摘要：电力的应用越来越多的深入人们的工作和生活中，经济的发展促使输电线路越来越多，高压输电直接关系着经济的发展和民众的生活，而500kV 超高压输电线路都是暴露在自然环境中，需要接受雷击、冰冻、雨淋等诸多恶劣的天气环境，容易出现断路的情况，导致线路出现故障。因此如何保障输电线路安全有效的运行是一个很重要的工作。本文对500kV超高压输电线路故障的预防进行了研究。
关键词：500kV超高压；输电线路；故障；预防
一、超高压输电线路简述
超高压输电线路输送的电能，其电压等级在500kV至1000kV之间。我们通常将 220kV 输电指标作为 100%，无论是在每公里投资上、每千瓦时电输送百公里成本还是金属材料消耗量上，超高压输电都有所降低，明显提高了线路走廊的利用率。电压等级在 330kV-765kV的电压都是超高电压，也就是说超高压电压等级包括330 (345)kV、400 (380)kV、500 (550)kV、765(750)kV等。
随着经济的快速发展，全社会对电量和电容量的需求日渐增加，这才促成了超高压输电的形成，随着超高压输电基础设施建设的增多，及其施工技术的不断革新，在电力行业发展中，高压输电很快就体现了其应用的重要价值。例如：在应对长距离运输情况时，就需要利用超高压输电，这成为电能系统配置中，既节省空间、又降低电能成本损耗，还提高输电效率的最佳输电方式。目前，全社会产业的发展都已经离不开超高压输电系统，其对社会的发展起到了推动的作用。
二、500kV输电线路的结构特点
1、导线
500kV 超高压输电线路采用的是分裂导线，也就是导线由三根或者四根组合而成，有着更大的机械负荷，选用的是单串或者双串 xp-16 绝缘子串作为悬垂绝缘子串。导线总拉力决定了所采用的绝缘子组装类型，一般采用双串 xp-21 或者双串 xp-30 形式。在很多工程中也选用 xp-16 型绝缘子组装。各条子导线组成了各相分裂导线，间隙棒固定子导线，从而避免在运动和正常运行中出现各个导线之间的接触，持续保持分裂状态。一般情况下，各个子导线之间大约保40-50cm的距离，在国内，很多的超高压输电线路将子导线之间的距离保持在 55cm来保证各个子导线之间的距离。次档距一般保持在30-60m的距离。
2、杆塔形式
铁塔是国内外500kV超高压输电线路常用的架设方式，在国内，自立式铁塔的建设应用较为普遍，适应于不同建设现场的自立式铁塔的导线排列形式很多，因此架设的形状也十分多样，例如：国内常见的自立式铁塔的架设形状有干字型、酒杯型、猫头鹰等等。不同于国内，国外较常采用的杆塔建设一般是过拉线塔。另外，杆塔形式区别于普通输电线路的地方在于：适合承载超高压输电线路的杆塔形式，杆塔间的距离更大、线路的负荷力更大、它的塔头相对来说也较大。
3、铁塔基础
钢筋混凝土自立式基础是 500kV 超高压输电线路铁塔最为常见的基础，如果当地的地质条件比较差，那么可能会选择使用灌注桩基础。斜柱式基础是国内超高压输电线路架设常见的铁塔基础，这种基础设计更加合理，保证铁塔和基础轴线在同一倾斜度上，所以上部压力会直接传送到基础和地面，能够提高基础承载力同时降低混凝土用量。
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三、500kV超高压输电线路故障的预防
1、提高超高压输电线路故障预防和处理的能力
在实现对500kV超高压输电线路故障预防和处理能力的提升过程中，应着重于在线监测和量测两方面的预防技术处理能力的提升。
第一，在线监测技术处理能力的提升。输电线路在线监测系统主要是利用各种探测仪器进行实时监测，将输电线路的温度、微气象、泄漏电流、覆冰状况、本体及廊道环境变化情况转换为图像、数据等数字化信息，积累线路运行资料数据，诊断、预测线路运行状态。针对重要地区和负荷输电线路进行在线监测，可为开展输电线路状态评价及检修工作提供科学的参考依据，切实减少或避免线路故障，确保输电线路安全、可靠、稳定运行。针对电力部门辅助或取代人力进行线路巡检的迫切需求，超高压输电线路巡检机器人技术与系统解决了 500kV超高压环境下机器人的机构、控制、驱动、电磁兼容及绝缘等关键技术难题，该系统可代替人在高危环境中作业，减少人员风险，保证线路的安全运行，具有良好的社会效益和经济效益前景。
第二，量测技术处理能力的提升。目前，较为先进的、已经应用于实践的较为普遍的量测技术就是航拍摄影测量技术。它可实现自动、快速构建输电线路数字高程模型，经定制开发后即可自动计算任意一点导线对地距离，既提高了测量效率和精确度，同时也大幅减少了数据整理的工作量。在量测应用中，“高压输电线路地线巡检系统”由线上行走检测仪和线下无线接收仪组成，通过无线传输实现线下设备对线上行走车体的控制，可完成对超高压输电线路地线的带电自动检测。线上行走检测仪可对地线两侧进行360度图像采集，将线路表面损伤、断股、散股情况传输到线下接收设备，为检修提供了可靠依据。这一系统在预防事故隐患、提升电力系统安全管理水平、减少经济损失等方面有重要的作用。
2、材料创新发展 引入复合绝缘子材料
在实际的输电网发展中，传统的绝缘子已经无法满足输电网向特高压、大容量、远距离方向发展的材料应用需求，在材料创新下，出现了复合绝缘子。复合绝缘子的优势在于：其具有抗污闪性能好的特性，并且能够减小塔头尺寸，最大程度地减轻线路运行负担和维护的工作难度，对于电网的发展而言是一个重要的方面。在特高压线路应用运行过程中，复合绝缘子材料的应用成为超高压输电线路发展中的重要创新内容。目前我国的特高压电网的建设中，已经逐渐开始采用重量较轻的复合绝缘材料，并且这种材料还具有高抗张强度和高抗冲击性。但在实际应用中，我们必须根据具体国情，根据地区线路的污染程度来选择绝缘子的设计和选型。复合绝缘子在我国的电网超高电压发展过程中起到了非常重要的作用，并且仍在不断地进步中。
3、对信息技术进行引入 保障输电线路的稳定性
电力公司为了保证电网运行中，超高压输电线路的稳定性，其可以对先进的信息技术进行引入，来实现对超高压电力系统的综合管理。目前，电力市场的很多电网公司中已经开始应用智能电网进行系统操作。这种自动化、智能化技术应用下的电力系统，具有对整个超高压输电过程的数据采集、数据保存、数据分析、数据管理的统筹能力和协调控制能力，来实现综合的管理过程，同时，这类信息技术支持的智能化电力系统还具有故障自动处理功能，其在保障电力设备和电力线路安全、稳定运行上做出的突出的贡献。也就是说，这种基于信息技术的电力系统运行管理，正在使电力系统管理朝着自动化控制、智能化应用的方向发展。
结语：在电网电力系统运行管理中，输电线路的运行安全十分重要，它对人们的生产和生活起到了十分重要的影响，尤其是500kV超高压输电线路的运行的安全性决定着人们生产安全和生产效率的发展状态。在电力系统运行中，应格外注重500kV超高压输电线路故障问题带来的安全隐患问题，以国内外针对故障的解决措施作为研究方向获取经验，同时吸收先进技术，以实现及早发现故障、及时进行处理，维护电力运行效率和安全的发展目标。
参考文献：
[1]孙海滨,万勇.500kV超高压输电线路运营维护管理[J].中国高新技术企业. 2016(18)
[2]林小华.浅谈影响超高压输电线路保护的相关因素[J].机电信息.2012(12)
[3]袁茂生.500kV超高压输电线路故障及防范策略[J].低碳世界.2017(35)
论文作者:刘宪民
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
标签：线路论文; 导线论文; 绝缘子论文; 故障论文; 铁塔论文; 杆塔论文; 电网论文; 《防护工程》2019年第2期论文;