摘要：交流特高压输电线路的主要作用是改善电力能源分布差异过大的问题，是降低电网电力负荷的重要途径。但是交流特高压输送距离长，沿线途径地形及气候多变，极大地增加线路试验检测、运行维护的难度，因此掌握关键技术对于保障交流特高压输电线路的安全稳定具有重要意义。本文主要讨论1000kV交流特高压输电线路运行维护、故障检测方面的关键技术。
关键词：关键技术；交流特高压；输电线路
前言
交流特高压输电线路长、跨度大，会经过多重复杂的地形区域，气候多变，环境较为恶劣，因此后期的维护工作难度较大[1]。为了保障交流特高压输电线路运行的稳定与安全，研究并总结关键技术具有必要性，以下对1000kV交流特高压输电线路关键技术进行探究分析，以为交流特高压线路检修、管理工作效率的提高贡献力量。
1.交流特高压输电线简介
同一般的超高压电路相比，交流特高压输电线路的结构比较复杂，主要表现在以下方面：一是线路的结构参数较高，导线的截面大且分裂数量多。交流特高压的线路导线有3种类型，在一般地区电路中通常选用8×LGJ-500/35钢芯铝绞线（外接圆直径：1045mm，分裂间距：400mm），大跨越工程选用的是特强钢芯高强度铝合金绞线，军事区和猕猴保护区选用的是8×LGJ-630/45导线，线间距离增加1m[2]。二是线路长，运行等压等级高，沿线的地理环境和气象变化多且复杂，交流特高电压可达1200kV，线长在2000km左右，电网可覆盖多种气候气象和地形区域。三是可靠性要求极高，交流特高压输电线的运行需要非常高的可靠性和稳定性，结构复杂、设备种类多且一般不允许停电检修。
特高压输电线路的距离长，分布区域也比较广，长期的露天运行更容易受到风雨、洪水、雪、污秽、冰雹等自然灾害以及外力作用的破坏，容易出现舞动、风偏、污闪、雷击、舞动、覆冰和振动等故障。而特高压输电线路一般情况下不允许断电作业，因此对检修技术、工具和绝缘子更换等方面的要求会更高。交流特高压检修需要的杆塔、绝缘子、金具载荷等工具的尺寸比较大，因此普通电路检修工具的承载能力、尺寸以及安全性均无法满足特高压线路检修的要求，因此需要改造传统工具或者研发新工具。而且在交流特高压输电线路中，绝缘材料、金具表面以及周围空气的电场强度都非常高，绝缘子电磁场分布不均匀，高压侧极易产生强场区，而电场达到一定强度会导致绝缘材料击穿、老化、金具鼻癌面电晕或者电弧等现象，因此交流特高压以发生故障且检修难度大[3]。
2.关键技术
2.1过电压操作限制
交流特高压输电线路工频暂时过电压与操作过电压同绝缘配合的关系十分密切，在实际运行中还对线路的正常运行和工程造价有极大的影响[4]。而我国交流特高压输电线路输送的距离都比较长，因此为了有效地防过高电压恢复和非全相工频谐振过电压，线路必须装置高压并联电抗器。1000kV交流特高压输电线路电压恢复高、潜供电流大，输电试验补偿度高达85.00%，潜供电压熄灭的难度较高，因此对间歇时间以及无电流间歇单相成功率的影响极大。为了加快潜供电压熄灭的速度，可采用中性点并联小电阻的方法，这样可以将潜供电流控制在12A以内，同时电压恢复梯度保持7.6kV/m，无需使用高速接地开关可迅速熄灭潜供电压。
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2.2超声波探伤技术
交流特高压输电线路铁塔为金属结构，可以应用超声波探伤技术检测出线路缺陷并采取预防处理措施。由于材料的不同，线路缺陷的形式也有不同，在评估缺陷状态时并没有统一的衡量标准。超声波探伤的检测原理当量原理，具体来说是使用超声波探伤技术进行交流特高压输电线路缺陷检测时，对钢材结构中各种人工缺陷进行探查并记录相应的波高，然后将数据导入探伤系统数据库，经过自动匹配与对比分析后确定缺陷的形式，再以此块金属结构的缺陷为参考依据进行整体结构探伤的比较。超声波探伤仪根据缺陷显示方式、声波连续性、声波通道数、声源能动性等特点分为多种类型，目前使用最广泛的是脉冲反射式超声探伤仪，主要是由发射电路、时标电路、同步电路、示波管和探头等组成的。
2.3遥感检测技术
遥感检测技术主要包括红外线成像技术和紫外线检测技术两种，主要用于交流特高压输电线路故障检测和故障点定位。红外线成像技术是一种物体扫描检测方法，首先按照一定的顺序对检测物体进行照射并接受红外辐射，然后通过红外元件将其转化为电子信号，接着应用电视接收系统处理这些信息，这时被检设备的红外热像影像就会在显示屏上展现出来，最后就可以根据红外热像影像图分析线路故障情况。被检物体的温度越高，它的红外辐射强度就会越大，所转换的电子信号也随之加强，热像影像也会更加明亮清晰，反之则热像影像会变暗，温升分辨单位可达到0.01℃。故使用红外成像技术能够根据所检测交流特高压输电线路的故障升温点和发热点而迅速定位故障点。紫外线检测技术则是根据统计分析单位时间内所检测到的电晕脉冲数判断放电强度，这一检测方式适用于检测稳定但微小的局部放电，查找金具与导线故障，同时可以精确显示故障源位置。
2.4在线监测技术
在线监测技术主要是利用Wifi/3G网络和摄像头实时监测输电线路的运行状态，通过监控监测到的运行画面了解线路运行状态。该技术主要是通过无线网络、3G网络拍摄线路运行画面并同步传送回后台系统，这样可以第一时间发现线路运行的异常情况。除此之外，在线监测技术还利用了2G/3G网络和传感器向后台系统实时传输风向风速、杆塔倾斜角度、泄漏电流、盐密和温度等监测数据，监控人员就可以通过查看分析这些数据掌握所监测线路区域的气象变化，预测可能出现的线路故障并提前做好检修防护措施。
3.结语
交流特高压输电线路结构复杂、输送距离长、运行要求高、故障率高且检修难度大，为了提高特高压输电线路运行的可靠性，必须加强线路的实时监测，提高故障监测维修技术。过电压操作限制是交流特高压输电线操作技术要点，超声波探伤、红外成像技术和紫外线检测技术是特高压输电线故障检测的关键技术，在线监测技术是保障特高压线路运行实时监测的关键技术。在交流特高压输电线路的日常监控、检测维修管理工作中，工作人员需充分掌握各项技术，加强线路实时监控，做好故障排查与防御措施，推动我国特高压电力系统的发展。
参考文献：
[1] 王晓冬，夏立伟，范杨等.浅析特高压输电线路检测关键技术[J].机电信息，2015（24）：98-99.
[2] 苏学林.浅析交流特高压输电线路的工频过电压及其抑制[J].电子测试，2016（23）：140,129.
[3] 王振滔.交流特高压输电线路关键技术的研究及应用[J].电力与资源，2013（07）：64-65.
[4] 曹旭佳.1 000 kV交流特高压输电线路运行特性分析[J].通信电源技术，2015（05）：211-214.
论文作者:王猛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：线路论文; 特高压论文; 过电压论文; 故障论文; 技术论文; 关键技术论文; 输电线论文; 《电力设备》2017年第13期论文;