李佳洋 余旺 鄔建民

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司太倉(cāng)市供電分公司 江蘇 蘇州 215400

引言

高壓輸電線路由于高電壓及遠(yuǎn)距離兩個(gè)特點(diǎn)，在輸送電能、連接電網(wǎng)及電氣設(shè)備的工作中承擔(dān)主要責(zé)任，其不僅是電網(wǎng)的主干網(wǎng)架，還保障著電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。與此同時(shí)，最容易產(chǎn)生故障的線路也是高壓輸電線路，其大多途經(jīng)惡劣的自然環(huán)境，且分布距離廣，在這種條件下，風(fēng)偏、覆冰、雷擊、樹(shù)枝短接等均可能是導(dǎo)致高壓輸電線路的短路故障的原因。

1 架空高壓輸電線路特點(diǎn)分析

1.1 參數(shù)復(fù)雜

架空高壓輸電線路在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，各類(lèi)參數(shù)非常復(fù)雜，線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)較為煩瑣，主要因?yàn)榧芸崭邏狠旊娋€路的高壓桿塔樁存在較多的絕緣子和長(zhǎng)度較高的絕緣子串，整體的高桿塔噸位大，一旦發(fā)生倒塌事故，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，因此線路結(jié)構(gòu)參數(shù)非常復(fù)雜，對(duì)各類(lèi)零部件的要求極高。其次，架空高壓輸電線路運(yùn)行期間額定電壓，周?chē)鷰щ婓w的電場(chǎng)強(qiáng)度高，再加上沿線的地理環(huán)境復(fù)雜煩瑣，可能會(huì)穿越峽谷高山，因此整體線路的參數(shù)較為復(fù)雜，需要科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，確保結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

1.2 可靠性要求高

通常情況下，架空高壓輸電線路在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)可靠性的要求極高，主要原因是架空高壓輸電線路需要輸送的電力能源容量很大，在電網(wǎng)電源點(diǎn)方面與負(fù)荷中心方面具有一定的重要作用，如果發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)隱患問(wèn)題或是安全事故，不僅會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)對(duì)供電安全性造成危害，因此整體供電系統(tǒng)運(yùn)行期間架空高壓輸電線路具有可靠性要求高的特點(diǎn)[1]。

2 高壓輸電線路精益化運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題

2.1 人員管理問(wèn)題

在新技術(shù)出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)的高壓輸電線路運(yùn)維工作技術(shù)含量較低，導(dǎo)致電力企業(yè)不重視高壓輸電線路運(yùn)維人員的培訓(xùn)，運(yùn)維人員的能力得不到提升，阻礙了精益化管理工作的推進(jìn)。另外，沒(méi)有建立科學(xué)的人員評(píng)價(jià)體系，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)運(yùn)維人員的工作水平，運(yùn)維人員優(yōu)化替代工作無(wú)法進(jìn)行，有些運(yùn)維人員工作水平低，容易造成重大工作失誤。

2.2 技術(shù)整合問(wèn)題

傳統(tǒng)的高壓輸電線路巡視工作主要由人工完成，對(duì)人員素質(zhì)要求不高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新技術(shù)、新方法在高壓輸電線路巡視工作中得到了應(yīng)用。但是，新技術(shù)并沒(méi)有得到有效整合，面對(duì)大量的新、老技術(shù)，沒(méi)有明確的巡視重點(diǎn)，沒(méi)有建立完整的運(yùn)維體系。如何將新巡視技術(shù)與傳統(tǒng)運(yùn)維技術(shù)有效結(jié)合，建立全方位、多層級(jí)高壓輸電線路運(yùn)維體系，真正實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，成為亟待解決的問(wèn)題。

3 無(wú)人機(jī)巡檢的特殊優(yōu)勢(shì)

將無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到高壓輸電線路的電力巡檢中，相比于以往以人工為主的作業(yè)模式，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是能夠顯著降低巡檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障人員的安全。由于高壓輸電線路大多修建在山區(qū)，不僅交通不便、道路崎嶇，而且相鄰鐵塔的海拔落差大、相隔距離遠(yuǎn)，給電力檢修增加了難度。而使用無(wú)人機(jī)巡檢，不受地形影響，可保證全天候巡檢作業(yè)。利用無(wú)人機(jī)搭載的高清攝像機(jī)，可以清楚地觀察到高壓輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)和故障類(lèi)型。不僅顯著提高了巡檢效率，而且還能降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。二是提高了高壓輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量。高壓輸電鐵塔的高度通常在幾十米到上百米不等，并且鐵塔上的金具、絕緣子串?dāng)?shù)量較多，如果人工檢修作業(yè)難度較大，并且很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱蔽的故障缺陷。相比之下，使用無(wú)人機(jī)開(kāi)展自動(dòng)巡檢，則能夠近距離的拍攝高壓輸電線路的導(dǎo)地線、絕緣子、金具，如果存在質(zhì)量缺陷可以通過(guò)拍攝所得照片觀察到。這樣就保證了故障缺陷能夠被第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)、處理，從而顯著提高了高壓輸電線路的運(yùn)維質(zhì)量，避免發(fā)生嚴(yán)重的電力故障[2]。

4 提高高壓輸電線路運(yùn)檢效果的技術(shù)措施研究

4.1 絕緣子污穢在線監(jiān)測(cè)

在高壓輸電線路故障中，污閃現(xiàn)象會(huì)直接影響線路外絕緣。如果輸電電路穿過(guò)叢林，或是沙化嚴(yán)重的地方，卷起塵土，就會(huì)導(dǎo)致高壓輸電線路的污穢累積，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度后，絕緣子的電氣強(qiáng)度會(huì)嚴(yán)重衰減，而在低壓環(huán)境下，絕緣子就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。在高壓輸電線路故障統(tǒng)計(jì)中，絕緣子污閃現(xiàn)象發(fā)生頻率僅次于雷擊，但是，其造成的損失卻遠(yuǎn)高于雷害。在高壓輸電線路的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)于絕緣子污閃現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)可分為接觸式監(jiān)測(cè)和非接觸監(jiān)測(cè)兩種方式，如激光、紅外線、激光、超聲波、電暈攝像機(jī)等都是屬于非接觸式監(jiān)測(cè)，其不僅造價(jià)比較高，而且受到環(huán)境因素的影響比較大，從而造成采集數(shù)據(jù)的精度不太高。對(duì)于絕緣子污穢現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)，一般都會(huì)采用表面污層電導(dǎo)率法、等值鹽密法以及最大泄漏電流法等一些測(cè)量方法。根據(jù)目前的研究數(shù)據(jù)表明，考慮環(huán)境溫度和濕度，以及導(dǎo)線中的電壓等因素的泄漏電流監(jiān)測(cè)方案，能夠全面地分析出絕緣子的污穢情況，基于該方法的傳感器也有著非常高的精度，從而提升對(duì)該高壓輸電線路故障的準(zhǔn)確判斷。

4.2 防雷接地的科學(xué)設(shè)計(jì)

架空高壓輸電線路工程設(shè)計(jì)期間需要注意防雷接地的合理設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)和完善防雷接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保在雷電等惡劣天氣下電力系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。首先，因地制宜進(jìn)行避雷線路和避雷保護(hù)措施的設(shè)計(jì)，合理設(shè)置能夠預(yù)防雷擊的導(dǎo)線，減少經(jīng)過(guò)干塔的雷電流，降低塔頂方面的電位與導(dǎo)線的耦合作用，這樣在一定程度上能夠減小線路絕緣子電壓，起到一定的導(dǎo)線屏蔽作用，避免感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)線路造成安全威脅。其次，桿塔防雷接地設(shè)計(jì)期間應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行接地電阻的控制，改善線路的耐雷性能，確保接地電阻符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，預(yù)防雷擊事故造成不利影響，提升整體的防雷接地設(shè)計(jì)效果。最后，電力線路防雷設(shè)施設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要按照當(dāng)?shù)貐^(qū)的雷電事故發(fā)生規(guī)律，合理進(jìn)行中性點(diǎn)接地的設(shè)計(jì)、線路絕緣的設(shè)計(jì)、自動(dòng)化重合閘設(shè)備的設(shè)計(jì)等，提升防雷設(shè)計(jì)的效率效果，有效預(yù)防發(fā)生雷電風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

4.3 高壓輸電線路溫度監(jiān)測(cè)方式

高壓輸電線路的溫度也是至關(guān)重要的參數(shù)，其數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性也會(huì)直接影響在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)故障的判斷。如今，測(cè)溫技術(shù)種類(lèi)也繁多，并且趨于成熟，高壓輸電線路由于都是處在室外，受自然環(huán)境的影響非常大，如北方寒冷、南方炎熱、西北地區(qū)沙化比較重等，因此，要綜合考慮地區(qū)環(huán)境氣象因素，挑選合適的測(cè)溫方式，以確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。溫度測(cè)量的方式可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)，接觸式測(cè)溫方案，該方法是利用物體熱平衡原理，在測(cè)量過(guò)程中，將溫度傳感器與被測(cè)導(dǎo)線直接接觸，那么，它們的溫度就會(huì)在同一數(shù)值上，傳感器就會(huì)實(shí)時(shí)記錄導(dǎo)線的溫度，并傳遞給數(shù)據(jù)處理單元，最后，該單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)傳輸給在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，從而完成導(dǎo)線溫度的監(jiān)測(cè)，該方案具有較高的精確度，測(cè)溫技術(shù)也趨于成熟，其常用方法主要包括K型熱電偶測(cè)溫、熱敏電阻測(cè)溫等；第二類(lèi)，非接觸式測(cè)溫技術(shù)，其是通過(guò)能量輻射情況來(lái)計(jì)算出被測(cè)物體的溫度，從而不必與被測(cè)物體直接接觸，一般都會(huì)采用熱電型或光電探測(cè)器作為檢測(cè)元件，其原理與紅外溫槍非常相同，雖然該方法測(cè)溫范圍大，使用壽命比較長(zhǎng)，但是，測(cè)溫探頭與導(dǎo)線之間必須無(wú)遮擋，而且在高壓輸電線路中，該測(cè)溫裝置不易安裝。

4.4 張力放線

張力放線是利用牽引機(jī)以及張力機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線的展放施工，在施工過(guò)程中，導(dǎo)線與地面保持一定的距離。在通常的情況下，地線牽引繩展放比較容易操作，可以直接使用導(dǎo)引繩進(jìn)行展放。地線展放過(guò)程中一般使用鋁包鋼線、鋼芯鋁絞線或者是鋼鋁混絞線。在施工過(guò)程中如果光纜的長(zhǎng)度小于7m，施工人員可以進(jìn)行牽引操作，在臨錨施工結(jié)束之后，要將全部的光纜進(jìn)行安全的退出，然后方可牽引。導(dǎo)線牽引繩展放施工，通過(guò)小牽引機(jī)與小張力機(jī)協(xié)調(diào)配合，一牽一張使導(dǎo)引繩到達(dá)牽引繩位置，注意，在施工過(guò)程中，如果牽引繩規(guī)格較大，只需要進(jìn)行過(guò)度牽引。導(dǎo)線的展放需要進(jìn)行張力放線施工，在施工過(guò)程中，各個(gè)崗位仍當(dāng)按照統(tǒng)一的指令協(xié)調(diào)作業(yè)，確保牽引機(jī)和張力機(jī)之間的配合，保證處于一定的張力平衡狀態(tài)。注意應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換牽引繩盤(pán)，保證施工的順利進(jìn)行。

4.5 導(dǎo)地線的連接及緊線施工

為了確保施工能夠安全順利地進(jìn)行，因此，導(dǎo)地線的連接十分的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中，一定要確保導(dǎo)地線接地的質(zhì)量。一般情況下，會(huì)采用液壓的連接，在導(dǎo)地線連接施工中，要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求、操作規(guī)程，確保壓接的施工工藝和質(zhì)量。剪線施工也是高壓輸電線路架線工程的重要環(huán)節(jié)之一，可以保證輸電的穩(wěn)定性，高壓輸電線路中，高質(zhì)量地緊線施工，可以確保電力供應(yīng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。緊線的施工中，又可以分為直線塔線施工以及耐張塔緊線施工兩種，施工中采用的方法有單線法，雙線法、三線法等多種方法，而在不停電跨越架線施工中，單線法是最適宜的。在施工過(guò)程中，一定要注意不要過(guò)度的牽引緊線。

4.6 節(jié)能導(dǎo)線的電氣性能

高壓輸電線路設(shè)計(jì)中，節(jié)能導(dǎo)線的電氣性能是導(dǎo)線選擇的關(guān)鍵條件。首先，需考慮到導(dǎo)線載流量對(duì)系統(tǒng)輸送容量的需求，尤其不能忽略運(yùn)行溫度條件變化的影響。在進(jìn)行導(dǎo)線選擇時(shí)需進(jìn)行導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)的詳細(xì)分析，要在合理的運(yùn)行溫度條件范圍內(nèi)對(duì)輸送容量進(jìn)行計(jì)算，保證導(dǎo)線的使用壽命周期符合設(shè)計(jì)要求，避免導(dǎo)線的性能不穩(wěn)定引起的高壓輸電安全隱患。其次，同等截面的節(jié)能導(dǎo)線的輸送容量較普通導(dǎo)線可提升1倍左右，但不同類(lèi)型的節(jié)能導(dǎo)線的電阻損耗也存在一定的差異。

4.7 合理選擇節(jié)能導(dǎo)線的類(lèi)型

不同的節(jié)能導(dǎo)線性能各有差異，如果導(dǎo)線選擇不合適，不僅會(huì)影響到高壓輸電線路容量的正常輸送，還有損電網(wǎng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，同時(shí)還會(huì)增加建設(shè)投資成本。所以，在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以建設(shè)低碳、綠色電網(wǎng)的重要精神為出發(fā)點(diǎn)，積極采用新技術(shù)和新材料，既保證高壓輸電線路設(shè)計(jì)的安全可靠，還要保證其經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效益，同時(shí)還要滿(mǎn)足未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)發(fā)展的需求。要對(duì)導(dǎo)線的各種性能、造價(jià)以及導(dǎo)線在輸電過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲、無(wú)線電干擾等多種因素進(jìn)行綜合比選，確定導(dǎo)線類(lèi)型[3]。

4.8 有效落實(shí)工作人員崗位責(zé)任制

為確保輸配電線路穩(wěn)定安全運(yùn)行，相關(guān)工作人員的正常工作也至關(guān)重要。因此，在輸配電線路的日常運(yùn)行、維護(hù)和管理過(guò)程中，電力企業(yè)應(yīng)定期組織輸配電線路工作人員進(jìn)行線路故障分析、討論和學(xué)習(xí)工作會(huì)議，培養(yǎng)員工的安全運(yùn)行意識(shí)；此外，還要注重工作人員崗位技能培訓(xùn)，引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)輸配電線路專(zhuān)業(yè)操作知識(shí)，確保能夠熟練操作各項(xiàng)任務(wù)。在此過(guò)程中，線路運(yùn)營(yíng)商也應(yīng)積極總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，不斷提高專(zhuān)業(yè)水平，從而更好地參與工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，與傳統(tǒng)的高壓輸電線路停電架線施工相比，不停電跨越施工技術(shù)具有極高的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性，在施工過(guò)程中，可以保證電力正常的供應(yīng)，保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，另外可以極大地減少施工的成本投入，提高工作的效率，因此，值得推廣以及應(yīng)用。在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格地按照有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行操作，嚴(yán)格遵守操作流程及相關(guān)的技術(shù)要求，加強(qiáng)監(jiān)督和管理，確保工程的安全順利實(shí)施。從而促進(jìn)電力事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。