在線檢測技術在輸電線路運行檢修的應用分析

孫立華

國網寧夏電力有限公司中衛供電公司，中國·寧夏 中衛 755000

1 引言

傳統輸電線路檢修一般采取人工檢測方式，這種檢測方式較為費時，檢測效果不夠理想，無法及時發現故障。針對此類問題需要在輸電運行過程中，直接進行動態檢測，在檢測過程中應用先進檢測技術，使輸電線路運行檢修效果進一步提升，滿足現代化電力企業需求，實現平穩供電。

2 在線檢測技術應用亟需解決的主要問題

2.1 在線檢測技術存在穩定性不強的問題

有關調查結果表明，在線檢測裝置因為容易受到傳感器、工作電源以及通信等各種因素的影響，其穩定性還存在一定的不足之處，對于在線檢測技術推廣應用產生較大的負面影響。除此之外，還有電路設計、無線通信以及傳感器技術等一些技術性方面的問題也需要盡快得到解決[1]。

2.2 在線檢測技術存在標準化方面的問題

中國的輸電線路在線檢測技術還處于發展的初級階段，該領域的新技術、新方法、新設備不斷涌現，而在線檢測裝置的標準化工作卻進步不大。要想對被檢測的設備是否需要進行檢修加以準確判斷，還應當結合相應的經驗與數據。除此之外，在線檢測與離線試驗是不是等價，必須借助大量的實踐經驗的檢驗。目前，輸電線路檢測的各個運行部門非常關注一個問題就是關于報警值的問題，報警值必須充分結合實際運行經驗并根據有關的設備實際狀況，并且通過所安裝的檢測設備來獲得，同時還應當確定檢測數據的波動規律，所以不同的廠家所生產的相同的輸、變電設備其采用的生產工藝、原材料等并不完全相同，其檢測設備的報警值也就無法確定。大量應用在線檢測裝置的同時，還應當在掌握有關數據波動規律和實踐運行經驗的基礎上，確定輸、變電設備相對應的報警值范圍。目前在線檢測數據與離線試驗存在一定的差異，無法將離線試驗的相應標準有效應用于在線檢測數據的對應診斷標準中[2]。

3 輸電線路在線檢測技術

3.1 導線晃動在線檢測技術

輸電線路產生晃動主要是自然風對輸電線路造成的一些低頻率和大振幅的自驅型振蕩現象。輸電線路所產生的晃動會導致電線桿塔的支撐作用以及穩定性降低，很容易使多束電線之間產生閃絡或者連接金屬和絕緣零件產生損壞等情況。在線檢測技術可以對輸電線路晃動實現遠程檢測。遠程檢測結構的組成有桿塔式檢測分體裝置、通信體系、總臺檢測中心站等。其中，桿塔式檢測分體裝置主要就是將電路運行現場中的絕緣端子串體拉伸應力、導線位移變化加速度、側向傾角等參數實施傳送，在這當中主要需要借助通信體系輸送到總臺檢測中心站，總臺專家計算機軟件按照導線所產生的晃動參數結構模型或者運行圖像對晃動路徑進行計算，以此獲取輸電線路晃動的振幅以及頻率等參數，并按照現場的實際氣候對晃動等級做好合理判斷。

3.2 防外力破壞在線檢測技術

在輸電線路線行保護區內的施工、開挖、堆取土、采石和工程爆破等情況，都是導致輸電線路外力破壞的因素。面對越來越多的外力破壞隱患，當前防外力破壞技術已無法滿足對線路安全運行防患未然的保障需求。因此，在輸電線路防外力破壞電路結構設計方面進行了更多的優化工作，相關技術通過前端測量終端、本地報警裝置、后端顯示和預警平臺等設備的全面防護，強化輸電線路的防外力破壞功能。

3.3 動態增容在線檢測技術

現階段，對高壓輸電線路的輸送容量進行增加主要采用靜態提溫增容及動態檢測增容技術來實現。作為一種新型的在線檢測技術，靜態提溫增容技術能夠提升高壓輸電線路的溫度，以此來增大輸送容量。然而，這種技術在一定意義上不符合相關標準及規范，對導線和一些設備在應用方面的壽命會產生影響，由此提出動態增容技術。動態增容技術能夠呈現輸電線路潮流及熱穩定限額的變化狀態，為工作人員提供良好的數據支撐，同時還能分析輸電線路的容量，確保輸電線路在運行中其自身的輸送能量符合相關要求。

3.4 桿塔傾斜在線檢測技術

桿塔傾斜在線檢測在高壓輸電線路中的應用，主要就是對桿塔的中心線2/3 以及桿塔頂端順線和橫向傾斜角進行檢測，同時按照檢測結果來建立模型，對相關數據合理分析及統計，若是其大于閾值就會出現報警信號。此外，如果一些區域內產生滑坡，應用該技術能夠對線路桿塔實施相應的改造處理，并且能夠篩選出相應的危險區域桿塔，從而有針對性地進行改造處理，有效提升整改效果。

3.5 輸電線路冰閃檢測技術

中國大部分地區的輸電線路都能遇到低溫嚴寒天氣很容易遭受寒冰覆蓋，從而出現冰閃故障，對此就需要對其進行在線檢測，及時排查出冰閃故障，減少因為覆冰所導致的輸電線路故障。其中，具體的在線檢測原理包括以下幾點：

第一，憑借測試輸電線路的拉力來分析有無冰體覆蓋，可以將拉力傳感設備配設于絕緣子串，對應測試出輸電線路被冰體覆蓋后的受力情況，并負責采集四周客觀環境各項指數。例如，溫度、風力大小、適度水平等，把這些參數傳輸至監控系統，系統具有數據處理與分析功能，能夠妥善地向相關人員提供覆冰反饋信息，以便采取控制措施。

第二，測試輸電線路的相關參數。例如，傾斜角、弧垂等集中分析輸電線路的覆冰情況，再對應采集其他數據，如導線傾斜的弧度、角度等，并算出導線的重量，同其正常狀態時的重量加以對比，計算出覆冰量，也能評估出輸電線路的危險程度[3]。

4 輸電線路狀態在線檢測系統建設

4.1 系統總體架構

為了利用好各供電企業原有投資及建設成果，縮減原本系統接入的改造成本，進而完成合理銜接，新建輸電線路在線檢測系統盡可能依托原本系統較上層環節集中接入的技術手段，在系統建設起始階段，以盡可能小的成本維持系統運行。依據行業相關規范標準，將統總體架構劃分成裝置層、接入層以及主站層三大層級。同時，結合輸電線路狀態檢測需求及系統信息組織模式，依據不同功能將系統劃分成CMA客戶端、CAG 客戶端以及主站系統三大子系統。

4.2 數據通道建設

因為輸電線路在線檢測系統設置環境較為惡劣，且分布范圍廣、數量眾多，因而如何保障檢測數據的有序傳輸，是系統建設所需解決的一項重要課題。現階段還未有現成的通信系統可適用于檢測數據的搜集及傳輸，即便可借助大量技術以實現數據傳輸，然而還存在一些技術環節有待完善；如今可引入的通信技術尤為豐富。基于此，應當依據裝置與網絡資源的實情，推進輸電線路在線檢測裝置數據通道的建設，輸電線路在線檢測系統數據通道，如圖1所示。輸電線路在線檢測系統依托無線通信方式向不同地區輸電工區CMA傳輸檢測數據，工區CMA 經由數據網接入點及主站系統CMAIP 完成數據傳輸，狀態檢測主站系統與信息接入網關機依托數據網絡實現交互。狀態檢測主站系統作用于接收及分析CMA 傳遞的檢測數據，并輔助完成主站系統對檢測裝置發出的控制指令。

圖1 輸電線路在線檢測系統數據通道示意圖

4.3 主站系統軟件結構

依據輸電線路在線檢測主站系統功能設計，將主站系統軟件結構劃分成客戶端層、Web 服務器層以及數據庫服務器層三大層次。其中，客戶端層主要由瀏覽器模塊組成，系統各項操作大多在此模塊開展，擁有不同操作權限的用戶，可獲取對應不同的功能。Web 服務器層主要由Web 服務器、數據接入、WCF 基礎通信模塊等組成，Web 服務器可實現數據查詢及管理功能，可為客戶端層提供信息依據；WCF 基礎通信模塊可為Web 服務器提供基礎通信功能。數據庫服務器層主要由權限控制、系統結構、數據庫等組成，權限控制可實現對用戶權限的設置；系統結構可實現業務邏輯計算機編程語言描述；數據庫可實現對系統所需求一系列數據的存儲。

5 結語

總之，隨著電網的不斷改善，輸電線路在線檢測技術也需要隨之完善，以滿足更多的實際需求。因此，針對輸電線路在線檢測技術的改優研究一直在繼續。除了對原有輸電線路絕緣子污穢在線檢測系統、輸電線路氧化鋅避雷器在線檢測系統等進行研究以外，更多是對防外力破外、故障定位等進行探討和研究。