而由于情況復雜，要想進行視頻監測系統的全面配備仍然比較困難。另外，視頻監測也可以用于經常發生故障的一些區域，如此可以測定期間所隱含的潛在風險信號，為更高水平的監測提供一定的保障。

2.新型監測技術

除了以上幾種常見的在線監測技術外，關于特高壓類型輸電線路的監測還有以下幾種帶電監測技術。

2.1超聲波的判斷

超聲波具有穿越不同介質的特性，可以對不同介質表層進行反射與折射，超聲監測可以對表面有裂痕的絕緣子進行識別，監測其芯部[6]。超聲波監測設備需配有可發射不同介質脈沖的發生器，這是發揮超聲波檢測功能的必要條件。絕緣子含如果內部有裂痕，使用超聲監測時時間軸就可以凸顯出一定的發射波，將內在隱含的細微裂紋缺陷監測出來，有助于對超聲波位置進行精準判別，進一步地判斷出絕緣子內部細微裂紋的具體情況[7]。超聲測定具有便捷、簡易的優勢，還能夠抵抗干擾。值得注意的是，超聲監測途徑實際上也暗含著換能器缺陷、衰減、與耦合的特點，這些特點使得超聲監測不適合應用在距離較大的線路。另外，超聲監測可以應用于在線監測與實驗室測定。超聲波監測可設定有一定的復合裝置，諸如激光定位器、框架、瞄準器、放電裝置、耳機等復合裝置，可在一定的范圍內進行測定。其測定原理為：可應用激光對絕緣子進行定位，進而將準確的超聲波搜集出來，并使用音頻進行替換。再通過耳機的使用來辨識超聲波，使用儀表也能將超聲波強度通過數值的形式顯示出來。而對于現場測定而言，超聲波的應用仍然存在有一定的缺陷，缺少敏銳性，此時，高壓端金具融匯在噪聲較大的現場背景中，這些噪聲會掩蓋一些欲測定的構件所發射出的細小聲波，如此便干擾了監測，產生一定的偏差。

2.2成像測定

成像測定包括紅外測定與紫外測定。（1）當待測定的設備內隱含一定的潛在故障時，其表面會顯現出熱度異常的特點，此時可使用紅外線測定出設備相關的異常。紅外線可輻射至設備的表層，將其異常以信號形式表示出來，以此為前提進一步對設備隱含的多樣性故障、故障嚴重程度以及突發性故障實際位置等進行測定。紅外成像手段與其他手段相比，具有精準、安全、可靠、高效與非接觸性等多樣優勢綜合的特點。

通過紅外線可對設備接觸與過熱狀態下的實際故障進行詳細的了解，從而將回路導流以及絕緣等表征測定出來。紅外監測使用方便，且具有實效性，可以從在本質上解決設備的故障。常用的儀器設備有紅外熱像儀、熱電視以及測溫設施等。可根據實際狀態選用適合的測定設備，對線路設備的表征予以有效識別。熱像圖譜可以存儲溫差性數據，擬定分析報告，將固定時點發生故障的設備測定出來。（2）紫外成像可通過成像儀的應用將具有放電性特質的電暈信號識別出來，并將圖像加以疊加處理，直至形成可見圖形，從而將電暈強度顯現出來。該技術的敏銳性極強，可用于識別電暈強度的實際狀態，為輸電提供了必備的理論依據。紫外成像這一特性可應用于對散落、斷股或損壞電路的測定。紫外線也可應用于絕緣子隱含故障缺陷的測定，諸如對潮濕電腐蝕、復合護套損壞與其他缺陷等的測定。紫外線監測手段與其他的手段相比，更適合應用于對絕緣子的缺陷識別，更快識別線路故障表征。

2.3電場辨識

電場辨識法可將詳細的電場分布予以測定，適合應用于監測線路狀態，如此便可以獲得各區絕緣信息，以辨識是否存在絕緣缺陷。正常運作時軸線的曲線光滑，可將不同時段的電場強度、電勢展現出來。絕緣子內部所表現出來的缺陷是有導通性的，此時其相關缺陷的具體位置變化的形態可以通過電場凸顯出來。基于此，對絕緣子的軸向電場進行有關的測定，則可以找出其關鍵的隱含缺陷。目前我國已將測定有關隱含缺陷的帶電線路的配置設備已研制出來，而更加快捷方便的新型設備還未研發出來，還需進一步的研究與推廣使用。帶電監測耗資高，監測也不便捷，所以該類型的監測應當慎用。

結束語

綜上所述，伴隨著人們生活質量的不斷提升，特高壓類型的輸電線路顯現出很大的輸電壓力，對于運轉負荷的承載較大。因此，為了有效的實施各種安全隱患的防控措施，應利用好現有的絕緣子、突發性雷擊、視頻與周圍自然環境等有關的監測技術，結合實際情況利用超聲波診斷、成像測定與電場識別等技術手段進行嚴密的監測。實施監測的有關技術人員也要提高自身專業技術水平與防控安全隱患的意識，杜絕輸電威脅。

參考文獻

[1]李明.特高壓輸電線路狀態監測技術的應用[J].中國新技術新產品，2016，（19）：58-59.

[2]陳德風，王春寧，鞠彥波.特高壓輸電線路狀態監測技術的應用[J].電工文摘，2015，（6）：23-25.

[3]原瑋.特高壓輸電線路狀態監測技術的作用分析[J].環球市場，2018，（9）：363.

作者簡介：江 澤（1993-），男，江西九江人，本科，助理工程師，研究方向為輸電線路運行維護。

蔣興元（1985-），男，云南保山人，本科，工程師，研究方向為輸電線路運行維護。