確保輸電線路安全運行實施狀態(tài)檢修的探索

王耀華

摘要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展對電力的安全高效運行提出了更高要求，為確保電力網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域化進步，降低安全隱患，自動排除設備故障，必須采用輸電網(wǎng)絡在線監(jiān)測技術，有效保障電力安全運行，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。參照國內外先進技術，結合當?shù)貙嶋H情況，實施高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究，具有重要意義。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障診斷技術，已經(jīng)不適應當前經(jīng)濟快速發(fā)展前景下的電力運行需要，而且存在諸多問題，大部分在線監(jiān)測裝置由于發(fā)展時間短，早期開發(fā)的產品存在不同程度的故障，在線監(jiān)測設備自身存在質量與工藝方面的弊端，致使電源供電不穩(wěn)定、檢測信號數(shù)據(jù)失真，這在某種程度上嚴重影響了輸電線路在線監(jiān)測技術的推廣應用。

關鍵詞：電氣化;輸電線路;在線監(jiān)測;安全運行

中圖分類號：TM726?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0112-02

1?強化輸電線路安全運行的社會意義

隨著社會的發(fā)展和進步，電力在國民經(jīng)濟和生活中所體現(xiàn)出的重要性愈加明顯，社會生產和生活需要電力企業(yè)有更高的安全供電可靠性。進行實時檢修能夠最大限度地減少設備的停電次數(shù)，以減少停電時間，提高電網(wǎng)供電的安全可靠性。社會經(jīng)濟的發(fā)展離不開電力工業(yè)的支持，電網(wǎng)建設的加速和市場經(jīng)濟的推進，傳統(tǒng)的檢修模式已越來越不適應日益發(fā)展的大電網(wǎng)運行，更難以支持和保障高電壓、高參數(shù)、高自動化的電力系統(tǒng)。[1]電力企業(yè)為避免由定期預防性實驗及定期檢修對設備檢修“過渡”或“漏失”而引起的運行可靠性降低和經(jīng)濟損失，迫切需要以輸變電設備狀態(tài)在線監(jiān)測與診斷技術為基礎的狀態(tài)維修，以預防和減少事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。為了提高對于輸電線路監(jiān)測的準確性和穩(wěn)定性，并能夠實時監(jiān)測輸電線路的狀態(tài)，及時排除安全隱患，研究對象立足于本地區(qū)發(fā)展實際，做了大量的調查工作，通過改善監(jiān)測設備電路設計，運用超低功耗技術，利用新型傳感器采集不同種類的信號，并通過GSM數(shù)據(jù)通信、GPRS數(shù)據(jù)通信等可實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)姆绞綄⒔?jīng)過轉換的信號傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，完成對輸電線路實時在線監(jiān)測，達到提高在線監(jiān)測的穩(wěn)定性和實時性。輸電線路是整個供電當中的主要命脈，對于供電安全性有著重要影響，因而輸電線路運行的安全性是第一位的，電網(wǎng)對于輸電線路的可靠性和經(jīng)濟性的要求也是在不斷提升，加上電力企業(yè)對于服務質量的不斷追求，當前對于高壓輸電線路穩(wěn)定的安全穩(wěn)定性要求也在不斷提升，因而加強對高壓輸電線路的運行檢修研究，對于提升高壓輸電線路運行安全性和穩(wěn)定性具有特殊意義。

2?輸電線路安全調度管理工作面臨的問題

2.1自然因素導致的安全隱患。雷電是一種很嚴重的自然災害，雷電會引起巨大的熱效應、電效應和機械力，從而具有極大的破壞力。雷擊是造成輸電線路閃絡的主要原因之一，在我國跳閘率較高的地區(qū)，高壓線路運行的總跳閘次數(shù)中由雷擊引起的次數(shù)約占 40%-70%，在多雷、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)，雷擊輸電線路而引起的事故率則更高。[3]輸變電線路遭受雷擊后，會產生雷電過電壓，使設備的介電強度下降，甚至會損壞敏感設備中的電子器件，而且沿輸電線傳入的侵入波會威脅著變電站的電氣設備安全，因此加強輸變電線路的防雷是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)境。其次，大風、覆冰在低溫雨雪天氣里，天氣寒冷時，由于濕度高，大量水氣凝聚在導線表面造成覆冰，容易造成電力系統(tǒng)的冰凍災害。在傳統(tǒng)檢修作業(yè)模式下，輸電線路的安全檢查工作主要依靠運行維護人員周期性巡視，雖能發(fā)現(xiàn)設備隱患，但由于本身的局限性，缺乏對特殊環(huán)境和氣候的檢測，在巡視周期真空期也不能及時掌握線路走廊外力變化，極易在下一個巡視未到之前由于缺乏監(jiān)測發(fā)生線路事故。為防范山林火災對輸電線路安全運行的影響，各電力公司要求各單位經(jīng)常性地開展防范山火引發(fā)輸電線路跳閘的專項檢查工作。安排人力物力，加大輸電線路巡查頻度，重點檢查火災多發(fā)地區(qū)、清明祭掃附近的線路走廊，及時發(fā)現(xiàn)隱患，防止火災影響電力輸電線路運行安全。以上手段能有效地減少火災對電力安全的影響，但由于巡視只能是間歇性巡查，加上線路走廊基本上人員難以到達，給巡視工作造成很大的困難，大多數(shù)事故是由于巡視不到位引起的。為了加強對抗自然因素的破壞，過去僅僅停留在采用傳統(tǒng)檢修措施。在天氣因素使線路出現(xiàn)故障之前，相關工作人員就應該與其他部門展開積極的溝通與合作，合作的對象可以是氣象部門、水利部門、地質部門等，這些部門能夠為線路檢修工作提供充足的數(shù)據(jù)資料，而許多自然災害發(fā)生的規(guī)律都可以從這些數(shù)據(jù)資料中總結出來。資料的收集對高壓輸電線路的檢修工作具有重要意義，未雨綢繆可以杜絕高壓輸電線路的一些安全隱患。對于大風、暴雪、鳥類活動等造成的危害，只能事先采取相應措施來預防或是災后及時補救。

2.2環(huán)境因素導致的安全隱患。在架設輸電線路前，要充分考察架設地區(qū)的地理環(huán)境和天氣因素，如果架設的地方多大風天氣，應將桿塔間的距離縮短，從而減輕線路因大風引起的晃動程度，這個方法同樣適用于應對多雷、覆冰現(xiàn)象嚴重的地區(qū)的線路架設工作。由于覆冰災害持續(xù)的時間比雷擊、大風的時間更長，所以巡線人員要根據(jù)往年的數(shù)據(jù)資料判斷覆冰災害來臨的時間，事先做好檢查維護工作;在覆冰現(xiàn)象出現(xiàn)時，要加強巡線工作，及時發(fā)現(xiàn)問題，對受災嚴重的部分進行維護。對于鳥類帶來的危害，可以根據(jù)鳥類活動的規(guī)律采取驅趕的方式解決。同時注意加強強網(wǎng)工程建設，提高輸電線路的牢固性。但隨著輸電線路架構逐漸增大，系統(tǒng)日趨復雜，各級輸電線路企業(yè)要針對輸電線路系統(tǒng)存在的大面積停電風險和配網(wǎng)薄弱瓶頸制約等問題，以及近年來出現(xiàn)的自然災害對輸電線路造成的巨大破壞情況，增強風險意識，加大輸電線路建設投資力度，通過加強輸電線路技術改造，優(yōu)化輸電線路結構，解決重點和難點問題，防范發(fā)生大面積停電和重大社會影響的停電事故，提高輸電線路安全穩(wěn)定水平，防范各類風險和災害沖擊。要全面分析輸電線路安全隱患和薄弱環(huán)節(jié)，加強輸、配輸電線路薄弱環(huán)節(jié)的改造力度，深入開展互聯(lián)輸電線路安全防御體系，輸電線路應急處理技術等重大課題的研究，完善輸電線路安全穩(wěn)定措施，構筑牢固的輸電線路安全穩(wěn)定“三道防線”，強化輸電線路安全的技術支撐，提高駕馭輸電線路的能力。

2.3人力因素導致的安全隱患。近年來，輸電線路遭到人為過失破壞的問題越來越突出。例如，砍伐樹木、引發(fā)山火、野蠻施工、機耕作業(yè)、放炮取石、交通事故、以及放風箏等等。輸電線路一旦遭受外力破壞，不僅僅影響電力企業(yè)的安全生產和人民群眾的人身安全，還易引發(fā)群死群傷等惡性重大事故。更重要的是可能導致整個電網(wǎng)的瓦解癱瘓，嚴重制約國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。由于輸電線路長期裸露野外，而且面廣、線長，有的還處于較偏遠的農村牧區(qū)，人們常常在無意中造成輸電網(wǎng)絡的線路故障。而大量的外力破壞是由于人們疏忽大意、蓄意或對電的知識了解不夠而引起的。輸電線路基本居于高空、野外的，極易遭遇外力破壞。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，輸電線路的運行環(huán)境日益惡化，輸電線路走廊內的樹木、房屋、道路、城鎮(zhèn)建設、采石挖礦、施工對線路的破壞大量增加，對線路和安全運行構成了很大的威脅。輸電公司一方面加強巡視力度，縮短巡視周期，做到對隱患早發(fā)現(xiàn)、早上報、早消除;另外還繼續(xù)加強特巡、夜巡，對施工場所進行看護、制止野蠻施工。但由于巡視人員少、距離遠，并且90%以上的事故具有短期內的突發(fā)性特點，是加強巡視所解決不了的，往往是剛巡視過就出現(xiàn)問題。據(jù)統(tǒng)計由于外力破壞引起的線路故障已占總線路總故障的60%以上，并且造成的故障具有停電時間長、不易重合閘、經(jīng)濟損失大的特點，并且呈逐年上升的趨勢[2]。

2.4加強輸電線路的安全調度管理工作。大輸電線路的調度運行日趨復雜，對電力調度運行管理提出了更高的要求，各級電力調度機構要從維護輸電線路安全穩(wěn)定出發(fā)，進一步加強調度運行管理，合理安排輸電線路運行方式， 加強負荷預測與監(jiān)控，完善應急預案，有效應對各類突發(fā)事故，防范和化解輸電線路風險，并且制定相應的輸電線路調度規(guī)范，要求調度人員嚴格按照相應的調度規(guī)范和要求來實施輸電線路調度管理，嚴格按照調度指令來進行電力生產，積極配合電網(wǎng)安全性運行評價方面的工作，同時加強電力各部門之間的溝通協(xié)調，強化電力二次系統(tǒng)設備的安全防護工作，不斷加強電力系統(tǒng)的安全性。傳統(tǒng)意義的輸電設備檢修工作對設備的實際運行狀態(tài)不加判斷，而是完全按照有關規(guī)程的要求對設備進行定期檢修。而且由于大部分工區(qū)生產人員少、線路設備分布廣、加上職工月有效工作日的減少，要按規(guī)程要求完成所轄設備運行維護任務，勢必造成不必要的人力、物力及財力的巨大浪費，而且也導致了設備健康水平不高，供電可靠性受到威脅。事后檢修是 50 年代以前主要采用的方式，就是在設備發(fā)生了故障或事故以后才進行檢修。這是基于那時沒有形成現(xiàn)在這樣龐大的網(wǎng)絡，因此設備發(fā)生故障時影響面小，同時大部分設備簡單，人們對電力依賴性不強，所以當時只進行簡單的日常維護和檢修，沒有開展系統(tǒng)檢修和管理。

3?電力系統(tǒng)實施狀態(tài)檢修的必然趨勢

近年來，雖然國內在高壓輸電線路在線監(jiān)測方面已進行了一些研究，實施了個別項目，如：氣象數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、絕緣子污穢在線監(jiān)測等，但均為單一功能監(jiān)測項目，缺乏具有多項功能的高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)。[3]目前，泄漏電流在線監(jiān)測技術的研究已開展多年，但在實際應用中仍存在大量問題。目前還沒有權威的標準可循，也沒有積累足夠多的運行數(shù)據(jù)，還要依靠操作人員的經(jīng)驗來確定清洗或維修臨界值，其準確度不高，這也是影響泄漏電流在線監(jiān)測技術應用的主要因素。由于受無線通信技術的限制，傳統(tǒng)技術上的電力系統(tǒng)在線監(jiān)測一般采用有線通信的方式，但是采用有線通信的方式成本高、維護難、不經(jīng)濟、整個通信網(wǎng)的結構單一，不易擴展。而采用無線通信技術可以節(jié)省大量的材料及人工費用，免除網(wǎng)絡日常修改維護工作，可有效地減少投資，達到環(huán)保、節(jié)能、資源最大共享的目的。但是現(xiàn)有的采用無線通信技術的高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)只能得到輸電線路及通道的在線圖像，不能得到連續(xù)的視頻，這顯然已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)快速發(fā)展的需要。隨著我國3G等無線通訊技術的發(fā)展，利用3G等無線通信網(wǎng)絡在某些地區(qū)逐步實現(xiàn)真正意義上的高壓輸電線路視頻在線監(jiān)測已成為可能。此外，采用3G等先進的無線通信技術不但可以達到很好的遠程監(jiān)控的目的，還可以實現(xiàn)移動監(jiān)控，為我國智能輸電系統(tǒng)的發(fā)展提供可靠地技術支持。

隨著供電技術裝備水平的提高和改革的深入，定期檢修制度的不足也越來越顯現(xiàn)出來。定期檢修制度一般情況下對設備的運行狀態(tài)不加判斷，即到了預定的大、中、小修周期便安排人力、物力、進行檢修工作。通常檢修工作完成之后也缺乏必要的與之相適應的判斷檢修質量的檢測手段即檢測裝置，因而由于設備檢修后處理不當而釀成的事故例子屢見不鮮。同時定期檢修還存在一定的“檢修不足” ，對該檢修的設備沒有進行檢修，其原因或是試驗方法、設備有問題，或是有的缺陷未被發(fā)現(xiàn)，或是檢修任務重、時間緊，造成該修的設備沒修，從而使設備發(fā)生故障而引起損失。定期檢修造成檢修費用浪費，提高了電能成本。從20世紀80年代開始，我國的在線監(jiān)測技術獲得了逐步發(fā)展，各個單位陸續(xù)研制出了不同類型的在線監(jiān)測裝置，如廣東、湖南、吉林、河北和安徽等省的電力部門都研制出了容性設備在線監(jiān)測設備，重點實現(xiàn)監(jiān)測不平衡電流、介質損耗和電容值。東北電力試驗研究院、電力部電力科學研究院和武漢高壓研究所等單位還研制出了各種類型的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)。我國的狀態(tài)檢修工作也取得了一定的進展，但是由于輸電線路在線監(jiān)測技術的制約，還是存在諸多問題。狀態(tài)檢修是一種先進的設備檢修管理機制，是社會生產力的發(fā)展在檢修領域的具體體現(xiàn)。狀態(tài)檢修的技術基礎是設備狀態(tài)的準確評價，根據(jù)監(jiān)測手段所獲取的各種狀態(tài)信息，分析故障發(fā)生的現(xiàn)象，評估故障發(fā)展的趨勢，依據(jù)設備的重要程度而采用不同的檢修策略，并合理地安排檢修時間和檢修項目，使設備狀態(tài)“可控、在控”，保證電力設備安全經(jīng)濟運行。我國輸電線路的狀態(tài)檢修工作仍處在探索、研究、試行的階段，由于我國的國情和設備情況不同于國外，應在借鑒國外先進的方法、設備的同時，結合實際建立一整套科學的管理模式、實時監(jiān)測系統(tǒng)以及各類監(jiān)測設備，建立綜合分析狀態(tài)信息智能專家系統(tǒng)，從而實現(xiàn)輸電線路狀態(tài)檢修。

結語：通過對于輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計研究，期望在監(jiān)測技術的穩(wěn)定性和可靠性方面能夠有所加強，有效規(guī)范各類輸變電設備在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)處理、接入和控制，提供各種輸變電設備狀態(tài)信息的展示、預警、分析、診斷、評估和預測功能，并集中為其他相關系統(tǒng)提供在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)輸變電設備的全面監(jiān)測和狀態(tài)運行管理，確保電力系統(tǒng)的安全高效運行。

參考文獻：

[1]蔡杰.高壓輸電線路的運行檢修研究[J].中國高新技術企業(yè)旬刊，2016（1）

[2]李鵬，趙俊楠，楊建業(yè). 關于高壓輸電線路的運行檢修[J].科技信息，2014（9）

[3]謝榮斌.電氣設備在線監(jiān)測技術的現(xiàn)狀與發(fā)展.《貴州電力技術》.2012