周榮

摘要：隨著我國綜合國力的不斷提升，在電網(wǎng)中±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，有效提升電力輸送質(zhì)量和效率，但其中也存在大量的故障問題對系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此需要積極采取相應(yīng)的運(yùn)行檢修技術(shù)降低故障的發(fā)生概率，實(shí)現(xiàn)電力高效運(yùn)輸。

關(guān)鍵詞：特高壓;輸電系統(tǒng);常見故障;運(yùn)行檢修

1雷擊故障和防治措施

在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中常見的雷擊故障為雷電繞擊，雷電的最大電流幅值-69.8KA，低于±800kV特高壓直流系統(tǒng)耐雷水平。

對于雷擊故障的防治措施應(yīng)當(dāng)從以下方面著手：首先，因?yàn)椤?00kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路的跨度較大，對于部分區(qū)段的走廊雷電參數(shù)沒有加以充分的掌握，則可以按照實(shí)際情況和路徑設(shè)置雷電觀戰(zhàn)，借助定位系統(tǒng)對每年度的雷電電流強(qiáng)度、落雷分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析對線路存在的影響規(guī)律，了解雷擊和電流強(qiáng)度、線路以及地形間存在的關(guān)系，尋找雷區(qū)易擊桿塔、易擊段，展開±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)雷擊閃絡(luò)相關(guān)風(fēng)險，明確差異技術(shù)。另外，根據(jù)現(xiàn)階段我國已經(jīng)投入運(yùn)行的±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)雷擊故障發(fā)生規(guī)律，因?yàn)樨?fù)極性雷造成線路的正極性出現(xiàn)故障比例比較大。對±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要對正極性側(cè)的防雷設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，例如，將正極性線路靠近山坡設(shè)計(jì)，借助不平衡絕緣增加正極性側(cè)的絕緣子串的干弧距離。并設(shè)置可控放性避雷針。通過該類型的避雷針具有向上迎面特性，引發(fā)雷閃放電，對雷擊所產(chǎn)生的電荷加以有效中和、攔截，從而達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)的效果。當(dāng)接地電阻具有保障措施時，通過該類型避雷針可以有效保護(hù)桿塔前側(cè)、后側(cè)線路受到雷電繞擊[1]。同時，因?yàn)榘惭b方便、造價比較低，因此得到廣泛的應(yīng)用。但是保護(hù)范圍較小，只適用于低電阻、小檔距桿塔。再次，可以通過降低桿塔的接地電阻措施。雖然±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)受過雷擊故障的概率較低，但是對桿塔耐雷擊水平進(jìn)行分析，部分桿塔的接地電阻即使符合設(shè)計(jì)要求，但是仍然存在較大的可能發(fā)生雷擊事故。通過減小桿塔的接地電阻，能夠增加耐雷水平相關(guān)指數(shù)。在設(shè)置有避雷針、易發(fā)生雷擊的塔位應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減小桿塔的接地電阻。最后，通過設(shè)置線路避雷器保護(hù)措施提升防雷擊性能。現(xiàn)階段在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中最佳防雷措施便是設(shè)置避雷器。在部分±500kV特高壓直流輸電系統(tǒng)已經(jīng)加以試驗(yàn)應(yīng)用，并表現(xiàn)出顯著的效果，雖然措施效果較佳，但是安裝程度較為復(fù)雜，造價較高，大規(guī)模推廣應(yīng)用受到一定的限制。當(dāng)前在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中對于避雷器的應(yīng)用還處于探索階段，首批產(chǎn)品正式投入應(yīng)用應(yīng)當(dāng)安裝于特殊塔位，并對運(yùn)行數(shù)據(jù)加以實(shí)時監(jiān)測，為避雷器的優(yōu)化使用和推廣使用奠定基礎(chǔ)。

2山火故障和防治措施

因?yàn)槌袚?dān)±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路兩極間和極對地絕緣任務(wù)主要為空氣，當(dāng)空氣溫度至727℃時，將呈現(xiàn)為熱游離狀態(tài)，在輸電系統(tǒng)現(xiàn)場山火溫度達(dá)到1000℃，樹木和導(dǎo)線之間存在不均勻地電場，兩極之間的電荷數(shù)量劇烈增加，火勢強(qiáng)，燃燒的時間也越久，電荷的增量也越大。導(dǎo)線加熱之后，電子呈現(xiàn)為游離狀態(tài)。如果電荷達(dá)到一定程度則將導(dǎo)致電場出現(xiàn)強(qiáng)烈畸變情況，大量的空間負(fù)荷生成光子導(dǎo)致光游離，并在局部電場內(nèi)產(chǎn)生電子崩，電子崩和主電子崩相聚產(chǎn)生流注，構(gòu)成低場強(qiáng)、高電導(dǎo)負(fù)向?qū)ǖ?，徹底破壞空氣絕緣。當(dāng)輸電線路周圍的樹木，尤其是松樹出現(xiàn)燃燒情況將產(chǎn)生大量的煙塵顆粒，吸附在線路上，形成有助于負(fù)向?qū)У耐ㄟ_(dá)，最終造成線路跳閘。由于山火造成線路對樹木產(chǎn)生放電情況的主要形式為間隙放電，超過±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行中導(dǎo)線對樹木垂直距離、高強(qiáng)度山火導(dǎo)致此過程更容易發(fā)生。

對于山火故障的防治首先在進(jìn)行±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)架設(shè)時應(yīng)當(dāng)盡可能地避免灌木叢生集中區(qū)域，保證線路和灌木的水平距離超過100m。線路運(yùn)行過程中需要加強(qiáng)巡視，并按照巡視情況對塔基周圍雜物進(jìn)行及時的清理，制定季度、年度清理計(jì)劃，將周圍蕨類、植物、雜草、灌木、樹木進(jìn)行清理和修整，在天氣較為干燥、炎熱的季節(jié)加強(qiáng)清障次數(shù)，避免山火發(fā)生概率。另外，經(jīng)濟(jì)條件、地理?xiàng)l件允許的情況下，林業(yè)部門

應(yīng)當(dāng)積極配合設(shè)置防火帶，對于防火帶的設(shè)置應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)要求進(jìn)行，在容易發(fā)生山火的區(qū)域種植防火林帶樹種，構(gòu)建15m至20m防火帶。按照±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)線路架設(shè)區(qū)域生產(chǎn)規(guī)律、氣候條件、地勢地形展開防山火措施[2]。在山火頻發(fā)時期，滾動巡視，并布置瞭望哨加以觀察，配置專人進(jìn)行蹲守。最后，設(shè)置在線監(jiān)測系統(tǒng)，借助遙感技術(shù)，對走廊的周邊可能發(fā)生的火源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)異常升溫情況，應(yīng)當(dāng)及時啟動預(yù)案對山火加以處置。

3設(shè)備質(zhì)量防治措施

設(shè)備自身質(zhì)量因素所導(dǎo)致的故障類型包括地線耐張線出現(xiàn)夾斷裂、鋁管硬跳線滑移隱患以及地線懸垂線夾斷裂等。對于設(shè)備質(zhì)量缺陷故障的防治首先在設(shè)計(jì)使用新型設(shè)備時，應(yīng)當(dāng)避免盲目套用或者參照使用其他項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算、概念設(shè)計(jì)以及構(gòu)造措施基礎(chǔ)上，借助圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、多次試驗(yàn)、放樣加工，并通過認(rèn)證和質(zhì)檢后正式投入使用，不然將導(dǎo)致大規(guī)模的缺陷，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)監(jiān)造要求標(biāo)準(zhǔn)，全面管控產(chǎn)品用料質(zhì)量、成型以及出廠檢驗(yàn)，避免質(zhì)量不合格的產(chǎn)品流入市場，并應(yīng)用于±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)建設(shè)中。另外，在項(xiàng)目的驗(yàn)收階段，需要詳細(xì)查驗(yàn)設(shè)備本體和通道環(huán)境，嚴(yán)格檢查新型設(shè)備的使用情況和運(yùn)行狀態(tài)，在電網(wǎng)正式運(yùn)行前發(fā)現(xiàn)線路中存在的安全隱患和故障問題，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后，在運(yùn)維階段需要加強(qiáng)巡檢力度，借助紅外、無人機(jī)、直升機(jī)等設(shè)備對設(shè)備運(yùn)行過程中存在的故障問題加以及時地發(fā)現(xiàn)，并采取相應(yīng)的措施對故障問題進(jìn)行處理，確保電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

4±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)故障的防治措施

隨著時間的推移，電力系統(tǒng)中存在的安全隱患逐漸凸顯，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的因素也逐漸增多。包括異物、機(jī)械外破、舞動、冰害、風(fēng)害、樹線放電以及地質(zhì)災(zāi)害等。為確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，國家電網(wǎng)對其中存在的影響因素加以全面分析并提出管理理念和風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)。對于±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)故障問題的防治需要從設(shè)備主體、管理機(jī)制、通道環(huán)境、人員配置以及工具配置等方面著手：第一，對通道中線間距離、線路回數(shù)、耐張端的長度、絕緣配置、桿塔形式、交叉跨越以及導(dǎo)線對地的距離存在隱患加以全面排查;第二，對線路運(yùn)行區(qū)段的地理環(huán)境、氣候條件、污染源頭、主要植被、雷電參數(shù)、機(jī)械施工、山火區(qū)域等可能對線路穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響的因素加以排除[3];第三，在管理方面，需要對以往管理中存在的問題加以細(xì)致統(tǒng)計(jì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建風(fēng)險因素排查制度、評估制度、構(gòu)建動態(tài)隱患臺賬，明確故障問題處理措施于流程，加強(qiáng)運(yùn)維檢修，對存在的故障問題加以及時的處理;第四，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，并配置專業(yè)的檢修工具，確保電力運(yùn)維檢修工作的有效開展。

總結(jié)

綜上所述，在±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)中存在大量的因素對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此，需要對系統(tǒng)中常見的故障問題加以統(tǒng)計(jì)總結(jié)，明確相關(guān)問題的處理措施。在系統(tǒng)中常見的故障問題包括雷擊故障、山火問題、設(shè)備自身質(zhì)量問題等，對于以上問題的處理應(yīng)當(dāng)積極借助新技術(shù)、新設(shè)備以及加強(qiáng)人員你綜合素質(zhì)提升，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李虎安.±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性分析[J].通訊世界，2016（23）：102-103.

[2]曲偉國.±800kV特高壓直流輸電線路絕緣問題研究[J].企業(yè)科技與發(fā)

展，2019（12）.