辽宁省送变电工程有限公司 辽宁 沈阳 110021
摘要：在电力系统中，特高压输电线路无疑是分布最广、对电能输送影响最大的电力设备。然而长期以来，除了必要的巡查和定期的维护外，输电线路一直处于缺少监管维护的状态。输电线路路径中复杂运行问题的常年累积，和动植物、人为破坏等突发情况，导致输电线路的绝缘水平、受力情况不断接受考验，一旦遇到恶劣天气和较强外力破坏，则很容易发生短路或断线故障。近年来，随着新技术在电力系统中各个环节的应用，电力系统的整体监测水平获得了很大提高，然而特高压输电线路的在线监测水平仍然进步缓慢。
关键词：特高压；输电线路；在线监测；防雷技术
1 特高压输电线路状态监测技术应用现状
近几年，在很多网省公司已逐步推行了两级中心建设、三级应用的"输变电状态监测中心"模式，并作为输电线路智能化建设重要内容和风险监控手段全面推进，状态监测技术的应用在一定程度上缓解了输电线路运行维护压力，提高了输电线路运行管理水平，为探索输电线路新的管理模式和管理思路提供了参考。由于输电线路杆塔长期暴露在野外和点多面广等特点，导致了监测技术在输电线路上应用时，不能像变电设备状态监测技术那样安装在牢固可靠位置，并利用其站内现有的光纤网络通信手段，降低运行维护成本，同时确保监测信息稳定、可靠传输。很多监测设备还停留在建设、完善过程中，没有真正有效地解决生产中实际需求，达到指导生产、服务生产的目的。
2 特高压输电线路在线监测技术的应用
2.1 导线舞动在线监测技术
输电导线晃动主要是自然刮风对偏心裹冰输电导线造成的一类较低频率、大振幅的自驱型振荡现象。输电导线晃动可造成传送电路杆塔支撑及输电稳定性能大幅度下降，易造成多束电缆各相之间闪落、连接金属部件和绝缘器件受到损坏、杆塔结构连接螺栓松驰脱掉、塔结构损伤甚至垮塌等恶性事故发生。利用在线监测技术对输电导线随风晃动情况进行远程监测，该远程监测机构主要由杆塔型监测分体装置、通讯体系及总台监测中心站等多个部分构成。具体内容为：杆塔式监测分体装置现场监测传送电路中绝缘端子串体拉伸应力、侧向倾角、风流方向偏角、导线位移变化加速度及位移幅度、分体检测装置周边局部性气象指标（大气温度、空气湿度、风流速度、风速方向、瞬时降雨量、光照时长等）以及输电导线迎风晃动曲线图像等有关参数，从通讯系统模块传送到监测控制中心站。总台电脑专家程序软件依照导线随风晃动的参数结构模型或位移曲线图像运算方法核算出输电导线晃动路径，获取现实输电线路迎风晃动幅度数值、晃动频率、半波参数等晃动过程特性参数，且依照现场气候状况判别晃动等级，以为消除电力导线的迎风晃动趋势提供参数支撑。输电线路迎风晃动引发的整个架空线路结构性能遭到损坏，其重点是依托电力导线自身的张力改变来达到的。电力线路迎风晃动远程监测的重点在于对输电导线自身张力进行计算，在高压输电线路实际运行过程中，其电力导线的张力通常应依照导线迎风晃动幅度大小数值、晃动频率和半波参数进行衡算。
2.2 防外力破坏在线监测技术
高压输电线路运行环境复杂，外力破坏造成输电线路跳闸的案例逐年增加，对整个电网运行安全构成严重威胁。目前，常见的电力设施外力破坏包括违章施工、违章建筑物、高杆植物、山火及鸟害等，分析总结各种外力破坏的成因及现状，采用防外力破坏预警系统对输电线路进行在线监测是极为重要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过在电力系统高压输电线路安全运行过程中加入防外力破坏监测预警系统，可以实现：①利用激光检测和无线视频传输装置对输电线路外部施工频繁的区域进行全天候待警，实时监测，及时预警外力破坏隐患，有效杜绝电力事故的发生；②后台监测维护中心的运行管理人员可以及时、实时地了解现场信息，减少了巡视人员的巡线工作量，同时还可避免超高吊车、大型施工机械闯入、铁塔碰撞以及其他外物入侵对铁塔和线路造成的破坏；③一旦外物超越安全距离，该预警装置就会自动通过现场高音喇叭报警提示，阻止物体对高压线的破坏，并通过实时抓拍图片、上传视频等手段，第一时间将报警信息和视频资料传送到电网后台统一监控中心，监控端可以通过视频画面、数据分析以及报警提示等信息准确判断出输电线路当前的安全状况，及时组织人员采取相应的应急措施；④独立网络服务器在线监测，多级权限设置，统一管理，保密性强，对高压输电线路的现代化管理提供了有力保障。
3 特高压输电线路防雷技术策略
通过公式计算我们可以发现，雷击线路杆塔相对有比较高的耐雷水平，存在很小的可能会造成雷电流超过耐雷水平。而如果尽可能减小杆塔的接地电阻，耐雷水平还会不同程度的提高。但是雷绕击线路的耐雷水平是相对比较低的，因此特高压输电线路防雷的核心在于使绕击率尽量减小。
通常在传统的500KV及其以下的输电线路防雷中，会采用电气几何模型来对避雷线的防雷新性能进行计算，而且一般假定如果两根避雷线之间的间隔距离是避雷线和中间电线线路距离差的5倍，那么中间导线便有很小的绕击率。因此，在特高压输电线路防雷技术中主要策略有：
3.1 输电电压的不断增加，会相应加重杆塔高度对绕击率的影响，所以，应当在设计中尽量使杆塔高度降低，同时可以保证杆塔冲击接地电阻在15Ω以下，以减少雷击引起的反击问题。
3.2 通过增加绝缘子片数可以使绕击跳闸率有效降低。为了减少边相导线的绕击率还可以适当减小保护角，日本采用的双回路自立式铁塔，其保护角设计为负值，具有极小的绕击率。为了尽量降低线路在遭受雷击时出现的雷电过电压，使绝缘子串闪络次数减少还应该利用悬挂式避雷器。
3.3 特高压输电线路中雷击跳闸的主要原因就是雷电绕击闪络问题。如果再减少绝缘子串长度，减小绝缘冲击强度，缩短导线和垂直线的垂直距离，会使雷电绕击率增大更多，这对于避雷线正保护角线路是非常不利的。因此可以采用防止档中避雷线移动和增加避雷线支撑高度的方法。
3.4 对导线布置方式进行改善，以减少中间导线绕击次数。如前国外采用紧凑型结构布置导线，各相间没有大量的塔柱，保护角呈负值，但其双避雷线间的距离过长，造成边相导线有较小的绕击率、中间导线却又较高的绕击率的问题。因此改进中可以按照三角形排列三相导线。
结语
综上所述，高压输电线路中在线监测技术的应用，可通过全天候的采集与输电线路运行状况的相关指标，使工作人员了解输电线路中各设备的状态及预测未来的发展趋势，并据此采取相应的状态检修措施，以达到减少事故发生和降低事故率的目的，保障供电的可靠性，进而为社会经济发展及广大人民群众提供优质的供电服务。
参考文献
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论文作者:路蕙源,任虹,曾颖,靳涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
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