摘要:随着社会的进步和时代的发展,我国电力系统得到了迅速发展。本文以特高压输电线路的结构组织特征为切入点,就其运行特征与对应的维护技术做细致的探讨研究,期望为探究特高压输电线路运行中可能存在的问题故障,以及提出相应维护技术解决方法提供有益的参考。
关键词:特高压;输电线路运行;特征;维护技术
引言
电力发展离不开电网的铺设,随着中国经济实力的提升,庞大而严密的电网正在征服中国的每一寸土地,它们对中国的工业发展、人民生活水平的改善作出了巨大的贡献。与此同时,面对遍布全国各地,且错综负责的线路情况,做好配电线路的运行维护检查至关重要。这是对人民群众用电安全的负责,对中国电力建设更是有着非比寻常的意义。
1特高压输电线路概述
1.1杆塔结构
特高压输电线路的电气间距与传统输电线路相比更大,因此所需的杆塔高度标准也更大,通常特高压输电线路的电线需要离地至少26m以上。同时在设计杆塔高度时也应考虑到输电电线在两塔之间的下垂问题,因此实际建设的特高压输电线路的杆塔在水平排列时,高度应至少高于50m以上,而进行三角排列的输电杆塔高度更是需要在60m以上。此外,特高压输电线路对杆塔的支撑强度要求也比传统输电线路更高,而杆塔的支撑强度主要由杆塔高度与应力两方面决定,因此在特高压输电线路的应力为电压500kV的传统输电杆塔两倍的情况下,其强度就应是500kV传统输电杆塔强度的4倍以上。同时特高压输电线路的杆塔根开也比传统输电线路杆塔更大,其实际根开设计应为15m×15m左右,以此有效降低特高压输电杆塔的实际用材量,节约施工成本。
1.2导线结构
特高压输电线路中的交流线路通常使用八分裂导线,各导线之间的间距应保持在40m以上的标准,同时地线之间的间距也应至少在30m以上。值得注意的是,呈三角排列形式的杆塔导线之间的间距则应保持在20m以上范围,并使用间隔棒来隔开各个子导线,以维护导线的绝缘性防止相应事故的发生。
2特高压输电线路在运行方面的特征
2.1周围环境的特点
特高压输电线路途经多地,自然环境复杂多变,容易受周围环境影响,从而发生倒塔、断线、倾斜等故障,给电能输送造成很多不安全、不稳定的因素。
2.2不稳定性特点
(1)雷雨天气条件下特高压输电线路的杆塔的结构高度很高,特别在地势高的地方,在雷雨天气条件下,可能发生因雷击造成的跳闸故障,影响输电可靠性和电网系统安全稳定。因此需采取综合防雷措施,以提高在雷雨天气下的防雷水平和防外过电压能力。(2)冰雪天气条件下特高压输电线路跨越地域大,加之我国能源供给侧多在高海拔地区,如四川、新疆、西藏等地。在冰雪天气条件下,由于特高压输电线路的导线相比于普通输电线路要粗,因此在导线上容易发生雨雪堆积,在微气象条件的综合影响下造成导线覆冰,从而增大导线载荷与杆塔荷载,可能造成导线断线和杆塔倒塌、倾斜事故。(3)大风条件下特高压输电线路在大风天气易发生导线舞动,在导线舞动过程中,施加在导线和杆塔上的不平衡应力容易造成杆塔金具、杆塔的结构损伤,通过在导线上安装阻尼线、防振锤等措施,可以减少导线舞动的发生,从而保护线路金具和杆塔结构,提高输电线路的安全可靠性。
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3特高压输电线路运行维护技术
3.1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。
3.2智能化实时监测技术
智能化实时监测技术是信息化的技术手段之一,可以通过对特高压输电线路全天候实时监测来进行运行维护管理,一方面可以及时捕捉到输电线路以及其他相关设施的实时工作情况,有利于及时发现故障隐患;另一方面,在输电线路检修时,实时监测技术也可以提供准确的故障信息,有利于检修工作的有序开展。智能化实时监测技术的监测重点是温度、绝缘子、气象变化、杆塔倾斜度等,以此实时掌握输电线路各设备的运行情况,并及时发现、排查线路中可能存在的故障隐患,从而进行高效、迅速的线路运行维护作业。但是,当今我国的智能监测系统不够成熟,而且存在与电力企业输电设备不兼容的问题,这就使得电力企业要加大自主研发力度,让监测技术与特高压输电线路不断匹配。
3.3线路带电作业技术
由于特高压输电线路的输送电量巨大,其一旦发生停运问题将造成巨大的经济损失,并给区域用户的用电带来严重的干扰影响,不利于输电电网的运行稳定与维护。因此需要相应的线路带电作业技术来对输电线路进行检修维护,以确保特高压输电线路能持续、稳定供电与送电,保证区域用户的用电可靠性与电网的运行安全。目前我国特高压输电线路的带电作业主要是线路带电检测与维护等方面,同时在750kV以下电压的输电线路中的带电作业经验也较为成熟,相应的带电作业手段、工具与安全防护等技术成果已取得较大的积累与突破。因此相关研究单位已对特高压输电线路的带电作业进行试验研究,以此确定特高压线路与传统输电线路之间带电作业的差异,并由此确定特高压输电线路带电作业的最小安全间距等标准,相应研发各类绝缘作业工具与绝缘屏蔽服来满足特高压线路作业的需求,以此确保输电线路带电作业的安全与效率。
3.4紫外成像和红外测温技术
根据长南Ⅰ线(山西段)的记录显示,输电系统功率上升到467MW至4800MW时,金具温度会上升1-5℃,导线温度上升1-3℃,绝缘子温度上升1~4℃。这些数据的得来都依赖于先进的红外测温技术在特高压线路运维中的应用。紫外成像技术则应用在定位放电部位和查找放电部件。值得一提的是紫外成像技术会受到观测距离、海拔高度、线路污秽程度、气温气压的影响,有时成像效果不佳,这需要我们的工程师们继续努力研究。
结语
特高压输电技术在我国的经济发展的重要性不言而喻,保障输电线路方面的安全稳定运行,科学有效的维护输电线路必不可少。我国家在特高压输电技术上取得了一系列成果,但是还存在一些难题,这些难题仍需要我们不断研究和突破,这都是我们今后特高压输电技术进步、输电线路运维工作中的坚实基础。
参考文献
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[2]高嵩,刘洋,路永玲,等.交流特高压输电线路运行维护现状综述[J].江苏电机工程,2018(02):81-84.
[3]符门科.特高压输电线路运行维护技术的现状分析[J].科技风,2018(14):70.
论文作者:王伟松
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/26
标签:线路论文; 杆塔论文; 特高压论文; 导线论文; 作业论文; 技术论文; 运行维护论文; 《电力设备》2019年第7期论文;