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摘要:特高压输电线路指的是使用1000千伏或1000千伏以上的电压等级来实现对电能的输送。其主要目的是为了提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电,从而建立起联合的电力系统。由于特高压输电线路具有良好的经济效益,因此,随着我国经济建设发展的不断加快,电力系统对特高压输电线路的应用也越来越广泛。加强线路运行维护也必然成为了一项不可或缺的工作。相关工作人员必须要在充分了解特高压输电线路运行特点的基础上,才能够采取科学合理的措施对其进行有效维护,从而确保线路运行的安全性和稳定性。
关键词:特高压;输电线路;运行维护
一、特高压交流输电线路的特征以及存在的问题
1.1特高压输电线路运行特征
1.1.1相关概述
特高压输电线路指的是1000kV及以上电压等级的交流输电线路、超过±600kV电压等级的直流输电线路,更高一级电压的网架架设、跨大区联网送电属于该类型线路的基本定位,主要用于西部输电基地和煤电基地的超远距离、大容量外送。相较于传统输电技术,特高压输电线路具备节约工程造价、输电损耗率较低、节约土地资源、输送容量大等优势,电力全国联网发展、电网安全稳定运行水平提高、电力工业协调发展、资源节约型环境友好型社会创建均需要得到特高压输电线路的支持。
1.1.2特征分析
相较于传统输电线路,特高压输电线路在杆塔结构、导线结构等层面具备显著特征,具体特征如下所示:①杆塔结构特征。相较于普通输电线路,特高压输电线路的电气间隙较大,杆塔高度也远远高于普通输电线路,这就使得特高压输电线路必须选用应力强度更强的导线(一般为500kV线路的导线应力强度2倍)和大量绝缘子,其杆塔结构强度则至少为普通500kV线路杆塔的四倍。②导线结构特征。与普通500kV输电线路相比,特高压输电线路一般选用八分裂方式的导线结构,而三角排列的杆塔变导线和相导线的距离也需要超过20m,为防止子导线扭绞,需采用高强度间隔棒用于子导线间的支撑。③绝缘强度特征。特高压输电线路对绝缘强度的要求较高,因此线路必须选用高强度玻璃绝缘子及复合绝缘子,由此方可满足安全稳定运行需要,这是由于特高压输电线路相较于普通线路杆塔高度较高且绝缘性较弱所致,可能因此引发的安全事故必须得到关注。
1.2特高压交流输电线路存在的问题
一是在对特高压交流输电线路进行设计时,相关设计标准的值较低,这就导致特高压交流输电线路的抗风以及舞动等能力非常小,从而最终导致特高压交流输电线路经常出现跳闸的情况,同时也经常出现杆塔倾倒的问题,影响供电的安全性和可靠性。二是我国特高压交流输电线路的绝缘性能比较弱,对一些恶劣的自然天气情况抵抗力较弱,容易导致因电路腐蚀而出现重大安全事故。另外,由于特高压交流输电线路的杆塔高度比一般的线路高得多,这就导致特高压交流输电线路更容易受到雷电、雨雪等自然环境的侵害,从而导致特高压交流输电线路无法正常供电。
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二、特高压输电线路运行维持技术的发展现状
2.1直升机巡线技术的开发应用
为了更好地对特高压输电线路进行维护,一些科研人员发明了直升机巡线技术,经过实践,此技术确实能够对这些输电线路进行良好的监控,实践结果很好。直升机巡线技术要是通过在飞机上安装红外检测仪等自动巡视装备,利用红外测温等检测技术完成对特高压输电线路及相关设施设备的检测工作,并绘制出物体温度分布热图,根据此进行有无故障的判断。2013年12月至2014年3月,在浙北-福州工程福建无人区,国网通航公司采用KA-32直升机进行了物料运输技术试点(试验),累计飞行140余小时,吊运853次,运输塔材等物料2400余吨,有效缓解了无人区施工压力。
2.2在线监测技术的应用
对特高压输电线路进行在线监测,不仅能够对输电线路进行远距离的监控,还能随时掌握线路的运行状态,这种在线监控技术的应用能够提高特高压输电线路运行的稳定性、安全性、可靠性。就目前相关科研单位研究开发出的在线监测技术而言,其主要有温度监测、杆塔倾斜监测、覆冰监测。第一种就是实现对输电线路及其设备的运行温度、所处的环境温度的实时监测;第二种是实现对杆塔倾斜度的实时监测,以防止倒塔现象的发生;第三种是对特高压输电线路的覆冰状况进行实时监控。
2.3带电作业技术的应用
由于特高压输电线路具有很高的电压,所以很容易发生停电的现象,而停电导致的损失是非常大的。所以,为了避免停电,工作人员应该对其进行带电作业。带电作业使用的是特殊材料制作的工具,轻便灵活、安全可靠、使用方便,作业人员又较少,检修的效率也较高。
2.4红外测温和紫外成像技术应用
通过对长南Ⅰ线的研究可知,如果其输电系统功率增加到467-4800MW的时候,金具的温度也会随之上升到1-5摄氏度,导线温度也会上升到1-3摄氏度,绝缘子温度上升1-4摄氏度。而这些数据都是通过红外测温技术得到的。而紫外成像技术一般都应用在定位放电部位和查找放电部件,其会受到观测距离的大小、海拔高低、线路污秽程度、气温气压的影响,所以可能会呈现出不清楚的成像,这点是需要改进的。
2.5直升机线路巡视技术
由于特高压输电线路的建设路程长、途径区域广与覆盖面积大等特征,加上途径区域地势气候条件复杂与杆塔高度较高等情况,使得特高压输电线路的巡视工作受到极大的挑战与考验。传统的人工线路巡视手段已难以满足特高压输电线路的日常运行维护需求,因此需要使用直升机等设备进行空中线路巡视。此类技术通过在直升机上安设红外线等巡视仪器,使直升机能在其飞行进程中完成红外测温、紫外探测等一系列巡视工作,以此判断识别输电线路以及杆塔的各导线与绝缘子是否存在问题隐患,并相应检查输电线路是否存在接头过热、线路损伤等故障缺陷。当前特高压输电线路的直升机巡视,还使用目测与仪器观测相结合的巡视手段,并使用计算机对仪器观测数据进行自动化处理,以此判断线路是否存在缺陷问题,并生成故障清单同时列出对应的处理解决措施。由于直升机线路巡视技术与传统的人工巡视方法相比,具备高效快捷的工作特点,同时其巡视工作并不会受线路所在区域的地势条件影响,因此巡视的安全性也能得到有效保障,进而成为当前特高压输电线路运行维护所应用的主要技术之一。
2.6在线智能化监测技术
在线智能化监测技术是特高压输电线路进行实时检修的前提技术条件之一,其技术的应用不但能快速获取输电线路及各设施的实时运行情况,为其安全、稳定运行提供实时数据支持,同时也能为输电线路的检修工作提供相应的线路、设备故障信息。当前研究、开发的特高压输电线路在线智能化监测技术以及应用系统较多,可对输电线路中的各类运行数据进行高效、精准的监测观察,比如温度、绝缘子、气象信息与杆塔倾斜度等数据的监测工作。此外由于目前我国各在线智能化监测系统与设备的生产厂家所使用的数据格式等并不一致,因此存在各系统之间难以应用兼容的问题,对此有关技术单位已研究了特高压输电线路在线智能化监测管理平台。
结语
综上所述,特高压输电线路是维护、推动我国经济发展的重要措施之一,保证其供电的质量与安全成为特高压输电线路运行的一大关键工作。这需要各研究与维护人员切实加强对线路运行维护技术的开发利用,通过各类维护技术的实施来确保输电线路供电、运行的安全稳定。
参考文献:
[1]梁鹏飞,陈兴旺.特高压输电线路运行维护技术现状分析[J].低碳世界,2017,35:120-121.
[2]黄富源.浅议特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J].通讯世界,2017,03:176-177.
论文作者:张久林,刘鹏
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
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