摘要：为塑造我国强大的国家电网线路系统，截止到2020年，我国将建成并投入运行的特高压输电线路里程将达到20000km。而与高压、超高压输电线路相比，特高压输电线路在其正常运行的过程中面临的环境更加复杂，对相关运行维持技术的研究也更高。因此，为降低特高压输电线路在运行过程中故障的发生率，保证电网整体运行的稳定性，本文对特高压运行维持技术的现状及其发展前景作一简单的探索研究，以为其运行维护检修工作提供一定的技术理论支持。
关键词：特高压；直流输电线路；运行维护措施
前言
根据国网公司特高压电网建设规划，到2020年前后，全国“四纵六横”特高压电网线路将达到近20000ｋｍ，形成“一特四大”的坚强国家电网。按照此规划，目前不同电压等级的交直流特高压线路已相继建成投运，如±800ｋＶ向等。随着投运线路条数的增多，线路运行维护的相关问题愈加突显。因此，针对特高压输电线路特点，分析目前特高压运行维护技术的研究现状和关键技术，总结现有运行维护经验，将对今后保证特高压输电线路的安全可靠运行、提高运行维护检修工作效率和创新运行管理模式等有着重要的意义。
1特高压输电线路的总体特征及在运行方面的特征
特高压输电线路不同于普通输电线路表现在四个方面。①杆塔结构不同，电气间隙较普通输电线路大，杆塔呼称高也远大于普通输电线路，并采用大量绝缘子以满足绝缘强度要求。同时特高压输电线路的采用的导线应力强度是普通500kV线路导线的两倍，而杆塔结构强度是普通500kV线路杆塔的四倍。②导线结构不同，特高压输电线路和普通500kV输电线路使用的导线结构不同，一般采用八分裂方式。三角排列的杆塔中相导线和边导线的距离超过20m，子导线之间则是采用高强度的间隔棒来作为支撑防止子导线扭绞。③杆塔基础设计不同，特高压输电线路一般用于跨区远距离输电，途经地形形貌各异，地势有高有低，跨江河、翻山脉，所以建设过程很复杂，杆塔基础要求也各不相同[1]。④绝缘强度要求不同，目前特高压输电线路大多采用专用高强度玻璃绝缘子以及复合绝缘子，绝缘性能要求高。
特高压输电线路在运行方面的特征，具有不稳定性特点，首先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。其次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。最后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。
2特高压直流输电线路运行维护措施分析
2.1防污措施
我国特高压电网的输电线路既采用直流输电也采用交流输电，两种输电技术的电压等级都很高。特高压直流输电线路电压等级一般在 ±800kV 以上，而特高压交流输电线路电压等级一般在 1000kV 左右。照国家电网公司“绝缘到位，留有裕度“的防污设计原则，目前特高压线路防污闪事故措施主要是从设计上通过增加绝缘子串长，提高泄漏距离来提高耐污闪的能力；在污秽严重地区采用大吨位、高强度的合成绝缘子；加强污区图的制定与修订、根据实际情况使用防污闪涂料、开展带电清扫技术的研究与应用等综合措施；开发在线监测系统，实时掌握线路的污秽情况，及时进行绝缘子清扫等防污闪措施[2]。
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2.2微风振动措施
特高压线路采用多（六、八等）分裂导线，并采用阻尼间隔棒，由于阻尼间隔棒具有良好的耗能减振作用，子导线的微风振动水平较相同条件下的单导线小得多，从这个角度而言，多分裂导线的微风振动防治存在有利的因素。参考前苏联和日本交流特高压线路的导线防振经验（以上两国的特高压交流线路均采用八分裂型式，只安装了间隔棒，未安装其它型式的防振装置），我国500ｋＶ普通线路四分裂导线若安装阻尼间隔棒，则在档距不超过500ｍ时一般不安装防振锤，当档距超过500ｍ时安装１～２个防振锤。但由于特高压线路导线平均挂点更高，从确保安全的角度出发，我国特高压线路的防振参照了超高压线路的方式进行了防振设计。
2.3防舞动措施
目前中国电力科学研究院在充分调研和总结已有防舞研究成果的基础上，研究建立了适用于我国特高压输电线路的防舞措施。通过研究分裂导线覆冰扭转特性及扭转振动与横向振动的耦合问题，建立了分裂导线失谐防舞机理，设计了失谐间隔棒防舞装置；基于减轻导线覆冰不均匀性原则研制了线夹回转式间隔棒；基于舞动稳定性机理设计了双摆防舞器；并建立了相应防舞器的防舞设计方法。清华大学孟晓波等在建立了３自由度多档导线模型的基础上，研究分析了特高压输电线路覆冰厚度、脱冰量、档距大小、耐张段中档数、导线悬挂点高差、不均匀脱冰等因素对导线脱冰跳跃的影响，为特高压输电线路导线排列、铁塔选型、档距配置等提供了理论依据。
2.4防覆冰措施
按照国网公司重冰区设计要求，遵循“避”、“抗”、“融”、“改”、“防”五字方针。在特高压输电线路的设计中，根据线路所经过地区的特点进行了冰区的划分；对无法避免线路经过重冰区的情况下，对重冰区线路着重根据导线脱冰跳跃影响方面进行了导线的布置方式、杆塔选型、档距配置等方面的研究和设计。在现有防除冰技术研究的基础上加大了除冰技术、融冰方法的研究与试验，进行了覆冰在线监测系统的开发与研制。由国家电网公司提出的特高压直流输电系统线路融冰方法，获国家发明专利[3]。该方法采用从换流站的主接线中增加连接线和开关，通过改变相应开关的通断状态，改变换流器之间的连接关系，达到加大输电线路电流而进行融冰的目的。此法还能保证直流输电系统在正常输电状态和融冰状态之间进行切换，只需增加少量设备，即可在不停电的情况下实现主动融冰的功能。采用这种融冰方法，可节约投资近７亿元，并有效提高了输电系统的运行可靠性。
2.5防风偏措施
针对特高压线路绝缘子串长，易发生风偏故障的特点。目前主要从设计上根据实际的微气象环境条件合理提高局部风偏设计标准，对事故多发地区的线路空气间隙适当增加裕度；在可能引发强风的微地形地区，合理采用“Ｖ”型串。对运行中易产生风偏故障区域的绝缘子下方加装重锤；研制特高压直流线路塔上气象参数和风偏参数的在线监测系统，适时监测塔上风速及风向、雨量、导线风偏运行轨迹、风偏角、导线与杆塔间的风偏间隙等措施。
总结
目前我国在特高压线路运行维护技术的理论研究及实践方面已经取得了卓有成效的成果和实用技术，但由于特高压线路运行维护方面尚没有经验，加之检修作业尚未全面展开，要求输电线路运行单位在日常维护中通过积累大量现场资料进行分析整理，结合线路所处环境制定相应的运行维护规范，为保证特高压输电线路的安全可靠运行提供现场运行经验。需要在大量采集现场运行维护数据的基础上进一步开展特高压线路运行维护技术的理论研究和试验，改进和完善现有运行维护方法，为我国特高压线路的安全可靠运行提供保障。
参考文献：
[1]袁振宗.特高压直流输电线路绝缘配置与性能分析[D].山东大学，2017.
[2]闫家里.特高压直流输电系统运行维护检修措施探讨[J].电子测试，2016（23）：171+180.
[3]黄钰刚.特高压直流输电系统运行维护检修措施的探讨[J].电工技术，2016（02）：49-50.
论文作者:秦伟,马金龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签：线路论文; 导线论文; 特高压论文; 杆塔论文; 措施论文; 运行维护论文; 绝缘子论文; 《基层建设》2018年第24期论文;