确保输电线路安全运行实施状态检修的探索

王耀华

摘要：随着我国经济发展对电力的安全高效运行提出了更高要求，为确保电力网络覆盖的区域化进步，降低安全隐患，自动排除设备故障，必须采用输电网络在线监测技术，有效保障电力安全运行，促进社会经济发展。参照国内外先进技术，结合当地实际情况，实施高压输电线路在线监测系统的研究，具有重要意义。传统的电力系统故障诊断技术，已经不适应当前经济快速发展前景下的电力运行需要，而且存在诸多问题，大部分在线监测装置由于发展时间短，早期开发的产品存在不同程度的故障，在线监测设备自身存在质量与工艺方面的弊端，致使电源供电不稳定、检测信号数据失真，这在某种程度上严重影响了输电线路在线监测技术的推广应用。

关键词：电气化;输电线路;在线监测;安全运行

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）10-0112-02

1 强化输电线路安全运行的社会意义

随着社会的发展和进步，电力在国民经济和生活中所体现出的重要性愈加明显，社会生产和生活需要电力企业有更高的安全供电可靠性。进行实时检修能够最大限度地减少设备的停电次数，以减少停电时间，提高电网供电的安全可靠性。社会经济的发展离不开电力工业的支持，电网建设的加速和市场经济的推进，传统的检修模式已越来越不适应日益发展的大电网运行，更难以支持和保障高电压、高参数、高自动化的电力系统。[1]电力企业为避免由定期预防性实验及定期检修对设备检修“过渡”或“漏失”而引起的运行可靠性降低和经济损失，迫切需要以输变电设备状态在线监测与诊断技术为基础的状态维修，以预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性。为了提高对于输电线路监测的准确性和稳定性，并能够实时监测输电线路的状态，及时排除安全隐患，研究对象立足于本地区发展实际，做了大量的调查工作，通过改善监测设备电路设计，运用超低功耗技术，利用新型传感器采集不同种类的信号，并通过GSM数据通信、GPRS数据通信等可实现远距离传输的方式将经过转换的信号传输到监测中心，完成对输电线路实时在线监测，达到提高在线监测的稳定性和实时性。输电线路是整个供电当中的主要命脉，对于供电安全性有着重要影响，因而输电线路运行的安全性是第一位的，电网对于输电线路的可靠性和经济性的要求也是在不断提升，加上电力企业对于服务质量的不断追求，当前对于高压输电线路稳定的安全稳定性要求也在不断提升，因而加强对高压输电线路的运行检修研究，对于提升高压输电线路运行安全性和稳定性具有特殊意义。

2 输电线路安全调度管理工作面临的问题

2.1自然因素导致的安全隐患。雷电是一种很严重的自然灾害，雷电会引起巨大的热效应、电效应和机械力，从而具有极大的破坏力。雷击是造成输电线路闪络的主要原因之一，在我国跳闸率较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中由雷击引起的次数约占 40%-70%，在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路而引起的事故率则更高。[3]输变电线路遭受雷击后，会产生雷电过电压，使设备的介电强度下降，甚至会损坏敏感设备中的电子器件，而且沿输电线传入的侵入波会威胁着变电站的电气设备安全，因此加强输变电线路的防雷是保证电力系统稳定运行的重要环境。其次，大风、覆冰在低温雨雪天气里，天气寒冷时，由于湿度高，大量水气凝聚在导线表面造成覆冰，容易造成电力系统的冰冻灾害。在传统检修作业模式下，输电线路的安全检查工作主要依靠运行维护人员周期性巡视，虽能发现设备隐患，但由于本身的局限性，缺乏对特殊环境和气候的检测，在巡视周期真空期也不能及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。为防范山林火灾对输电线路安全运行的影响，各电力公司要求各单位经常性地开展防范山火引发输电线路跳闸的专项检查工作。安排人力物力，加大输电线路巡查频度，重点检查火灾多发地区、清明祭扫附近的线路走廊，及时发现隐患，防止火灾影响电力输电线路运行安全。以上手段能有效地减少火灾对电力安全的影响，但由于巡视只能是间歇性巡查，加上线路走廊基本上人员难以到达，给巡视工作造成很大的困难，大多数事故是由于巡视不到位引起的。为了加强对抗自然因素的破坏，过去仅仅停留在采用传统检修措施。在天气因素使线路出现故障之前，相关工作人员就应该与其他部门展开积极的沟通与合作，合作的对象可以是气象部门、水利部门、地质部门等，这些部门能够为线路检修工作提供充足的数据资料，而许多自然灾害发生的规律都可以从这些数据资料中总结出来。资料的收集对高压输电线路的检修工作具有重要意义，未雨绸缪可以杜绝高压输电线路的一些安全隐患。对于大风、暴雪、鸟类活动等造成的危害，只能事先采取相应措施来预防或是灾后及时补救。

2.2环境因素导致的安全隐患。在架设输电线路前，要充分考察架设地区的地理环境和天气因素，如果架设的地方多大风天气，应将杆塔间的距离缩短，从而减轻线路因大风引起的晃动程度，这个方法同样适用于应对多雷、覆冰现象严重的地区的线路架设工作。由于覆冰灾害持续的时间比雷击、大风的时间更长，所以巡线人员要根据往年的数据资料判断覆冰灾害来临的时间，事先做好检查维护工作;在覆冰现象出现时，要加强巡线工作，及时发现问题，对受灾严重的部分进行维护。对于鸟类带来的危害，可以根据鸟类活动的规律采取驱赶的方式解决。同时注意加强强网工程建设，提高输电线路的牢固性。但随着输电线路架构逐渐增大，系统日趋复杂，各级输电线路企业要针对输电线路系统存在的大面积停电风险和配网薄弱瓶颈制约等問题，以及近年来出现的自然灾害对输电线路造成的巨大破坏情况，增强风险意识，加大输电线路建设投资力度，通过加强输电线路技术改造，优化输电线路结构，解决重点和难点问题，防范发生大面积停电和重大社会影响的停电事故，提高输电线路安全稳定水平，防范各类风险和灾害冲击。要全面分析输电线路安全隐患和薄弱环节，加强输、配输电线路薄弱环节的改造力度，深入开展互联输电线路安全防御体系，输电线路应急处理技术等重大课题的研究，完善输电线路安全稳定措施，构筑牢固的输电线路安全稳定“三道防线”，强化输电线路安全的技术支撑，提高驾驭输电线路的能力。

2.3人力因素导致的安全隐患。近年来，输电线路遭到人为过失破坏的问题越来越突出。例如，砍伐树木、引发山火、野蛮施工、机耕作业、放炮取石、交通事故、以及放风筝等等。输电线路一旦遭受外力破坏，不仅仅影响电力企业的安全生产和人民群众的人身安全，还易引发群死群伤等恶性重大事故。更重要的是可能导致整个电网的瓦解瘫痪，严重制约国民经济的快速发展。由于输电线路长期裸露野外，而且面广、线长，有的还处于较偏远的农村牧区，人们常常在无意中造成输电网络的线路故障。而大量的外力破坏是由于人们疏忽大意、蓄意或对电的知识了解不够而引起的。输电线路基本居于高空、野外的，极易遭遇外力破坏。随着经济的快速发展，输电线路的运行环境日益恶化，输电线路走廊内的树木、房屋、道路、城镇建设、采石挖矿、施工对线路的破坏大量增加，对线路和安全运行构成了很大的威胁。输电公司一方面加强巡视力度，缩短巡视周期，做到对隐患早发现、早上报、早消除;另外还继续加强特巡、夜巡，对施工场所进行看护、制止野蛮施工。但由于巡视人员少、距离远，并且90%以上的事故具有短期内的突发性特点，是加强巡视所解决不了的，往往是刚巡视过就出现问题。据统计由于外力破坏引起的线路故障已占总线路总故障的60%以上，并且造成的故障具有停电时间长、不易重合闸、经济损失大的特点，并且呈逐年上升的趋势[2]。

2.4加强输电线路的安全调度管理工作。大输电线路的调度运行日趋复杂，对电力调度运行管理提出了更高的要求，各级电力调度机构要从维护输电线路安全稳定出发，进一步加强调度运行管理，合理安排输电线路运行方式， 加强负荷预测与监控，完善应急预案，有效应对各类突发事故，防范和化解输电线路风险，并且制定相应的输电线路调度规范，要求调度人员严格按照相应的调度规范和要求来实施输电线路调度管理，严格按照调度指令来进行电力生产，积极配合电网安全性运行评价方面的工作，同时加强电力各部门之间的沟通协调，强化电力二次系统设备的安全防护工作，不断加强电力系统的安全性。传统意义的输电设备检修工作对设备的实际运行状态不加判断，而是完全按照有关规程的要求对设备进行定期检修。而且由于大部分工区生产人员少、线路设备分布广、加上职工月有效工作日的减少，要按规程要求完成所辖设备运行维护任务，势必造成不必要的人力、物力及财力的巨大浪费，而且也导致了设备健康水平不高，供电可靠性受到威胁。事后检修是 50 年代以前主要采用的方式，就是在设备发生了故障或事故以后才进行检修。这是基于那时没有形成现在这样庞大的网络，因此设备发生故障时影响面小，同时大部分设备简单，人们对电力依赖性不强，所以当时只进行简单的日常维护和检修，没有开展系统检修和管理。

3 电力系统实施状态检修的必然趋势

近年来，虽然国内在高压输电线路在线监测方面已进行了一些研究，实施了个别项目，如：气象数据在线监测、绝缘子污秽在线监测等，但均为单一功能监测项目，缺乏具有多项功能的高压输电线路在线监测系统。[3]目前，泄漏电流在线监测技术的研究已开展多年，但在实际应用中仍存在大量问题。目前还没有权威的标准可循，也没有积累足够多的运行数据，还要依靠操作人员的经验来确定清洗或维修临界值，其准确度不高，这也是影响泄漏电流在线监测技术应用的主要因素。由于受无线通信技术的限制，传统技术上的电力系统在线监测一般采用有线通信的方式，但是采用有线通信的方式成本高、维护难、不经济、整个通信网的结构单一，不易扩展。而采用无线通信技术可以节省大量的材料及人工费用，免除网络日常修改维护工作，可有效地减少投资，达到环保、节能、资源最大共享的目的。但是现有的采用无线通信技术的高压输电线路在线监测系统只能得到输电线路及通道的在线图像，不能得到连续的视频，这显然已经不能满足电力系统快速发展的需要。随着我国3G等无线通讯技术的发展，利用3G等无线通信网络在某些地区逐步实现真正意义上的高压输电线路视频在线监测已成为可能。此外，采用3G等先进的无线通信技术不但可以达到很好的远程监控的目的，还可以实现移动监控，为我国智能输电系统的发展提供可靠地技术支持。

随着供电技术装备水平的提高和改革的深入，定期检修制度的不足也越来越显现出来。定期检修制度一般情况下对设备的运行状态不加判断，即到了预定的大、中、小修周期便安排人力、物力、进行检修工作。通常检修工作完成之后也缺乏必要的与之相适应的判断检修质量的检测手段即检测装置，因而由于设备检修后处理不当而酿成的事故例子屡见不鲜。同时定期检修还存在一定的“检修不足” ，对该检修的设备没有进行检修，其原因或是试验方法、设备有问题，或是有的缺陷未被发现，或是检修任务重、时间紧，造成该修的设备没修，从而使设备发生故障而引起损失。定期检修造成检修费用浪费，提高了电能成本。从20世纪80年代开始，我国的在线监测技术获得了逐步发展，各个单位陆续研制出了不同类型的在线监测装置，如广东、湖南、吉林、河北和安徽等省的电力部门都研制出了容性设备在线监测设备，重点实现监测不平衡电流、介质损耗和电容值。东北电力试验研究院、电力部电力科学研究院和武汉高压研究所等单位还研制出了各种类型的局部放电监测系统。我国的状态检修工作也取得了一定的进展，但是由于输电线路在线监测技术的制约，还是存在诸多问题。状态检修是一种先进的设备检修管理机制，是社会生产力的发展在检修领域的具体体现。状态检修的技术基础是设备状态的准确评价，根据监测手段所获取的各种状态信息，分析故障发生的现象，评估故障发展的趋势，依据设备的重要程度而采用不同的检修策略，并合理地安排检修时间和检修项目，使设备状态“可控、在控”，保证电力设备安全经济运行。我国输电线路的状态检修工作仍处在探索、研究、试行的阶段，由于我国的国情和设备情况不同于国外，应在借鉴国外先进的方法、设备的同时，结合实际建立一整套科学的管理模式、实时监测系统以及各类监测设备，建立综合分析状态信息智能专家系统，从而实现输电线路状态检修。

结语：通过对于输电线路在线监测系统的设计研究，期望在监测技术的稳定性和可靠性方面能夠有所加强，有效规范各类输变电设备在线监测装置的数据处理、接入和控制，提供各种输变电设备状态信息的展示、预警、分析、诊断、评估和预测功能，并集中为其他相关系统提供在线监测数据，实现输变电设备的全面监测和状态运行管理，确保电力系统的安全高效运行。

参考文献：

[1]蔡杰.高压输电线路的运行检修研究[J].中国高新技术企业旬刊，2016（1）

[2]李鹏，赵俊楠，杨建业. 关于高压输电线路的运行检修[J].科技信息，2014（9）

[3]谢荣斌.电气设备在线监测技术的现状与发展.《贵州电力技术》.2012