江澤 蔣興元

摘要：特高壓類型的輸電線路具有分布廣泛的特點(diǎn)，電網(wǎng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作取決于輸電能否穩(wěn)定。狀態(tài)監(jiān)測是目前應(yīng)用較多的一種現(xiàn)有技術(shù)，常用到的技術(shù)有超聲波、紫外與紅外監(jiān)測等，以保證各區(qū)域所布置電網(wǎng)線路狀態(tài)的穩(wěn)定，從而保證電網(wǎng)可以安全運(yùn)轉(zhuǎn)。全天候的監(jiān)測可以準(zhǔn)確確認(rèn)輸電線路的實(shí)時輸電狀態(tài)，基于此，本文針對輸電線路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測所用到的常見技術(shù)進(jìn)行了分析，以便于應(yīng)用合適的監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測特高壓輸電線路。

關(guān)鍵詞：特高壓;輸電線路;在線監(jiān)測技術(shù);新型檢測技術(shù);應(yīng)用

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展與進(jìn)步，人們對于輸電也有著比過去更高的要求，輸電線路的布置與各個區(qū)域相銜接，具有復(fù)雜性的特點(diǎn)。特高壓類型的輸電是總體輸電網(wǎng)絡(luò)的根基，它的日常輸電決定了區(qū)域范圍內(nèi)的供電水平，這就對監(jiān)測技術(shù)有著很高的要求，配有實(shí)時的監(jiān)測技術(shù)才能有效的避免輸電路徑可能會隨時發(fā)生的多樣性故障，以便于選擇最佳防控對策[1-2]。基于此，有必要對現(xiàn)有的監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)進(jìn)行整理歸納，以便于實(shí)現(xiàn)對隱含輸電故障的實(shí)時監(jiān)測，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輸電的安全性。

1.在線監(jiān)測技術(shù)

由于目前電表呈現(xiàn)出日益增加的總壓力值，可以判斷各區(qū)線路所經(jīng)由的負(fù)荷量也在日益增加，因此，為了解決隱含的風(fēng)險，使得各區(qū)的供電能夠具有穩(wěn)定性，須及時予以相應(yīng)的調(diào)控，并加強(qiáng)監(jiān)測。目前關(guān)于特高壓類型輸電線路的在線監(jiān)測可以分為以下幾種路徑。

1.1針對突發(fā)性雷擊的監(jiān)測路徑

突發(fā)性的雷擊極易對處于工作狀態(tài)線路造成損壞，尤其是在雷雨較多的夏季，雷擊具有突發(fā)性、活躍性的特點(diǎn)，很容易對區(qū)域內(nèi)特高壓線路造成損壞。有雷擊所造成的線路損壞是不可逆的，電線會被瞬間燒毀甚至發(fā)生破裂[3]?；诖?，有必要慎重監(jiān)測雷擊性的故障，例如可以根據(jù)波形的辨別來判斷線路所承載的電流強(qiáng)度，再根據(jù)理論數(shù)值參數(shù)進(jìn)一步判斷真實(shí)電流強(qiáng)度，以此來預(yù)估潛在的危險，判以預(yù)估雷擊發(fā)生的可能性，實(shí)施綜合防控對策，針對雷擊采取有針對性的預(yù)防措施。

1.2針對絕緣子的監(jiān)測路徑

特高壓類型輸電線路的正常運(yùn)作離不開絕緣子，絕緣子表面沾染了一定的灰塵時則輸電線路將會發(fā)生內(nèi)側(cè)漏電。其基本原理是漏電發(fā)生時會導(dǎo)致絕緣子覆著的絕緣層發(fā)生溶解，從而降低了實(shí)際的絕緣功效。實(shí)際絕緣子沾染灰塵后的表面比較污穢，必須斷電才能進(jìn)行測定。很多企業(yè)實(shí)際采取解決方案時注重于解決絕緣子表面的外層污穢，這種防控技術(shù)還處于起步階段，后續(xù)還需要進(jìn)一步的研究與提升[4]。目前現(xiàn)有的比較成熟的技術(shù)是對等值密度的測定技術(shù)，通過測定來對絕緣子表層的潛在漏電風(fēng)險進(jìn)行判斷，并對經(jīng)由電流進(jìn)行預(yù)測。

1.3針對周圍自然環(huán)境的監(jiān)測路徑

特高壓類型的線路一直以來都具有暴露性的特征，因此，很容易受到人為因素與自然因素等一些外在因素的影響而發(fā)生損壞。周圍自然環(huán)境對于線路可能造成損壞的因素的一般分為導(dǎo)電率降低、溫度與濕度侵蝕以及酸堿度腐蝕等[5]。長期處于不利于線路運(yùn)轉(zhuǎn)的外在環(huán)境下將會對絕緣子與絕緣外皮乃至線路塔架等造成損壞。基于以上分析，要想做到對自然環(huán)境所隱含潛在風(fēng)險的全面辨析并采取有效的防控對策，對外在實(shí)時發(fā)生變化的線路運(yùn)作時所處的環(huán)境進(jìn)行正確辨別，就要針對線路配備一套系統(tǒng)的監(jiān)測體系。在這種配備體系的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際狀況配備一定的配套防控系統(tǒng)。如此不僅可以省去不必要的額外送電相關(guān)資源的消耗，又可以很好的保護(hù)線路。例如架設(shè)的初級階段某區(qū)線路布置有空間間隔比較大的塔架，這樣就導(dǎo)致空中要牽扯很長的電線線路。當(dāng)遇到大風(fēng)時電線線路會隨著風(fēng)向不斷搖擺，震蕩中會使得原有表層線路發(fā)生磨損。風(fēng)級較大時很可能還會發(fā)生線路的嚴(yán)重碎裂。在風(fēng)振較緩狀態(tài)下，線路的損壞屬于自然性的，這類積累性的損壞屬于隱含性的?；诖?，要想真正做到對該類型損壞的防控與阻止，就要配備可實(shí)施實(shí)時管控的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境風(fēng)力針對某時刻的風(fēng)力進(jìn)行預(yù)測，并統(tǒng)計出有關(guān)風(fēng)力值，當(dāng)測得的風(fēng)力值與設(shè)定的報警臨界值相吻合時，則可以實(shí)施線路修護(hù)。

1.4視頻監(jiān)測路徑

視頻監(jiān)測屬于較常用的監(jiān)測，可進(jìn)行直接性監(jiān)測，應(yīng)用較廣。由于我國城鄉(xiāng)地區(qū)各區(qū)大都有著較廣范圍分布的特高壓線路，且線路所在區(qū)域比較復(fù)雜，輸電線路的周圍大都有很多隱含的安全隱患，因此需要配備視頻監(jiān)測，然而由于情況復(fù)雜，要想進(jìn)行視頻監(jiān)測系統(tǒng)的全面配備仍然比較困難。另外，視頻監(jiān)測也可以用于經(jīng)常發(fā)生故障的一些區(qū)域，如此可以測定期間所隱含的潛在風(fēng)險信號，為更高水平的監(jiān)測提供一定的保障。

2.新型監(jiān)測技術(shù)

除了以上幾種常見的在線監(jiān)測技術(shù)外，關(guān)于特高壓類型輸電線路的監(jiān)測還有以下幾種帶電監(jiān)測技術(shù)。

2.1超聲波的判斷

超聲波具有穿越不同介質(zhì)的特性，可以對不同介質(zhì)表層進(jìn)行反射與折射，超聲監(jiān)測可以對表面有裂痕的絕緣子進(jìn)行識別，監(jiān)測其芯部[6]。超聲波監(jiān)測設(shè)備需配有可發(fā)射不同介質(zhì)脈沖的發(fā)生器，這是發(fā)揮超聲波檢測功能的必要條件。絕緣子含如果內(nèi)部有裂痕，使用超聲監(jiān)測時時間軸就可以凸顯出一定的發(fā)射波，將內(nèi)在隱含的細(xì)微裂紋缺陷監(jiān)測出來，有助于對超聲波位置進(jìn)行精準(zhǔn)判別，進(jìn)一步地判斷出絕緣子內(nèi)部細(xì)微裂紋的具體情況[7]。超聲測定具有便捷、簡易的優(yōu)勢，還能夠抵抗干擾。值得注意的是，超聲監(jiān)測途徑實(shí)際上也暗含著換能器缺陷、衰減、與耦合的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得超聲監(jiān)測不適合應(yīng)用在距離較大的線路。另外，超聲監(jiān)測可以應(yīng)用于在線監(jiān)測與實(shí)驗(yàn)室測定。超聲波監(jiān)測可設(shè)定有一定的復(fù)合裝置，諸如激光定位器、框架、瞄準(zhǔn)器、放電裝置、耳機(jī)等復(fù)合裝置，可在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行測定。其測定原理為：可應(yīng)用激光對絕緣子進(jìn)行定位，進(jìn)而將準(zhǔn)確的超聲波搜集出來，并使用音頻進(jìn)行替換。再通過耳機(jī)的使用來辨識超聲波，使用儀表也能將超聲波強(qiáng)度通過數(shù)值的形式顯示出來。而對于現(xiàn)場測定而言，超聲波的應(yīng)用仍然存在有一定的缺陷，缺少敏銳性，此時，高壓端金具融匯在噪聲較大的現(xiàn)場背景中，這些噪聲會掩蓋一些欲測定的構(gòu)件所發(fā)射出的細(xì)小聲波，如此便干擾了監(jiān)測，產(chǎn)生一定的偏差。

2.2成像測定

成像測定包括紅外測定與紫外測定。（1）當(dāng)待測定的設(shè)備內(nèi)隱含一定的潛在故障時，其表面會顯現(xiàn)出熱度異常的特點(diǎn)，此時可使用紅外線測定出設(shè)備相關(guān)的異常。紅外線可輻射至設(shè)備的表層，將其異常以信號形式表示出來，以此為前提進(jìn)一步對設(shè)備隱含的多樣性故障、故障嚴(yán)重程度以及突發(fā)性故障實(shí)際位置等進(jìn)行測定。紅外成像手段與其他手段相比，具有精準(zhǔn)、安全、可靠、高效與非接觸性等多樣優(yōu)勢綜合的特點(diǎn)。

通過紅外線可對設(shè)備接觸與過熱狀態(tài)下的實(shí)際故障進(jìn)行詳細(xì)的了解，從而將回路導(dǎo)流以及絕緣等表征測定出來。紅外監(jiān)測使用方便，且具有實(shí)效性，可以從在本質(zhì)上解決設(shè)備的故障。常用的儀器設(shè)備有紅外熱像儀、熱電視以及測溫設(shè)施等?？筛鶕?jù)實(shí)際狀態(tài)選用適合的測定設(shè)備，對線路設(shè)備的表征予以有效識別。熱像圖譜可以存儲溫差性數(shù)據(jù)，擬定分析報告，將固定時點(diǎn)發(fā)生故障的設(shè)備測定出來。（2）紫外成像可通過成像儀的應(yīng)用將具有放電性特質(zhì)的電暈信號識別出來，并將圖像加以疊加處理，直至形成可見圖形，從而將電暈強(qiáng)度顯現(xiàn)出來。該技術(shù)的敏銳性極強(qiáng)，可用于識別電暈強(qiáng)度的實(shí)際狀態(tài)，為輸電提供了必備的理論依據(jù)。紫外成像這一特性可應(yīng)用于對散落、斷股或損壞電路的測定。紫外線也可應(yīng)用于絕緣子隱含故障缺陷的測定，諸如對潮濕電腐蝕、復(fù)合護(hù)套損壞與其他缺陷等的測定。紫外線監(jiān)測手段與其他的手段相比，更適合應(yīng)用于對絕緣子的缺陷識別，更快識別線路故障表征。

2.3電場辨識

電場辨識法可將詳細(xì)的電場分布予以測定，適合應(yīng)用于監(jiān)測線路狀態(tài)，如此便可以獲得各區(qū)絕緣信息，以辨識是否存在絕緣缺陷。正常運(yùn)作時軸線的曲線光滑，可將不同時段的電場強(qiáng)度、電勢展現(xiàn)出來。絕緣子內(nèi)部所表現(xiàn)出來的缺陷是有導(dǎo)通性的，此時其相關(guān)缺陷的具體位置變化的形態(tài)可以通過電場凸顯出來?；诖耍瑢^緣子的軸向電場進(jìn)行有關(guān)的測定，則可以找出其關(guān)鍵的隱含缺陷。目前我國已將測定有關(guān)隱含缺陷的帶電線路的配置設(shè)備已研制出來，而更加快捷方便的新型設(shè)備還未研發(fā)出來，還需進(jìn)一步的研究與推廣使用。帶電監(jiān)測耗資高，監(jiān)測也不便捷，所以該類型的監(jiān)測應(yīng)當(dāng)慎用。

結(jié)束語

綜上所述，伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，特高壓類型的輸電線路顯現(xiàn)出很大的輸電壓力，對于運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的承載較大。因此，為了有效的實(shí)施各種安全隱患的防控措施，應(yīng)利用好現(xiàn)有的絕緣子、突發(fā)性雷擊、視頻與周圍自然環(huán)境等有關(guān)的監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況利用超聲波診斷、成像測定與電場識別等技術(shù)手段進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測。實(shí)施監(jiān)測的有關(guān)技術(shù)人員也要提高自身專業(yè)技術(shù)水平與防控安全隱患的意識，杜絕輸電威脅。

參考文獻(xiàn)

[1]李明.特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（19）：58-59.

[2]陳德風(fēng)，王春寧，鞠彥波.特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用[J].電工文摘，2015，（6）：23-25.

[3]原瑋.特高壓輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的作用分析[J].環(huán)球市場，2018，（9）：363.

作者簡介：江 澤（1993-），男，江西九江人，本科，助理工程師，研究方向?yàn)檩旊娋€路運(yùn)行維護(hù)。

蔣興元（1985-），男，云南保山人，本科，工程師，研究方向?yàn)檩旊娋€路運(yùn)行維護(hù)。