特高压输电线路状态监测技术的应用李斐明

特高压输电线路状态监测技术的应用李斐明

李斐明

国网山西省电力公司检修分公司山西太原030032

摘要：特高压输电线路在我国分布较为广泛，其稳定性对于电网运转状态有直接影响。就我国目前的实际情况来看，特高压输电线路状态监测技术有很多分类，比如超声波监测技术和红外线监测技术。在具体的工作中，需要结合当地实际情况选择合适的监测方式。而且特高压性的输电线路日常在运转中应能经常测定真实的线路状态，这样才可确保各区段布置的电网是稳定的，维持安全运转。

关键词：特高压；输电线路；监测技术；应用

1前言

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环境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监测水平仍然进步缓慢。

2特高压输电线路状态监测技术应用现状

自2010年起，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，不能象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。

3特高压输电监测的问题

在我国，特高压输电是指交流1000kV和直流±800kV的输电工程及技术。特高压输电是为了满足远距离、大容量输电的需求而产生的，其技术基础是已经成熟应用的超高压输电技术。根据超高压输电的运行、设计经验，已经目前已经应用的特高压工程与技术，高电压应用与发展必须深入研究和解决三个关键问题,即电晕效应、绝缘要求、电磁场及其影响。

3.1电晕问题

在天气不好的情况下，特高压导线表面的电场强度超过临界值后，将会使周围空气分子电离，形成正、负带电粒子，离子碰撞和复合过程，会产生光子和电晕放电。电晕放电的危害有功率损耗、噪声和信号干扰。由于电压等级更高，特高压线路电晕现象比超高压线路更3.2电磁场问题

输电线路会在周围和地面产生工频电场和磁场。由于电压高、电流大，特高压输电线路的电磁场影响成为了公众关心的关键问题，特别是对周围的建筑、人员生产生活的影响等方面。

3.3过电压问题

过电压问题，指的是有雷击导致的感应过电压、直击雷过电压以及各种操作引起的过电压。特高压电网的各种过电压在现象上与超高压电网相类似，但特性上有较大差异。特高压电网中的过电压将决定绝缘水平和绝缘系统的设计，而这些将直接影响到建设的成本和运行的可靠性。

4特高压输电线路状态监测技术的应用

4.1覆冰厚度监测

由于我国南方地区经常发生极其恶劣的天气，造成大面积停电，覆冰厚度监测在当时发挥重要作用，所以只有不断提高监测技术才能更好的检测线路状态，保证线路正常运行。覆冰厚度监测主要采取称重法、倾角法来实施监测，即通过对绝缘子串悬挂载荷或者线夹出口处导线倾角等的实时监测，然后用实验模型计算出有效数值，根据总结经验掌握其特点，从而为有效地除冰提供支撑。该检测方法额定实施之前要注意其现场的布置，将重灾区如过往发生过重冰灾的地区和线路段、迎风坡和风道、水面附近等容易发生覆冰的地理区域等，重点监测。

4.2杆塔倾斜监测

杆塔倾斜监测装置采用了双轴倾斜传感器，可以用于测量顺线倾斜角、横向倾斜角和综合倾斜角，为状态监测系统提供基础信息，以便掌握杆塔的倾斜特点和规律，分析原因，提出杆塔纠偏措施，避免杆塔过度倾斜影响线路运行。全球移动通信系统（GSM）结合相应的监测技术，可以监控杆塔状况，预防杆塔倒塌。杆塔倾斜监测装置主要安装在采空区、沉降区、土质松软区、淤泥区、易滑坡区、风化岩石区等。

4.3输电线路绝缘子污秽监测

4.3.1污秽度监测

当今的污秽度监测一般都是在测量绝缘子表面的灰密度值复盐密度情况，国内外的研究学者通过公式推导，换算出光纤传感器的光场分布和绝缘介质表面含盐量的公司。通过处理就可以测定光能参量，可以间接计算出有关数据，从而分析评估绝缘子表面污秽度。

4.3.2漏电检测

电压、气候参数和污秽度三种参数，是检测绝缘子误会程度的重要参考值，三个数据能够表明电流泄露情况。电流泄露一般会在介质表面形成，所以传感器安装在绝缘子的高压端，就能够将泄漏的电流数据实时传递，将信号处理成为数字信号，并通过计算机程序进行相关计算，得出相关数据，最后使用无线网络传输到数据总站，工作人员和专家们针对收集的数据进行综合判断分析，最后得出绝缘子积污状况。后期处理的过程中能够参考得出的结论，将绝缘子的结构参数，以及其他化学成分数据累计起来。

4.4导线舞动监测

导线舞动会对杆塔和导线本身造成很大的损坏，并会损坏连接金具。导线舞动监测已经成为近年来研究的重要内容。对导线舞动状况进行监测，可以掌握线路舞动的特点和规律，进而提出防治措施。为了导线舞动进行监测，需要在一段导线中将多个舞动传感器进行布置，进而分析舞动的振幅、频率等，并绘制出舞动的轨迹。根据输电线的已发生地区情况，布置舞动检测点，在容易发生舞动的地区重点监测提前做好预防措施，避免影响输电线路正常运4.5电力专网状态监测

电力专网状态监测通常情况下都会分成两段，传感器接入段通过传感器接入有线通信接口，实施在线监测；传感器接入网络由安装在线路杆塔上的一体化通信装置组建，集成各类有线及无线通信接口，实现在线监测装置采集数据的集中接入。有线通信支持网口通信和串口通信两种方式，网口通信，传输速率较高，但有效传输距离较短，不大于100m，串口通信方式传输距离达1km以上，但数据传输速率只有100kbit左右。

5结语

特高压电网在整个国家电网中处于核心地位，高电压、大容量负荷的传输，可靠性是运行的首要因素。做好特高压线路的运行工作，应用高科技的在线监测技术对线路状态进行实时监控，及早发现事故隐患并及时予以排除，使其始终以良好的状态运行具有十分重要的意义。当前，国内主要在线监测设备厂家数据格式不统一，为方便将多种在线监测技术应用在特高压输电线路上，节约投资，充分、合理利用监测数据，开发在线监测管理平台，对在线监测系统进行整合，实现数据集中处理和综合应用分析显得十分重要。

参考文献：

[1]周来群，王旭，田雷等.特高压输电线路状态监测通信系统研究及应用[J].中国电业（技术版），2014，（9）：22-25..

[2]苏晓.特高压输电线路在线监测技术的应用[J].电子技术与软件工程，2015（5）.

[3]赵文彬，李慧星，费正明，陆志浩，钱之银.基于智能电网需求的输电线路状态监测系统建设[J].华东电力，2010，08：1212-1216.