输电线路状态监测装置（共11篇）
输电线路状态监测装置 篇1
智能电网利用各种传感器对各电网的发电、输电、配电、供电进行有效监控, 及时调度、平衡电力供应缺口, 监测用电安全, 故障监测和自愈, 起到重要作用。输电线路状态监测装置需要应用高清图像视频监视、气象参数监测、导线温度、等值覆冰厚度监测等项目, 在偏远地区, 超低功耗、高可靠性的输电线路状态监测装置的电源需要电功率不多, 在远离低压供电所的地方, 采用低压220V交流供电建设成本高、电能损失多、易受雷电、风暴等外力破坏, 供电质量也不高。采用太阳能、风能等可再生能源也存在电能供应不连续、易受自然环境因素影响, 需要采用风、光互补的方式保证供电的问题。输电线路状态监测装置大部分采用直流12V供电, 输电线状态监测装置中, 高清红外图像视频监视装置也有采用交流24V电源[1], 特别是高清红外图像视频监视装置的电源要求启动电流大、电源纹波小和频率相对稳定, 电源质量较差的太阳能、风能直接供电电源较难满足需要[2~4], 恶劣环境下保证输电线路状态监测装置控制电源的正常是智能电网建设中需要考虑的重要工作[5]。
本文采用STC12C5620AD系列单片机微处理器, 它具有较强的控制功能和较大输出电流的I/O输入输出接口:有四个通道捕获/比较单元 (PCA/CCP/PWM) (PWM脉冲宽度调制Pulse Width Modulation) , 可用于逆变电源的PWM输出和风、光互补供电的恒流充电控制;有8个可以独立输入的10位A/D变换输入接口, 实时检测相关的电压、电流值, 通过计算和逻辑控制, 用来完成以下工作:用于太阳能光伏发电电压、风能发电机的输出电压和蓄电池电压监视;对风、光互补系统的运行进行智能管理;用于逆变电源的电压、电流反馈闭环控制, 提高了逆变电源的精度。
1 状态监测装置电源控制结构
为了确保在恶劣运行环境下保证输电线监测装置的电源正常工作, 采用了STC12C5620AD系列单片机作为控制芯片, 该芯片具有抗强干扰、无法解密、可以在-45℃~85℃环境下正常工作, 能够适应3.5~5.5V宽的工作电压, 有27个I/O口, 每个I/O口的驱动能力可以达到平均20m A, I/O口可以根据编程, 选择适当的输入输出接口形式, 提高了系统抗干扰特性, 并有硬件的乘法和除法指令和高速的运行速度, 经过工程实践的应用, 比较适合在恶劣环境下使用。
状态监测装置电源控制结构如图1所示。
1.1 风光互补供电系统
在全天候条件下连续对输电线状态监测装置供电, 风光互补供电系统需要选择寿命长、可靠性高的蓄电池, 阀控式密封铅酸蓄电池具有免维护、体积小、寿命长 (5~18年) 、无污染排放等优点, [6]比较适合安装在输电线的铁架上。但是阀控式铅酸蓄电池耐过充能力较差、温度需要补偿, 太阳能电池和风能发电机的发电效率随时间变化, 在二个发电设备电压输出不一致的情况下, 如何保证按蓄电池使用规程充电, 又要保证蓄电池充分放电, 充分保证能源的有效利用, 维持蓄电池应用的最佳环境温度, 因此, 维护和使用管理好铅酸蓄电池是保证输电线状态监测装置电源正常工作的关键。
在输电线状态监测装置中, 需要不间断地对设备供电采用单电池供电时, 蓄电池必须同时进行充电, 在复杂的环境和用电条件下, 较难满足铅酸电池的使用和维护要求, 在阴雨天气时监测装置的连续供电将遇到问题, 使用寿命也是能否选择铅酸电池作为系统的储能元件的瓶颈。拟采用双蓄电池供电方式, 其中一个蓄电池专门用于对输电线监测装置的供电, 并使该蓄电池在输电线路监测装置正常使用中放电。而备用蓄电池专门用于太阳能光伏电池, 风力发电机的能量储存贮, 合理的蓄电池充, 放电控制可以有效验证蓄电池的使用寿命, 防止电池损坏[7]。
式中C为蓄电池组容量;t为放电时间;If恒定放电电流, 根据输电线状态监视装置子系统所需供电功率来确定。
根据该装置安装地点的经纬度、海拔、等地理位置数据、日照强度及风速气象数据、装置的负载特性、平均功耗及最大功耗、运行时间来选择阀控式铅酸蓄电池的容量、太阳能光伏电池尺寸、风力发电机功率选择。[8]
其风光互补电源蓄电池管理控制结构图如图2所示。由图可以看出, 供电系统包括:
(1) 蓄电池充电电路。控制太阳能光伏电池和风力发电机按蓄电池使用规范以恒电流、恒电压二阶段充电法方式对备用蓄电池充电, 在充满电后维持对蓄电池进行浮充电, 所余电能用于维持蓄电池使用温度的加热和风扇冷却;图3为备用蓄电池充电、载荷特性图。由图可以看出, 仅在太阳能发电或风力发电的电压大于备用蓄电池的端电压时, 蓄电池才能进入充电工作状态, 由于太阳能电池受季节、昼夜、气候影响较大, 风速对风力发电机的发电电压影响甚大, 蓄电池的充电过程的电流将是随时变化的, 二个发电设备向蓄电池充电量也是不同的, 为了蓄电池充电过程的优化, 必须对充电过程进行控制。
充电电路由STC12C5620AD控制VMOS管的电路开关来实现。由于太阳能电池、风力发电机的输出电压是随着日照强度、风力大小而变化的, 当太阳能电池输出电压为V01、风力发电机输出电压V02须其中一组 (或二组) 电压大于阀控铅酸蓄电池放完电以后的电压值 (10.5V) 时, 充电才能进行。STC12C5620AD控制器中通过对充电电流的实时检测, 应用控制器内部的PCA控制寄存器, 通过捕获、计数、比较, 以PWM波输出模式, 通过高速光电隔离缓冲器, 直接驱动高速光电耦合器TLP2404隔离控制VMOS管的开、关, 根据蓄电池充电要求进行充电, 根据使用要求不同铅酸蓄电池的充电方法很多[7]拟采用二阶段充电法, 为了充分利用太阳能、风能资源, 保证铅酸蓄电池的使用寿命, 在能源充分的情况下 (V01、V02电压值较高时) , 起始阶段可以适当提高充电电流值, 加快充电过程。通常充电以恒流、恒压二种模式充电, 直至充电结束, 按蓄电池使用要求, 备用蓄电池处于“浮充”工作状态。浮充电流较小, 以保证蓄电池使用寿命, 同时启动太阳能电池、和风能发电机卸荷、风冷或加热装置工作, 所有控制程序按电池使用要求, 设计成控制表格, 存入相应的内存, 由微处理器查表程序、装载相应的CCAPn H和CCAPn L, 并控制PWM的输出。
(2) 蓄电池放电回路。通过阀控铅酸蓄电池实现对输电线路监测装置正常供电, 供电蓄电池与输电线监测系统的各分系统由DC/DC变换器隔离供电, 并可实现供电电压变换, DC/DC变换器保证各分系统的电源要求。在需要提供交流电压的场合也可以配置输出所需要的交流供电, 由同一块STC12C5620AD控制芯片来实现。
实施蓄电池充、放电、温度补偿管理由STC12C5620AD控制, 其中微处理器器的P0.0~P0.3的输出, 辅以4个反向缓冲器, 其分别控制8个直流固态开关GTJ8-8A和GTJ3-3A, 控制太阳能电池和风力发电机对其中一个蓄电池组充电, 而另一个蓄电池组向输电线监测装置供电, 蓄电池组处于正常放电工作状态。当备用蓄电池充满电以后, 蓄电池处于“浮充”工作状态, 多余的太阳能电池、风力发电机的电能通过固态开关GTJ3-3A进行卸荷。为了充分应用多余的电量, 可以根据当时的控制箱内温度和蓄电池要求的合适工作温度对蓄电池和其他用电装置加热和风冷, 并根据环境温度适当调节恒流充电的数值大小, 达到最佳的充电效果。
温度由单总线温度传感器DS18B20来测量。DS18B20传感器是一个10位的单总线数字传感器, 仅需要一根信号线传输数据, 由P3.1口读入, 可以根据需要测量多个位置的温度值, 可以应用软件的方法实现使用的设备在合适的环境下可靠工作。采样及逻辑控制结构框图见图4所示。
1.2 单相正弦逆变器
采用STC12C5620AD的捕获/比较单元 (PCA/CCP/PWM) 的内部定时器产生三角载波, SPWM算法由控制器专用PWM口输出带有死区的PWM波驱动上下桥臂, 同时采用高速光耦隔离驱动电路和控制电路, 采样后的电压和电流经一系列处理到STC12C5620AD的A/D输入接口, 作为输出电源的电压、电流反馈, 选取VMOS管作为开关器件, 为提高整个系统的精度用电压和电流霍尔传感器完成电压和电流采样。
整个逆变系统的硬件实现如图5所示。
单相全桥式逆变器, 是由SPWM正弦脉宽调制产生的开关控制信号去控制功率开关器件的导通和关断。
为了提高监测摄影机的图像清晰度, 希望逆变器输出的正弦波电压的失真度小。而SPWM就是一种调制技术, 以比正弦调制波频率高的多的等腰三角波作为载波, 两者的交点就是逆变器开关器件的导通与关断时刻, 按照面积相等的原则, 从而获得与正弦调制波频率相等的宽窄不等的矩形脉冲。[9~10]
2 状态监测装置电源软件设计
输电线状态监测装置电源的软件主要完成如下工作:
(1) 双电池的充电、放电电池选择:二个电池分别处于充电 (浮充) 和放电工作状态。当测试到其中一个蓄电池的端电压小于10.5伏, 这个电池即进入充电工作, 另一个电池即与风、发电设备断开。由软件保证供电电压基本稳定。
(2) 充电阶段:分别应用恒流、恒压二个充电模式进行, 待被充电的蓄电池的恒流恒压阶段的充电转换取决于太阳能光伏电池电压、风力发电机电压, 当V01、V02电压值均大于蓄电池端电压EA或EB, 则有
在充电过程中, 太阳能电池或风能电压小于蓄电池端电压EA或EB时, 其I值小于蓄电池恒流整定值, 蓄电池转换至恒压充电阶段。
(3) 浮充电压阶段:根据季节环境温度差异, 通过加热器、风扇对铅酸阀控蓄电池的外壳温度进行调节, 式其始终工作在-10℃~+50℃蓄电池工作温度范围内, 在不同阶段根据公式 (3) 的计算值, 对浮充电压予以补偿。
式中:Vfu-设置浮充电压值;T-当前环境温度值
(4) TC12C5620AD系列微处理器系列包含二个16位的定时器T0、T1和四通道捕获/比较单元 (PWM/PCA/CCP) 单元, 应用其中的二个16位定时器完成开关器件的工作频率设定, 四个捕获/比较单元 (PWM/PCA/CCP) 单元来分别完成蓄电池恒流、恒压控制和单相逆变电源的PWM输出。
(5) 单相逆变电源的软件设计:设正弦的角速度是, 幅值最大值是Um;载波周期是Tc, 幅值最大值是Uc, 则调制比, 一个PWM周期内的开通时间为Ton, 关断时间为Toff, 借助中间变量a和b:
根据三角形的相似关系得出:
其中, 工程上应用较多的顶点采样即是指取t1=KTC, 试想在k=0时则有, 随着值的增大则累计误差越来越大, 因此在计算导通的时刻有偏差。相比而言这种取值是输出电压纹波更小更接近自然采样, 代入t1的值, 则方程 (5) 可变成:
将调制系数、载波周期及正弦周期代入方程 (3) 中, 编程求解出a和b的值, 于是有:
采用这种方式进行计算, 只要确定了器件的开关频率、调制比就能利用 (1) 把开通时刻做开通时刻表存放在内存中。[11~12]
根据需要的开关器件的工作频率设定周期寄存器的周期值Tx和PCA定时器工作在连续增减模式、确定调制比, 就能产生所需要的频率的脉宽调制波。在每个开关周期, 程序根据 (4) ~ (7) 式计算的开关器件导通时刻读取该点的正弦值为PID参考值并与电压反馈到AD的值比较作电压环, 其输出作为电流环PID的参考值再与电流反馈到AD端的值比较, 该输出与周期寄存器的值比较输出PWM信号。
3 实验结果
图7给出的是铅酸阀控蓄电池在实验室条件下的充电过程的曲线图。蓄电池正常工作电压范围为10V~14.4V, 在10.5V时双蓄电池组进行转换, 把备用电池切换至供电 (输电线路状态监测装置) , 更换下的蓄电池开始充电, 起始充电电流为10A, 外加电源电压在变化时仍能保持在恒流10A的充电, 在充电电压达到14V时, 转入恒压充电模式, 充电电流逐渐减小, 蓄电池池端电压达到13.4V时, 蓄电池进入浮充工作状态, 浮充时涓流电流控制在0.4A, 最高电压达到14.5V, 蓄电池处于浮充工作状态。
单相交流逆变电源是以供电蓄电池供电的, 12V蓄电池分别采用二个DC/DC变换器进行逆变, 其中一个用作功率输出的40V高压母线电压, 另一个变换器用于STC12C5620AD控制器及其它硬件作控制电源用, 工作电压为5V。图8是一个桥臂的PWM输出波, 从图9可以看出加入低通滤波后, 输出的工频单相正弦逆变信号正弦特性很好, 失真度小, 完全可以满足输电线状态监测装置中交流电源的使用要求。
4 结语
电源是监测装置正常工作的保证, 由于需要安装在远离低压供电所的偏远地区, 自然环境恶劣, 对电源的可靠性要求极高, 采用风、光互补的电源系统除了要求具有相对可靠的太阳能电池组件、风能发电机等, 主蓄电池的使用寿命是保证输电线路监测装置长期可靠工作的关键, 本文使用工程常用的微处理器控制, 选用工程上常用的铅酸阀控蓄电池, 采用双蓄电池供电的方法, 使铅酸蓄电池的充电能够按照最佳的充电模式, 使蓄电池组的过氧化铅、铅极板不至于过大充电电流、过高外壳温度而损伤, 从而保证了铅酸蓄电池的正常可靠工作。输电线路状态监测装置, 安装环境恶劣, 设备完好率要求高, 电源维护、使用条件较差, 因此控制电源的装置必须功能强、器件少、电路相对简单。实验室测试结果表明, 其主要功能满足“输电线路状态监测装置通用技术规范”的基本要求, 在确定输电线路监测装置项目配置, 完善电源设计、加工工程考验的高质量器件选取以后, 可以为输电线路状态监测装置的电源优化设计提供借鉴。
摘要：智能电网中输电线路监测装置电源工作环境恶劣, 使用可靠性要求高, 是智能电网建设中的重要部分, 文章提出了一种智能电网用的输电线路状态监测装置电源, 充分利用太阳能、风能等分布式可再生能源的互补, 阀控式铅酸蓄电池双电池组储能, 采用高性能的微处理控制器作为控制芯片, 实现系统同时提供交、直流稳定电源, 优化对双蓄电池的充、放电管理, 完成对输电状态监测装置的可靠供电。
关键词：智能电网,输电线路状态监测装置,微处理控制器,双蓄电池,逆变电源
参考文献
[1]曾东, 杜俊杰, 许金明, 张勇.风光互补供电系统在输电线路视频监视中的应用[J].技术与应用, 2012
[2]胡书举, 王峰, 裴云庆, 王兆安.中频发电机用逆变电源的研制[J].电工技术杂志, 2004 (2) :64-66
输电线路状态监测装置 篇2
作者：zhangyap… 文章来源：本站原创 点击数： 0 更新时间：2009-9-18 20:58:59 【字体：小 大】 湖北安全生产信息网(安全生产资料大全)寻找资料>> 0引言 000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程具有电压等级高、传输容量大、传输距离远等特点，在线实时监测对于保证特高压电网的安全、稳定、可靠运行具有十分重要的意义。
特高压交流试验示范工程线路全长640 km，经过山西、河南和湖北3省，跨越黄河和汉江，穿越多个煤矿采空区，途经交通困难的太行山区、局部易舞区和微地形微气象区，沿线地形气象复杂多样。因此，应用在线监测技术对线路状态进行实时监控，可以及早发现事故隐患并及时予以排除，使线路始终以良好的状态运行。1输电线路在线监测技术 1.1概述
对输电线路在线监测技术的研究主要受2个技术因素制约，一是线路上监测装置的电源问题，二是监测数据的传输通信问题。随着传感器技术、电子技术和无线通信技术的发展，开发出了多种输电线路在线监测装置，例如：输电线路覆冰在线监测系统、输电线路杆塔倾斜监控系统、输电线路导线舞动监测系统等。1.2输电线路覆冰在线监测
输电线路覆冰在线监测系统实时监测导线覆冰情况，依托后台诊断分析系统对监测数据进行分析，实现对线路冰害事故的提前预测，并及时向运行管理人员发送报警信息，有效减少线路冰闪、舞动、断线、倒塔等事故的发生。
输电线路覆冰在线监测系统有2种工作原理：
1）通过监测线路拉力来反映覆冰状况。在绝缘子串上安装拉力传感器，监测导线覆冰后的受力状态，同时采集环境的温度、湿度、风速、风向等参数，将采集到的数据传输到后方监控中心，经数据计算及理论修正，给出线路冰情预报，及时给出除冰预警。
2）通过监测导线倾斜角、弧垂等参数来反映覆冰状况。采集导线倾斜角度、弧垂等参数，结合输电线路状态方程、线路参数和气象环境参数进行分析，计算导线覆冰后的比载、覆冰重量、覆冰平均厚度等覆冰技术参数，对覆冰的危险等级做出判定，并及时给出除冰信息。原理1将应力传感器串接在绝缘子上，其应用前提为应力传感器通过试验和安全性论证。原理2不需要改变线路参数、不会影响线路的运行安全。以上2种除冰方案均无法给出档内各段导线的覆冰形态，计算出的导线覆冰厚度是档内覆冰厚度均值。1.3输电线路气象和导线风偏在线监测
输电线路气象和导线风偏在线监测系统可为监测点所在线路设计和风偏校验提供实测依据；通过预警促使运行部门采取合理的风偏防范措施，协助运行部门查找放电故障点；通过检测中心对送电线路所经区域气象资料的观测、记录、收集，积累运行资料，完善风偏计算方法，同时准确地记录输电线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等，为制定合理的设计标准提供技术数据。
输电线路气象和导线风偏在线监测系统通过在绝缘子串上安装角度测量系统，再结合线路本体数据及风速、温度等测量数据，综合计算出导线的风偏状况。1.4输电线路杆塔倾斜监测
煤矿采空区上部覆岩在重力、应力、自然力扰动作用下，易引发地面裂缝、岩体错位、崩塌、滑坡、地面塌陷等地质灾害，导致采空区杆塔倾斜、地基变形的情况时有发生，严重威胁输电线路的安全运行。
基于全球移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)的杆塔倾斜监测报警装置可以实现对运行杆塔倾斜情况的实时监控和预警，已在220 kV及以下电压等级输电线路中得到应用，多次发现塔材变形、杆塔倾斜和基础位移等缺陷，保障了电网的安全运行。
考虑到特高压线路塔头无线电干扰严重、山区通信网络信号薄弱、基础与铁塔荷载大等特点，国家电网公司已组织开展了特高压GSM杆塔倾斜监测报警装置的研制工作，并已试验成功，为实现特高压线路运行杆塔倾斜情况的实时监控和预警提供了技术保障。1.5输电线路导线微风振动监测
微风振动是造成高压架空输电线路疲劳断股的主要原因。微风振动对架空线路造成的破坏是长期积累的，具有较强的隐蔽性，因此对其进行测量既能消除微风振动产生的隐患，又能为防振设计提供科学的依据。
微风振动监测系统通过导线振动监测仪记录导线与线夹最后接触点外一定距离处导线相对于线夹的弯曲振幅、频率和线路周围的风速、风向、气温、湿度等气象环境参数，结合导线本身力学性能资料，在线分析判断线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命。1.6输电线路导线舞动监测
导线舞动会严重损害线路，造成金具断裂、导线落地，塔材、螺丝变形、折断，出现大面积停电。开展导线舞动在线监测技术的研究，加强对导线舞动的观测和记录工作，绘制出易舞线路和易舞区分布图，对指导线路防舞设计具有重要意义。
输电线路导线舞动监测原理为：根据档距和线路具体情况，在一档导线中安装适当数量的导线舞动监测仪，采集3个方向的加速度信息，依据对监测点加速度的计算分析及线路基本信息，分析舞动线路的舞动半波数及计算导线运行的轨迹相关参数，分析线路是否发生舞动危害，发出报警信息，避免相间放电、倒塔等事故的发生。
1.7输电线路视频监控在人口密集区、林区、开发区、交通繁忙区安装线路视频监视装置，实时监视、记录环境情况，及时发现危及线路安全运行的行为，避免造成事故。同时，可观察和记录线路覆冰、覆雪等过程。
输电线路视频监控系统集中了数字视频压缩技术、无线通信数据传输技术、新能源及低功耗应用技术，能实现对输电线路本体状况及其环境参数的全天候监测。但还存在无线数据传输量小、现场视频只能预设若干监控点而无法自由控制、无信号或信号微弱、少人地区监控设备数据传输和控制失灵等问题。在GPRS/CDMA网络发展迅速，3G网络、高速数据无线传输网络即将开通的前提下，使用无线网络实现对输电线路的远程监控功能，已经成为一种切实可行和符合未来发展趋势的有效方法。1.8输电线路绝缘子污秽监测
1）污秽度在线监测。一般采用停电方式测量绝缘子表面污秽度，包括等值盐密和灰密。文献[2]基于通过光纤传感器光能损耗和光场分布与盐分含量的对应关系，通过检测光能参数计算出传感器表面盐份，进而得到绝缘子表面的盐密值。
2）泄漏电流在线监测。绝缘子表面泄漏电流是电压、气候、污秽3要素的综合反映，因此可将绝缘子表面泄漏电流作为监测绝缘子污秽程度的特征量。泄漏电流在线监测利用泄漏电流沿面形成的原理，在绝缘子接地侧通过引流卡或电流传感器在线实时测量泄漏电流，利用信号处理单元计算出一段时间内泄漏电流的各种统计值(如峰值平均值、峰值最大值或大电流脉冲数)，通过无线传输将数据传输到数据总站，运用专家知识和自学习算法对各种统计值进行综合分析，对绝缘子的积污状况做出评估和预测。泄漏电流的大小与所用绝缘子的类型(材料、伞型、盘径)、污秽成分、盐密、灰密、气象条件等多种因素有关，也需要积累足够多的运行数据。
2在线监测技术在特高压线路中的应用 2.1基本要求
在线监测技术应用在特高压线路上具有必要性和可行性，对保证特高压线路安全运行意义重大。为逐步规范在线监测系统的技术要求和为特高压线路在线监测系统的选型提供依据，特高压线路在线监测装置应满足以下基本要求：
1）不影响线路电气性能可靠性，安装的装置应满足1000kV特高压交流线路的电晕要求和无线电干扰要求。
2）不影响线路机械性能可靠性，安装的装置不能成为线路结构的薄弱点，不能带来结构上的隐患。
3）应充分考虑线路运行人员的高空作业环境，安装方式简单、方便、可靠。
4）应能在特高压线路上长期稳定运行，能抵抗特高压线路电磁场，适应各种恶劣气候，无需外在电源，免维护。
5）数据传输方式及存储方式符合标准，便于在线监测数据统一管理。2.2应用范围
在特高压线路中应用在线监测技术应以加强线路安全稳定运行保障为主，适当考虑积累运行数据的需要，以突出重点、体现差异化为原则，提出各种在线监测系统的应用范围：
1）对重要交叉跨越(包括主干铁路、主干高速公路)、山区较长耐张段、覆冰较重地区(如太行山区)和易覆冰的微气象区等安装覆冰在线监测装置，并结合输电线路视频监控装置使用，以发挥更大作用。
2）在微地形、微气象区及对导线风偏敏感地区安装气象和导线风偏装置，积累导线风偏数据，从气象条件、设计、运行等方面深入分析，增强特高压输电线路抵御强风的能力。
3）在煤矿采动影响区安装杆塔倾斜监测装置，实时监控杆塔倾斜情况，有效预防采空区塌陷诱发的线路事故。
4）在大跨越线路上安装微风振动监测装置。5）在舞动易发区安装舞动监测装置，积累导线舞动的运动曲线、波数等数据资料。
6）在大跨越线路、重要跨越及特别偏僻的地区安装视频监测装置，加强特殊地段线路的监控。
7）必要时考虑在污秽特别严重的地区安装绝缘子污秽监测装置。积累某段特高压线路的特定污区数据，建立特定线路的污秽数据库，总结该段线路绝缘子的积污规律，建立专家诊断系统，实现正确有效判断特定线路绝缘污秽状态的目的。2.3在线监测管理平台
由于多种在线监测技术同时应用在特高压输电线路上，为节约投资，充分、合理地利用监测数据，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。
在线监测管理平台能实现监测数据的集中处理、显示和控制：1）建立开放性的标准数据接口。可以采用Web服务的方式提供接口，实现对不同厂家各种格式数据的统一接收。2）建立标准化的数据库，实现所有在线监测数据的集中存储、管理和应用。3结语
输电线路状态监测装置 篇3
关键词：输电线路；接地装置；复杂地形；电力系统保护
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0079-02
架空高压输电线路接地装置是输电线路的重要组成部分，其安全可靠运行是电力系统可靠性的一个重要组成部分。对输电线路杆塔接地装置进行规范管理和维护，确保接地装置完整性、降低接地装置的接地电阻是降低输电线路雷击跳闸率、提高线路耐雷水平的有效措施。目前，我国的架空高压输电线路接地装置技术还欠成熟，与国际先进技术尚有一定差距。因此，研究架空高压输电线路接地装置技术，对于提高电力系统的可靠性，促进社会经济发展，具有重要意义。
1 接地装置技术的常见问题
1.1 接地网设计缺陷
在接地网的设计方面，对于每一道设计工序，如果把关不严格，有可能存在安全隐患。接地形式应该根据接地点的土壤环境、气候环境等因素合理选择。
土壤环境一个关键的相关指标为电阻率。一般而言，电阻率高的地方其接地电阻值大。因此，为了适应该类地区的土壤环境，接地体的面积应该做大些，以平衡其电阻率高带来的负面影响。同时，在一些受雷电影响较为明显的地区，其接地电阻理论值超标，将会直接影响接地网的安全可靠性。此外，土壤的酸或碱腐蚀性也是接地体在设计过程中要重点关注的方面。如果土壤过酸或者过碱，很容易导致接地体腐蚀断裂，从而失去了接地网的泄流作用。
1.2 土壤环境与接地体的电化学反应
理论上说，接地体与土壤之间的电化学腐蚀反应时刻都在发生着，反应的程度随着土壤的酸碱性水平而不同。土壤的酸碱性水平越高，接地体的电化学腐蚀现象越严重。发生电化学反应的两个表现为腐蚀微电池和腐蚀宏电池作用。当使用杆塔接地体劣质材料时，产生腐蚀微电池电化学反应的可能较大；当土壤质地及土壤渗透率处于危险水平时，易形成氧浓电池及盐分浓差电池。这两种因素都会增大接地体的接地电阻，降低接地体的导电性能。目前的输电线路装置接地体埋设过程中，这个不利因素往往被忽略，因此留下了故障隐患。
1.3 运行维护不到位
上述两点提及了设计施工过程中关于架空高压输电线路接地装置可能存在的一些技术不足之处，然而，即使初期设计合格，后期管理维护不力，也会加速接地装置的老化失效。因为其运行过程中，时刻都经受着周围环境的弱腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度是相当快的。因此需要对建成的输电线路接地装置的进行很好的后期维护，以保证其安全稳定运行，提高运行可靠性。
2 针对接地装置技术不足的改进方法
2.1 关于接地装置的技术改进
2.1.1 改善接地体的防腐性能。理论上讲接地装置的寿命与杆塔结构中的其他部件相同，但是接地装置的运行寿命与土壤的腐蚀性息息相关。因此，很有必要采取防腐措施来提高接地装置的耐腐蚀性。根据国内外相关学者的研究成果，考虑接地土壤酸碱环境，从以下两个方面来改善接地体的防腐性能：注重土壤腐蚀性与接地体面积之间的匹配关系。具体而言，在土壤腐蚀性较强的农田地带、化工厂附近、地势低洼等地区，有针对性地加大接地体的横截面积，降低接地装置的电阻率，提高导电泄流性能。
利用技术手段提高接地体的防腐性能。比如说，在引下线和连接板的焊接处要进行热镀锌处理，增强焊接处的防腐性能，提高焊接处的可靠性。
2.1.2 科学选择接地装置型式。在实际工程应用中，杆塔接地装置大多采用多根水平放射线的形式。针对不同的工程实际，采取改变接地装置型式等优化措施，提高接地装置型式设计的合理性。在一些土壤电阻率相对较低的地区，如农田、低洼湿地等地，其接地装置的型式应该双轨方案，即采用水平接地体结合垂直接地体的方案，以保证其接触良好；反之，在土壤电阻率较高的地区，应该选择连续伸长接地体方案，即沿线路埋设2～3根接地线，一直延伸到下一基塔的接地装置，这种方式可以有效降低高土坡电阻率地区的杆塔电阻，提高接地体可靠性。
除上述两个重要改进方面外，对于改善架空高压输电线路的接地装置可靠性，还可以从提高接地装置施工质量的管理水平、合理应用降阻剂等方面进行提高。
2.2 加强架空高压输电线路接地的运行维护
接地装置的日常运行维护对于提高架空高压输电线路接地装置的运行可靠性，改善其现有的技术不足之处，具有重要意义。通过科学的运行维护可以及时消除接地装置存在的问题，发现潜在的故障风险，可以有效降低杆塔的接地电阻值，从而提升线路的耐雷水平。具体而言，接地装置的运行维护主要从装置部件及地下引线两方面着手。对接地杆塔的接地引下线进行定期巡视检查。通过工作人员的定期检查，可以及时发现接地体装置部件的故障隐患，排除连接螺栓松动的故障，及时更换生锈的螺栓，确保接地引下线的安全可靠。对接地体进行定期进行故障排查。该举措可以防止其受外力破坏而降低效能，在雨水较多的地区，应重点排查，防止接地体被冲刷出地面。此外，定期对接地体的锈蚀情况进行抽查，防止接地体因腐蚀而降低导电性能。
3 适应高山等不同地形下线路接地装置技术
针对新兴的产业园、物流园区，高压输电线路沿着中间绿化带走线。由于一般处于交通方便的地方，易于展开维护工作，且土壤环境条件好；此外，在新兴的产业园物流园区，其一般为人员密集区，防雷要求一般更为严格，因此其接地装置技术可采用目前较为先进、防雷性能更好的新型接地装置—空腹注水式接地装置。它能有效降低高土壤电阻率地区线路接地电阻值，具有较优良的线路防雷效果。
对于常见的高山大岭及经济园区的果园等片区地形，输电线路走线一般分为爬坡式和沿山脊式等几类，其接地装置环境较为恶劣，如土壤电阻率较高等，且不便维护。但是空腹式接地装置结构简单，经济成本较低，施工技术要求不高，可以应用在气候较为干燥的地区、土壤电阻率较高的地区以及雷电活动较为频繁的地区。因此，在具备这类地形特征的地方采用这种方法可以有效地降低施工成本、减少维护量、提高装置运行可靠性。
除此之外，适合于不同负载地形的主要接地装置技术还有深井压力灌注接地技术、电解离子接地装置技术等。深井压力灌注接地技术尽量在原地网外围布置，为在水田中不影响农民耕种及保证外延网不被破坏，外延水平接地埋设深度应达1米以上，皆具有接地电阻稳定、资金节省、安全可靠、使用寿命长等优点。
4 结语
架空高压输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是保证输电线路安全可靠的重要措施。本文详细分析了现有接地防护技术的不足之处，从接地网设计、接地体敷设施工、接地体腐蚀等方面分析了目前架空高压输电线路接地装置技术存在的一些问题，并提出了相关改进措施，同时要加强运行维护管理，最后分析了空腹注水式接地装置等新型接地装置。它的应用实施，可以有效地降低施工成本，提高装置可靠性。
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输电线路状态监测装置 篇4
我国是个输电线路覆冰事故发生率较高的国家之一。覆冰灾害会导致输电线路、电气设备等故障率升高，使其工作性能受到影响，较严重时还易发生线路倒杆事故，由此引发大面积停电。因此，研究分析输电线路覆冰的在线监测装置应用情况以及防覆冰的措施，对于降低覆冰灾害造成的损失具有重要意义。
1 输电线路覆冰的在线监测装置
1.1 监测方法及应用
输电线路覆冰的在线监测方法一般会收集导线覆冰后的相关数据和当时的气象条件数据，配有图像监控，从而判断输电线路、金具、杆塔、绝缘子等的覆冰状况。常用的监测方法综合起来有以下几种：
1.1.1 气象分析法
这种监测方式主要是在输电线路上安装能够监测各类气象条件和导线温度的装置，气象条件包括温度、湿度、风俗、风向、降雨量等，并能将这些数据通过通信通道传送回监控总站。
此方法能够实时收集气象数据，在发生导线覆冰状况时能够尽快采取措施。这种方式的缺点是当处于比较恶劣的天气下如强降雪环境下，监测的数据准确性不够高，为其供电的太阳能电池被冰雪覆盖后会减少其使用寿命。
1.1.2 视频观察法
这种方法将图像监测装置安置于线路杆塔上，能够实时监测线路、杆塔、金具等覆冰情况。
这种视频监测技术在国内的发展已经比较成熟，主要是将线路等覆冰状况以实时图像的方式通过GSM/GPRS数据通道传送至监控中心，这样监视人员可以在室内对现场的线路进行实时监测。但是与气象分析法一样，当遇上比较恶劣的冰雪条件下，视频图像容易模糊和不清晰，影响监测效果。
1.1.3 导线倾斜角监测法
这种监测法是在输电线路上安置测量球，该装置可以测量导线温度以及线路弧垂、导线电流等。这种装置可以测量出导线发热造成的弧垂的变化，也可以测量出导线上覆冰使导线弧垂发生的变化。若某区没有覆盖数据信号，可以将数据通过无线信号接力装置传送至数据信号覆盖的测量球上，然后再传至监控中心。
1.2 输电线路覆冰在线监测装置的不足
综合上述3种主要的线路在线监测方法，可以发现这些在线检测装置的一些不足之处：
1.2.1 成本高：
采用无线传输监测信号的在线监测装置由于没有自己的信号通道，需要借用其他通信公司的信号通道，因此通信成本较高。在没有信号通道覆盖的地方很难实行在线监测；
1.2.2 电源问题：
在线监测装置一般安装在杆塔或者地线上，无法直接获得电源，因此一般采用太阳能供电。但是太阳能电池难以满足大容量的监测装置，当太阳能电池发生老化降低效率时，监测装置容易运行失常；
1.2.3 易受恶劣天气影响：
一般输电线路在线监测装置安装于天气条件较差，气候较恶劣的地方，当发生冰雹、大风、霜降等恶劣天气时易触发检测装置误报警，影响监测的成功率。
2 导线覆冰的防护措施
对于导线覆冰的防护措施，可以从两方面入手，一方面是还未建设的线路做好抗冰设计，另一方面是对于已经架设好的线路进行防护，大致方式如图1所示。
当输电线路发生覆冰时，一般的处理方法有除冰或者防覆冰两种方法。线路除冰一般分为热力融冰和机械除冰两种方法防冰措施主要用于承载覆冰标准较弱的线路，通过阻碍覆冰积累使其难以附着在导线上。
2.1 交流融冰措施
交流线路的融冰可以在带负荷不停电情况下进行，也可根据线路覆冰情况暂时将线路停电进行线路短路融冰，短路法技术纯熟，操作较简便，但对于大电网大负荷线路若停电操作会对用户造成很大的影响，本节主要阐述在带负载情况下的交流融冰方法。
交流线路的融冰方法主要原理就是依靠线路发热来融冰，即需要增大线路的电流。主要方法有调整线路潮流融冰、增大线路无功功率、电容串联补偿融冰、设计移相变压器融冰。
2.1.1 调整潮流融冰法
调整潮流融冰法是提前根据现场情况改变电网的潮流分布，使导线电流超过临界水平来防治线路覆冰。平时可根据覆冰模拟的情况，测试不同情况下的导线融冰情况，然后从中挑取最优方案。
这种方法虽然在某些情况下容易引发系统失稳，但是随着电网FACTS技术的大量应用，调整潮流越发灵活，能够应付一定的覆冰灾害。
2.1.2 无功功率融冰法
这种方式不影响负荷的供电，主要原理是通过降低功率因素来获得更多的无功，从而升高导线的温度。一般可直接调节电压相位或者采用并联电抗器来增加无功功率。在负荷一侧一般装有可调电感，电源侧装有电容，这样可以增加无功需求，补偿电容可以向负荷侧输送无功电流，向量图如图2所示。
图中，IR为线路融冰时的总电流；IZ为负荷总电流；I PD和IQD分别是负荷侧的有功和无功电流，负荷侧的负荷和可调电感吸收的无功电流IQL和IQF可以叠加，。当补偿电容吸收的无功电流增加为电源输出的有功电流和无功电流；I PF和IQF分别为负荷的有功电流和无功电流。可调电感吸收的无功电流IQL与负荷吸收的无功电流IQF是叠加的，由电源端提供。因为可调电容吸收的无功电流增加，从而使融冰总电流增加。如下式所示：
这种方法主要困难在于对无功功率的控制，在网状结构下的电网尤为突出，并且对系统稳定有较大影响，因此此种方法并不常用。
2.1.3 串联补偿电容的融冰方法
这种串联补偿电容的融冰措施原理如图3所示，在线路上加上系统电源，线路中加进可调式的补偿电容，当线路上融冰电流过大时，可调电容可以使输电线路呈容性；当线路上融冰电流较小时，补偿电容可以抵消感抗，从而增大电流，保持电流在合理的区间内，可以保证融冰效率。
2.2 直流融冰措施
交流融冰技术发展较早，国内外对于其融冰技术的研究已经有较高的水平，但是随着电压等级的不断提高，电源容量的限制也成为交流融冰技术的瓶颈问题之一，很难解决500kV及以上电压等级的大截面的输电线路和长线路的融冰问题。这时，直流融冰技术则可以弥补这一缺憾，因为直流电阻较交流电阻要小10%左右，并且在同样的条件下，由于涡流作用和趋肤效应，交流短路融冰的发热功率会高于直流融冰，对于电池容量的要求也比直流融冰高出10%左右，而直流融冰效果与交流融冰基本相同，但却可以用于高低不同电压等级的输电线路的融冰，
虽然直流融冰技术中整流器等原件成本较高，但是随着直流技术不断发展，可控整流器的研究技术将不断提高，并且HVDC技术具有良好的控制性能，这些技术的发展都可以促进直流融冰技术的发展。
3 结论
为了输电线路的稳定可靠运行，解决导线覆冰问题尤为重要。本文详细论述了输电线路覆冰的各种在线监测装置的应用及问题，并分别针对交流融冰技术和直流融冰技术进行了仔细的分析。对输电线路覆冰问题的解决提供了一些思路和改进。
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输电线路状态监测装置 篇5
关键词：采煤塌陷区；输电线路状态；在线监测系统
前言
从系统的技术层面来看，采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统实际上是一整套技术的集合，也可以说是应用了数据监测平台来辅助输电线路的安全管理操作。从根本上来看，该系统凭借的是卫星定位通讯技术，主要针对特殊地质环境中的输电线路的状态实施远程监测，并将采集到的信息传输至中心数据库进行处理，以此来维持特殊地区输电线路的安全性。
1.采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的框架分析
输电线路状态监测系统是智能电网系统中的一部分内容，其重点在于维护输电线路的正常运作与线路检修，从而改善电力系统的运作及管理的能效，为电力用户提供更为优质的供电服务。对于我国采煤项目中的输电线路运作管理而言，输电线路状态在线监测系统对输电线路的状态进行检测的过程实质上就是保证其避免受到外界地质条件变化的影响。
1.1采煤采煤塌陷区输电线路状态监测的必要性分析
从实际采煤作业的环节来看，电力系统的正常运作对采煤项目而言至关重要，因为多项掘进技术的操作与项目管理都有赖于大型机械设备的运作，而这些设备往往需要输电线路的供电服务。实际上，由于采煤塌陷区环境较为特殊，地下的煤层被采空，就很容易造成该环境范围内的地表塌陷状况的发生，给电力能源传输工作带来困难，更会给输电线路的安全运行造成极大的阻碍[1]。鉴于此，采煤塌陷区输电线路状态监测工作对于实践而言极其必要，且需要通过数据库模块、信息传输模块等来保证该环节处理的有效性。
1.2采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的框架分析
采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的架构较为简单，需要硬件和软件共同为系统运作做支撑。其中，硬件包括各项电力系统所需的基础设施及相关部件，重要的是软件模块的运作，通过数据采集、数据接收处理以及数据状态分析等环节来执行。从实践过程中可以看到，采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统要能够与特殊作业环境中固有的电网软硬件设备相兼容，并且该技术能够实现调度电网的数据采集功能，以及数据信息实时监控功能[2]。电子式互感器装置将系统所采集到的数字信号输送到各个单元格中，从而实现统一的分析与调控，这对于智能电网建设而言具有极为重要的意义。
2.探究采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统在实践中的效能
输电线路状态检测系统是目前我国电力系统运作过程中的核心内容，该环节的优劣直接影响到输电线路的检修管理，以及整个电力系统的运行效益。通过系统研究可知，采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统系统采用SQL Server 2005作为数据库，使用高级程序语言C#编辑数据接收与处理软件，基于B/S结构编辑状态数据WEB服务架构展示平台，建立了稳定的系统架构[3]。在总体操作过程中，数据信息的采集模块以及接受处理软件模块的应用较为关键，从根源上来看，卫星定位系统通信技术的融合，为远程监测采煤塌陷区输电线路状态的工作提供了强有力的技术支撑，系统通过对输电线路上相关部位加装传感器获取所需状态数据信息，来分析采煤塌陷区现场的工况。整个再现监测系统最重要的功能之一便是它的报警功能，系统每隔一段时间，便会通过指定的信息传输渠道将报警短信传递给相关的技术管理人员。此外，经由数据码接受器的数据转换以后，则可以实现与卫星定位系统的数据通信操作。经过了长期实践操作能够清楚的看到，将该系统应用于实际的输电线路监测过程中的实际监测效果较为良好。在实际的采煤项目执行过程中，除了可以发挥采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的能效来维护输电线路的安全性，而且，还可以凭借配电自动化系统技术以及配电管理系统等模块来维系整个供电网络的智能化电力配比，从而满足不同时段采煤作业的用电需求，这也能够在一定程度上降低特殊地质环境中发生电力系统故障的概率[4]。
总而言之，由于在采煤项目中多项技术的整合应用的效果较为良好，尤其是采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的实际运作，在一定程度上提升了采煤项目的效率，也能够保障整个过程中电能补给的稳定性与安全性。输电线路状态在线监测系统在采煤实践管理过程中的效能巨大，起到了维护采煤作业面技术操作及其安全管理高效执行的作用，同样，也能够促进其它相关产业项目的顺利执行。
3.结束语
采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的核心内容便是对数据信息的处理，围绕着这一内容才有了信息数据的采集以及传递等中间过程，并通过各类型数据接收与编辑软件来为整个系统运作做支撑。采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统的框架来看，为了建立较为稳定的系统，融入了较为先进的数据库处理模块来提升信息采集的效率。而且，最重要的是，在WEB服务架构等策略的支撑下，能够明显提升采煤塌陷区输电线路状态在线监测系统在实践中的效能，从而为我国相关领域的实际工作带来便利，同时也能够保障复杂地质条件下输电线路运作的安全性与稳定性。
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山区输电线路防雷装置探讨 篇6
1 雷击及防雷措施
1.1 雷电原理及跳闸原因
雷电放电是由带电荷的雷云引起的。雷云的底部大多数是带负电的, 它在地面上会感应出大量的正电荷, 这样, 在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间, 或者雷云和大地之间就形成了强大的电场。随着雷云的发展和运动, 一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度, 就会发生云间或对大地的火花放电。
导致跳闸的雷电线路过电压因其物理过程可分为两种: (1) 雷击线路附近大地引起的感应雷过电压; (2) 由雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的直击雷线路过电压。
1.2 防范措施
为了避免线路雷击闪络的发生, 主要的防雷措施有:降低杆塔接地电阻值, 保持泄流通道畅通, 提高线路绝缘水平, 双回输电线路采用不平衡绝缘;安装避雷线、线路避雷器等防雷装置等。其中, 降低杆塔接地电阻值、保持泄流通道畅通、提高线路绝缘水平、双回输电线路采用不平衡绝缘等措施, 是为了在线路受到雷击后, 增加泄流、降低电压、减少雷击对线路的损害, 防止线路发生雷击闪络;安装防雷装置措施相当于为线路撑起了一把防雷伞, 将雷击伤害挡在线路之外。作为防雷体系的重要组成部分, 对防雷装置的探讨具有重要的实用意义。雷击瓷瓶如图1所示。
2 各类防雷装置的运行情况
由于各种防雷装置的适用情况不同, 因此, 在不同地域的实用效果也不同。下面针对各种防雷装置在万州区域内不同环境下的使用效果进行探讨。
万州地处三峡库区腹心, 多山、丘陵, 沿江多风, 地质多岩石, 地下水位较高, 多雷。以往线路杆塔所在地多为向阳坡, 杆塔较突出, 且多未安装防雷装置, 所以易受雷击。为了改善线路的运行状况, 万州近年来安装了很多防雷装置。
2.1 避雷线
避雷线又被称为架空地线, 是在输电线路的杆塔间架设裸露导线, 使雷电击中避雷线, 从而将雷电引入大地, 避免雷电击中输电线路造成损失。同时, 避雷线还具有以下作用: (1) 分流作用。减小流经杆塔的雷电流, 从而降低塔顶电位。 (2) 通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。 (3) 对导线的屏蔽作用可以降低导线上的感应过电压。
避雷线是输电线路防雷保护中最基本和最有效的措施, 适用于所有地形。线路电压越高, 采用避雷线的效果越好, 避雷线在线路造价中所占的比重也越低, 因此, 110 k V及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果, 减小绕击率, 还应将避雷线对边导线的保护角做得小一些 (110 k V和220 k V单回路线路的保护角应小于15°, 500 k V的应小于10°;110 k V的同塔双回 (多回路) 线路应小于10°, 220k V的应小于0°) 。
避雷线虽然能截获幅值较高的强雷, 但对于幅值较低的弱雷, 避雷线对其的吸引力则不如强雷那么大, 因此, 弱雷 (15~30 k A) 往往能避开杆塔和避雷线的防护而绕击在导线上。有避雷线时, 直击雷击线路的部位有三个, 分别是雷绕过避雷线直击在导线上、雷直击塔顶和雷击避雷线档距中央, 因此, 通常要在避雷线一定距离内安装其他的避雷装置, 以减少线路的雷电绕击事故。
2.2 消雷器
消雷器可分为导体型和半导体型。前者主要利用尖端在雷云电场中产生电晕电流和空间电荷, 使雷云电荷被部分中和或向下放电时的电荷部分中和;后者主要利用半导体的限流上行先导的产生和发展来消灭上行雷, 并利用半导体的限流作用大幅度削弱下行雷的主放电电流, 使之无法造成危害, 从而削弱雷击强度, 减少雷击的概率。半导体型消雷器还具有导体型消雷器的部分中和作用和屏蔽作用, 适用于易发感应雷、反击雷的架空线路, 特别是避雷针、避雷器难以实现可靠防雷保护的特殊区域的电气设备。架空线路的消雷器一般安装在杆塔顶部, 与杆塔体、避雷线接地装置连接在一起, 安装高度一般在45 m以上。消雷器如图2所示。
当强雷云时, 消雷器的电晕电流强度达不到中和的临界值, 还易受风的影响, 这一点与避雷针类似, 但有一定的引雷作用。
2.3 线路避雷器
线路避雷器是一种适用于电力线路, 以降低瞬态雷电冲击时绝缘子闪络危险的避雷器。在运行时, 它与线路绝缘子并联, 当线路遭到雷击时, 它能有效地防止雷电直击输电线路引起的故障和雷电绕击输电线路引起的故障。
目前, 库区采用的避雷器有绝缘子间隙避雷器和空气间隙避雷器两种, 二者分别如图3、图4所示。当雷击杆塔或避雷线时, 雷电流引起的高电位会使避雷器间隙放电, 以降低塔臂和导线之间的电位差, 并使绝缘子串不闪络, 避免线路跳闸。放电结束后, 避雷器本体的残压被限制到低于绝缘子串的闪络电压, 而且在雷电流过后的系统工频电压下能自动熄灭工频续流, 保证线路正常供电。
运行经验表明, 有选择地应用避雷器能够显著提高架空线路的防雷性能, 可达到100%防止被保护线段发生雷击闪络的效果。但要消除线路雷击闪络, 就需要在易击段的每个杆塔上安装线路避雷器, 这就会出现费用增加的问题和避雷器会降低线路绝缘水平的问题。
在线路避雷器的实际使用过程中, 空气间隙避雷器和绝缘子间隙避雷器还呈现出了各自的特点。绝缘子间隙不参与线路运行, 延长了避雷器的使用寿命。但当避雷器失效后, 绝缘子会产生零值, 需停电人工摘除;空气间隙避雷器在常态下始终与系统脱离, 但间隙会随风摆动, 使得间隙放电电压不稳定, 且其安装要求较高。2007—2008年, 共出现过3次因避雷器雷击后线路避雷器失效引起的线路永久接地故障。
2.4 可控避雷针
可控避雷针是近年来的新型防雷产品, 其原理是利用结构设计引发上行雷闪放电, 从而达到中和雷云电荷、保护杆塔的目的。可控放电避雷针结构较小, 便于运输和安装, 安装位置位于塔头, 可以不停电安装, 比较适合山区杆塔防雷。可控放电避雷针如图5所示。
2.5 雷电接闪器和纳米磁性阻流器
雷电接闪器可以有效降低线路绝缘子承受的雷电冲击电压, 通过滤波装置对雷电流瞬间产生的高压峰值起到削减效果, 削减的雷电波峰幅度可达30%, 并能有效控制线路的雷击闪络跳闸现象, 从而提高杆塔的耐雷水平。雷电接闪器如图6所示。
3 库区各类防雷装置的安装、运行情况
3.1 消雷器的使用
早在2002—2003年期间, 库区在35 k V五太线上安装32支XL-2型的消雷器。由于万州属于雷击多发区, 且一般雷云较大, 因此在2012—2013年, 35 k V五太线的雷击跳闸率呈现上升趋势, 平均每年跳闸5次左右, 效果并不理想, 目前正在考虑更换。
3.2 避雷线和避雷器的结合使用
2012—2013年, 库区在220 k V万云南线、220 k V白城线、220 k V华万东 (西) 线、220 k V奉巫线共计5条线路上安装了24组YH10CX-192/560型避雷器, 其中, 绝缘子间隙12组, 空气间隙12组。从运行情况来看, 2013年, 24组避雷器计数器共计动作97次, 其中, 220 k V白城线#249, #254, #257, #264, #270累计动作43次、跳闸1次, 比2008年减少1次, 基本与运行划分重雷区易击杆塔一致, 运行情况较好。但绝缘子间隙避雷器存在试验周期, 而且当避雷器失效、导线接地后, 需停电人工摘除。
3.3 避雷线与可控避雷针的结合使用
220 k V白城线为城口县唯一的主干输电线路, 线路全长119 698 m, 于2005年投运, 杆塔数量为295基, 沿路地形均为高山大岭, 受雷电袭击的概率较高。2013年, 在原有防雷装置基础上, 库区在220 k V白城线上加装了100组CFG-X2型可控避雷针。从目前的运行情况来看, 防雷效果较好, 安装了可控放电避雷针的杆塔还未出现被雷击的现象。
3.4 多种避雷装置的结合使用
110 k V五江线长41 962 m, 于1992年投运, 杆塔数量为59基, 雷暴日为40 d/a, 走廊为平行分布, 且大部分地处山地, 雷电活动中级, 线路走廊靠西侧。根据当地雷电云层的对流特点, 线路受雷电袭击的概率较高。2012-07-03, 库区在110 k V五江线#44, #45, #46, #47, #48塔共计5条线路上安装了10组雷电接闪器, 20只纳米磁性阻流器。从使用效果上来看, 这些避雷装置经历了一个雷电活动周期, 至今共发生雷击跳闸1次, 但都发生在治理范围以外, 效果尚不明显。
3.5 分析结果
通过分析比对可得出: (1) 万州地区的防雷不利因素较多, 雷电活动频繁, 且雷电较强, 这对研究防雷装置在多雷山区输电线路的应用有较强的代表性; (2) 因雷电较强, 消雷器并不能完全中和雷云, 导致其有一定的引雷作用, 效果不理想; (3) 在山区, 可控避雷针的使用效果较佳, 避雷器的使用效果也较理想, 但需解决老化后停电维护的问题; (4) 一条线路最佳的避雷装置是避雷器、可控避雷针和避雷线联合使用; (5) 因为雷电接闪器和纳米磁性阻流器的安装时间不久, 尚属于试验期, 因此效果还有待进一步考察。
4 结束语
根据万州地区多山区、气象多雷的情况, 并通过对防雷装置的研究, 得到防雷装置的应用规律, 找到了适用于山区、丘陵多雷地带的防雷装置——避雷器、可控避雷针和避雷线的联合使用。实践证明, 要在实际工作中有选择性地试用各种研究成果、新技术和新装置, 且在地下水位较高、多岩石等雷击因素较多的地区要重视防雷装置的选择。
摘要：根据万州地区的地形和气象特点, 结合各种防雷装置的原理和特性, 分析、比较各种防雷装置在万州输电线路的运行情况, 找到适合山区多雷地带输电线路的防雷装置。
关键词：输电线路,雷击,防雷装置,绝缘体
参考文献
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输电线路设备状态监测系统 篇7
为打造智能坚强的输电线路,并利用最新的技术与最先进的设备,整合、优化、完善现有各系统,实现输电线路管理的高度信息化、可视化、自动化与互动化,嘉兴电力局进行了输电线路状态监测系统的研发。输电线路地理条件和现场情况复杂,并且经常会遇到线路开口与改接,变化很快,单凭人工记忆、台账资料无法清楚、及时地描述现场的真实情况,在线路检修、施工时,无法顺利完成工作,废工又废时。
在传统输电线路的管理上,先进的仪器装备不多,信息化技术尤其是高端信息化技术的实用化应用很少,一切靠人工巡查、手工记录等方式来完成,劳动效率不高。
为适应电力企业的发展,满足输电线路在新形势下的管理需要,迫切需要打造一个坚强智能的输电线路网络,并利用最新的信息技术、最先进的仪器设备,彻底改变线路传统管理模式,开创一个输电线路高度信息化管理的先河。
1 系统平台总体架构
通过建设输电状态监测系统,形成分散监测、集中监控和分析处理的系统布局,建立集监控、调度、办公、会议为一体的功能,即具有输电线路安全运行监控、输电线路检修作业调度、应急指挥、电视电话会议、办公等功能的输电线路安全运行及检修作业中心,提高输电线路运行管理的智能化水平。同时为省公司、华东电网公司输电线路监测系统的建设打下了基础,也为即将投运的特高压线路安全运行管理提供了有力保障。
以集成各业务系统为基础、以数据总线为主要交换手段、以集中数据中心为核心、以Google earth地图为平台,构建了输电线路状态监测系统。该技术路线符合国网相关规范要求,此次主要完成了PMS系统、GIS系统、PI实时数据库、雷电系统、移动巡检和车载调度等系统集成和图像视频接入展现功能。
1)PMS系统:提供了输电业务数据,如缺陷、危险点等;电网模型数据,如变电站、线路、杆塔台帐信息。
2)GIS系统:提供了地理信息和电网空间数据。
3)PI实时数据库:提供在线监测数据,SCADA实时数据。
4)雷电系统:提供了实时和历史雷击数据。
5)移动巡检和车载调度系统:抢修车辆位置信息和移动巡检的路径信息。
6)图像视频:提供了无线图像和有线视频等信息接入。
2 基于IEB的PI数据访问服务
为保证在输电检测系统上,能够准确、快速、完整地展现输电线路、变电站等的运行监测参数,实时数据通过IEB总线形式采集、存储以及向输电监测系统提供实时运行数据。
3 系统物理架构
输电线路状态监测系统可以充分利用现有设备。
1)增加独立的应用服务器和数据库服务器给输电状态监测中心信息平台,以运行基于Google Earth的展现/分析/指挥平台,数据库用于保存采集的图像数据、系统配置信息和抽取的电网模型/业务数据等。
2)视频监控前端摄像机通过光纤通道接入局内网络。视频监控装置采用专用的多路NVR对前端摄像机进行控制、存储视频和发送告警信息。
3)采用多路分屏控制器同时作为信息平台的客户机和大屏显示的控制装置,输出多路视频/图形型号给大屏显示。由于该设备要同时打开多窗口显示,配置应具备较高性能的工控机。
4)通过防火墙,查询雷电信息数据库,获取雷电信息。
5)PMS服务器、数据库以及GIS应用服务器、GIS数据库服务器、PI数据库通过网络连接。
4 多种接入图像视频的应用
4.1 基于GPRS图像接入
在使用前,应通过数据维护平台对无线图像采集的监测点进行配置。配置通过信息平台地理图上,选取安装无线图像采集装置的杆塔,新增、修改、删除监测点。配置后,所有无线图像监测点作为一个图层,可以在地理图上显示并操作。配置信息主要为监测点名称,该名称也用于和图像采集服务器进行对应。需要和图像监测系统中的监测点名称一致。
无线图像采集系统位于外网。位于公网的图像采集服务器接受图像监控终端定时上送的图像数据,并保存在其数据库中。图像采集服务器提供Web Service访问接口。图像采集模块定时通过该Web Service接口获取更新的图像数据,保存在外网数据库中,由外网信息平台从数据库中获取后进行分析和展现。
与无线图像采集系统的主要分界点是Web Service访问接口。图像采集模块为图像采集服务器提供输入参数,图像采集服务器返回该时间标记之后采集的图像。对于访问Web Service接口获取失败的,图像采集模块记录日志,并告警提示管理员采取措施。
4.2 基于IP有线视频系统接入
在使用前,应通过数据维护平台对有线视频采集的监测点进行配置。配置通过信息平台地理图上选取的安装有线视频采集装置的杆塔,新增、修改、删除监测点。配置后,所有有线视频监测点作为一个图层,可以在地理图上显示并操作。
配置信息主要为监测点名称和NVR编号(如果有多个NVR),该名称也用于和NVR进行对应,需要和NVR中的监测点名称一致。
有线视频采集系统提供专用的视频监控系统NVR提供视频访问、报警输出的服务,NVR提供SDK给信息平台进行访问。
4.3 基于无线MESH视频接入
目前已安装在各电压等级线路的图像和视频监控装置共134套,其中有122套图像监控装置,6套光纤通信和有线低压供电视频装置,6套无线Mesh中继通信和太阳能供电视频(其中1套为风光互补供电红外夜视视频),3套3G视频装置,使工区所管辖线路的所有重大危险点均受控。首次采用OPGW开接与无线MESH结合通信方式,风光互补供电方式,红外夜视监控。
通过图像识别、视频识别等技术辨别线路保护区内是否有大型施工机械施工以及防盗监控范围内是否可疑人物侵入,并进行自动预警,从而准确、及时、高效地掌握线路危险点情况,并降低值班人员浏览图像视频监控的工作量。
4.4 主要图像视频接入方式比较
目前嘉兴输电线路状态监测中心图像视频监测装置主要有4类:低压有源光纤专网方式的有线视频监测装置、低压有源基于3G网络的无线视频监测装置、基于无线Mesh的太阳能视频监测装置、基于GPRS的太阳能无线图像监测装置。表1对其优缺点进行了比较。
5 状态监测系统集成展现
监测中心大屏幕2×6=12台的46寸LCD液晶显示单元拼接方式来实现其显示功能。通过状态监测系统集成的PMS、GIS、PI实时数据、雷电定位、移动巡检、图像视频等信息集中在大屏幕系统进行多模式切换展现。
6 结语
输电线路状态监测系统集成了多种图像视频的应用,在监控后台集中展示和分析,如:高电压杆塔安装视频设备,实现了多视角,多方位、全面而客观的展现了更加真实的电网运行状态。建成了以电子指挥沙盘手段的输电线路综合管理,基于电网一体化图形展现,实时获取电网相关的基础数据、运行数据、环境数据,提供电网现实环境下的仿真,形成了电网生产调度指挥“电子沙盘”的雏形,利用空间分析手段结合生产业务逻辑规则,为电网生产调度指挥提供更加科学的辅助决策。
系统在嘉兴电力局上线以来,总体运行情况良好,通过输电线路状态监测系统的使用,使现场作业管理上了新的台阶,将3G等现代信息技术手段运用于状态监测工作,改变了过去传统的人工方式,大大提高了工作效率和可靠性,避免了许多人为因素造成的无法实时监测的情况。建设输电线路监控中心,对线路状态实时监控以及运行检修作业智能调度,为线路状态检修提供依据以及实时监控线路保护区外力破坏情况,采取相关措施预控线路运行突发事件的发生,提高了输电线路运行管理水平,有效保障了线路长期的安全运行,大大减少了人力、物力、财力的消耗,经济效益明显。
参考文献
输电线路状态检修分析 篇8
1.1 对输电线路进行状态检修的重要性
对输电线路进行状态检修是加快输配电网络发展的保障, 是电力企业科学管理的前提, 是科技发展的必然趋势。目前, 输电设备的检修工作缺乏对设备运行状态的正确判断, 而是仅仅按照一些既定规章制度对设备进行例行检查, 造成了大量的人力、物力、财力的不必要浪费。定期检修中所存在的盲目性问题在状态检修中可以得到完全避免, 从而减少了人员的投入, 使电力企业的社会经济效益得到极大的提高。
1.2 对输电线路进行状态检修的重要意义
输电线路实现状态检修, 可以使其摆脱仅仅根据固定时间为周期的设备检修方式, 可以使检修具有目的性、方向性、直接性以及针对性, 使运行成本大大减少少, 输电线路运行状况得到极大的改善;劳动力的消耗也大大降低了;同时工作人员的业务水平也得到相应提高。
2 进行状态检修所进行的研究工作
在生产和生活中输电线路运行的环境是非常恶劣的, 其运行状态错综复杂。输电线路所处环境直接受到各种极端天气影响, 同时还受到洪水、冰灾、地震等灾害的破坏, 另外工业农业产生的污染也严重妨害了输电线路的安全运行。因此, 要了解输电线路的状态, 必须建立一个全局统一管理的实时监测系统。
2.1 输电线路状态监测的电气监测
(1) 检测输电线路的绝缘水平:即对各种绝缘水平偏低或者质量较低的绝缘子进行周期性检测。 (2) 绝缘子表面污染状况监测:监测建绝缘子等值附盐密度和漏电流的数值以及光纤表面污染物的覆盖状况。 (3) 雷击故障监测:为了能够准确快捷的确定雷击造成的故障点, 并且快速区分雷电反击和绕击导线, 已采取对应措施, 必须在线路重要区域安装自动寻迹系统。 (4) 线路接地系统监测:测量系统实现周期性巡回检测, 同时接地装置的状态检测系统应具有方便、快捷、实用等特点。
2.2 输电线路状态监测的机械强度监测系统
(1) 输电导线的监测:监测导线的摆动状况;周期性巡回检测线路接口处状态及其磨损程度。 (2) 输电杆塔的监测:监测杆塔材料的老化程度;紧固螺栓是否拧紧;塔位和塔身有没有变形或移位。 (3) 线路金具监测:各种金具磨损程度的监测;金具老化程度的监测。 (4) 线路基础监测:线路基础走位和老化程度状况监测。
2.3 输电线路运行环境监测系统
(1) 输电线路对所处环境所产生影响监测系统:监测系统中导线、金具和绝缘子对电磁干扰所具有的特性;同时监测地面上的电磁感应情况。 (2) 线路受到所在大气环境影响的监测系统:自动记录电路导线结冰程度的监测系统;监测空气中氯气、二氧化硫等腐蚀性气体以及各种腐蚀性粉尘的监测系统;监测雨雪等气象参数的监测系统。
3 输电线路设备状态检修工作
3.1 输电设备状态检修应遵循的原则
(1) 进行输电设备状态检修, 安全工作必须放到第一位, 各种故障应以防范为主, 存有隐患的设备必须按照要求及时正确的修理, 严禁对设备进行东拼西凑, 对故障延后排除, 防止对可能影响设备正常运行的安全隐患不能及时的排除, 同时也要严厉禁止对设备检修实际情况缺乏实施有效的分析, 从而造成资金和人力不必要的浪费。
(2) 状态检修要以设备实际状况为依托, 必须充分利用现有先进的检测设备和测试方法, 尽可能准确的了解设备的实际运行状态, 快速及时的对设备进行准确判断。
3.2 输电设备状态检修工作的方向
(1) 建立健全统一的组织机构。维护任务要统一指挥统一规划, 送电工作区域承担着维护输电线路正常运行的任务和基础设施建筑施工的任务。为了促使状态检修工作的健康进行, 输电设备状态检修必须在相关负责人领导下, 由生技科进行归口管理, 送电工作区域同时应建立状态检修工作组。
(2) 建立科学的管理方式。输电设备检修计划往往比较庞大, 如果要进行状态检修必须改变以往的方式, 分段管理, 根据实际情况, 最终确定设备检修方式以及检测方法。
(3) 应用计算机管理, 进行决策分析。应用计算机管理抛弃了大量的纸质资料, 节省了大量人力, 并且能动态显示输电线路各个技术参数和相关资料, 有利于对线路进行查询分析。更为关键的是各种监测设备采集的各种信息都通过计算机存储起来, 利用软件进行分析和评估, 把有用的信息进行集中处理, 并提供给用户。目前, 送电工作区域的计算机管理系统经形成生产管理、设备管理、安全管理、防污管理、带电作业管理和缺陷管理六个子系统。
(4) 组建输电线路的实时监测系统。相关人员管理在线监测系统, 主要任务有: (1) 在线监测瓷绝缘子的漏电流, 24小时监控按运行状态分类的输电线路设备区域, 利用无线通讯把故障信息传递给工作人员, 即派人带电测试, 正确分析, 完成状态检修。同时温度测量、湿度检测、覆冰情况和降尘成分等也可以采用相同的方法; (2) 应用线路故障跟踪装置, 及时确定跳闸种类和故障位置; (3) 利用GPRS定位, 以快速确定雷击位置; (4) 促进带电作业技术开发、应用, 在大电网超高压输电线路开展大规模带电施工作业, 以保证其正常运行。
(5) 建立快速反应抢修系统。应配备训练有素的熟练人员, 提前制定有效的事故应对方案, 配备先进的设备, 配备强大的后勤保障, 因此, 需要具备以下条件: (1) 备品备件齐全; (2) 设备工具完备先进; (3) 器件加工设备齐全。
(6) 输电线路检修规程要完善、不断完善原有的制度规章、最初制定的导则, 随着时间的推移、现场环境不断变化以及观念的变化逐步更新, 原有的规章制度已经跟不上时代的潮流。我们改变观念, 抛弃陋习陈规, 建立先进的工作规范和规章制度为健康展开输电设备状态检修创造有利条件。
4 结论
输电线路是电力输送的主干道, 为整个社会的发展提供源源不断的动力支持。是社会发展的重要保障。对输电线路进行状态检修是输电线路的正常良好运行的重要保障, 是输电线路检修发展的必然趋势。
摘要：随着社会的不断进步, 各行业的用电量逐步增加, 对用电质量和供电的可靠性的要求也逐渐提高了, 加强输电线路的状态检修, 采用更为先进的检修方式是十分必要的。本文主要对输电线路的状态检修分析做出论述。
关键词：状态检修,输电线路,必要性
参考文献
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输电线路状态监测装置 篇9
一、在线性的线路监测
从现存的进程看, 用电表现出来的总压力日益在累加, 各条线路也承载了更多经由的负荷量。在这种状态下, 若没能慎重予以调控并且监测那么将会累积潜在的威胁隐患, 干扰了原本稳定的各区域供电。详细来看, 在线性的特高压监测可分如下的途径:
(一) 监测周边的总环境
较长时段以来, 特高压线路都有着暴露性的表征, 自然及人为性的外在环境很易增添损伤。通常来看, 周边环境附带的缓慢侵蚀可分成酸碱性腐蚀、导电率的减低、温湿度等的侵蚀。不适宜的外在环境将损毁线路塔架、绝缘外皮及绝缘子。由此可以得知, 唯有配备了监测所需的成套体系才可真正辨析并且防控隐含性的自然灾害。要判别外在变更着的线路运转环境, 这种基础上即可增设最合适的配套防控。这样做, 杜绝了额外范围内的送电资源损耗, 也保护了线路。
例如:初期架设某区段的线路设有较大的塔架间隔, 空中经由的线路是较长的。遇有较大风力, 线路趋向于频繁摇摆及震荡由此也磨损了原本的表层线路。情形严重时, 线路还会突然碎裂开来。慢性状态下的风振应被看作自然性的损毁, 这种累积起来的损伤是隐含的。为此, 唯有配备随时的管控才能真正予以阻止。针对环境风力, 应能测定真正的某一时点风力状态。统计得出风力关乎的测定数值, 若测定数值吻合了给出来的报警临界, 那么立即予以修护。
(二) 监测突发的雷击
线路在运转中, 突发雷击很易增添损伤。夏季雷雨频繁, 活跃性的雷击伤害至周边覆盖着的特高压线路。不可逆的损伤就包含了雷击, 电线由此而被烧毁乃至于碎裂。监测突发性的雷电, 要慎重测查潜在这类的故障。例如:可辨析的波形表征了经由的电流强度, 可参照结合性的数值以此来估测真正的强度。判断潜在损伤, 判断得出雷击可能。唯有综合防控, 才可增设配套及针对的防雷。
(三) 监测绝缘子
特高压送电不可缺失绝缘子, 但若绝缘子附带了灰尘那么内侧线路将漏电。从根本机理看, 漏电溶解了上覆的绝缘层, 由此也减低了表现出来的绝缘实效。从现状来看, 伴有污秽性的绝缘子唯有断电才可测定。某些企业着手防控了绝缘子外层的污秽, 然而这类技术仍处在初始起步之中, 有待持久的后续提升。成熟性的现有技术可归为测定等值性的密度, 这样即可判别表层绝缘子的潜在漏电, 测量了经由的电流。
(四) 新式监测配备的手段
直接性的监测可选视频监测, 这类监测被归入常用测定。这是因为, 城乡多分布着较广区段内的特高压线路。分布区域复杂, 输电线路隐含了周边较高的安全隐患。在这种状态下, 若要全面配备监测类的视频仍是较难的。针对高发故障的某些区段可选取视频监测, 测定了潜在的感染信号, 这也提升了更高水准的测定需要。
二、新式的监测技术
(一) 成像法的测定
若某设备含有潜在的某类故障, 那么表层也伴有异常偏热的表征。红外线可用作测定异常。详细来看, 红外线测定了辐射至表层的异常信号, 这种基础上再去辨识多样的故障特性、故障是否严重、突发故障的方位等。相比于其他手段, 红外成像整合了多样优势, 例如非接触性、可靠并且精准、安全且高效等。借助红外线可详尽辨析过热及接触状态下的故障, 测定了绝缘性的、回路导流性的其他表征。由此可见, 红外检测拥有实效性及独特的便捷优势, 在根本上消解了故障。现有仪器包含热电视、红外热像仪、配备的测温装置。依照真实状态以便于筛选最合适用作测定的装置, 识别了关键性的线路设备表征。可以增设热像图谱特定的数据库, 用作留存相对温差及温升性的数值。定时拟定解析报告, 测定这个时点的异常设备。针对特高压测定现存的红外成像正被采纳并推广, 可用作试验测定。
紫外成像借助于成像仪, 辨析了放电性电晕表现出来的信号。成像处理之后, 叠加至可见光图形以此来识别并且辨认电晕强度。待测构件及选定的仪器并没能接触至彼此, 这种检测拥有更优的敏锐特性, 更便于辨别放电电晕现存的真实状态。这样做, 为检测输电供应了必备的参照。紫外成像也拥有敏锐的特质, 针对断股及散落的电路、损伤的线路等。在很大程度上, 紫外线识别了绝缘子内含的隐性缺陷。例如:损伤了复合性的护套、潮湿气候下的电蚀、其他隐藏的缺陷。针对识别绝缘子, 这类成像更为敏锐, 快捷显现了直观性的各区域线路表征, 判别了故障是否严重。紫外成像并不配备辅助的成套设备, 采纳了单一路径的测定。相比徒步检测, 紫外成像摒除了地域及空间多样的阻碍, 更适宜用作多样的测定场合。
(二) 判断超声波
超声监测用作识别裂痕状态的绝缘子芯部。这是由于, 超声波可穿越不同的多样介质, 反射并折射至各类的介质表层。超声波测定也配备了必要的发生器, 可发射介质内在的脉冲。若绝缘子含有内在的裂痕, 时间轴即可凸显发射波特定的细微裂纹。依照潜在缺陷以便于判别精准的超声波位置, 由此也断定了绝缘子细微裂纹。超声测定这类表征有着便捷且简易的多样优势, 可以抵抗干扰。然而不应忽视, 这类监测途径也暗藏衰减、换能器的缺陷及耦合特性, 并不适宜测定距离偏大的某些电路。针对实验室测定、在线性的监测, 仍可选取超声波用作辨别。
超声波现存范围内的测定设有复合装置, 例如瞄准器、激光定位装置、远距离测定放电的装置、框架以及耳机。根本的测定机理为:绝缘子定位可选取激光方式, 搜集得出精准的超声波而后替换成音频。在这之后, 借助于耳机即可辨别超声波, 仪表也可指示明晰的强度数值。针对现场测定, 这类途径仍缺失了必备的敏锐性。与此同时, 金具配备的高压端也将融汇于偏大的噪声背景内, 噪声掩盖了待测构件发射出来的细微声波, 由此增添了监测时的偏差。
(三) 辨识电场
监测线路状态可选电场法用作识别, 测定了详尽性的分布电场。这样做, 监测即可获取各区段的绝缘缺陷。在日常运行中, 轴线表现出光滑性的曲线, 它展示了各时点特定的电势及电场强度。在绝缘子内部, 缺陷被表现为导通性的, 电场针对相关位置也凸显了变形状态。由此可知, 只要测定了轴向分布着的绝缘子电场即可探寻潜在的隐含故障, 这类故障设为导通性的。
从现状看, 带电测定线路隐含缺陷的配套仪器已被创设出来, 但仍没能获取推广。在某种程度上, 仪器可测定某构架内的绝缘子缺陷, 然而现场并不便于采纳。截至目前, 更快捷且便利的新式装置仍没能被开创, 测定劣化状态的绝缘子也缺失了可用的日常方式。带电监测耗费了较高资金, 现场监测并非十分便捷。这种状态下, 特高压线路检定也应慎用这类步骤。针对跨度较大线路, 可选在线性的视频测定用作日常的监测。
结语
城乡生活水准都在提升, 特高压送电显露了较大的压力。现存输电线路承载着较大的各时段运转负荷, 唯有密切予以查验并且监测才可从根本着手防控突发性的短路及其余隐患, 排除潜在多样的送电干扰。例如:随时查验绝缘子、测查周边隐含着的环境风险。应能慎重防控雷电针对线路的突然击打, 增设成套的防雷构件。监测人员还应提升根本的防控意识, 提升自身拥有的专门水准。依照线路独特性选取合适的监测流程, 真正杜绝并防控输电中的威胁。
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输电线路状态监测装置 篇10
关键词：河西750kV；输电线路；状态；巡视
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0126—02
河西750 kV输电线路工程是国家电网公司积极响应西部大开发战略部署采取的重大举措，是西北新疆联网工程的重要组成部分，对助推西北经济社会发展和能源更大范围配置具有重要的意义。河西750工程的投运使中国超高压电网进入了新时代，如何运行维护好河西750 kV输电线路成为运行维护人员首要的任务。河西750 kV输电线路沿线坏境恶劣，再加上公司近年大量输电线路投入运行，而运行维护人员不能响应增加，线路专业缺员矛盾进一步增大，靠传统的输电线路定期巡视在制度，必然造成部分线路和区段的“过”巡视，浪费人力物力、而线路的危险点、特殊区段及外力破换区段巡视不足，因此结合330 kV 输电线路运行维护经验，分析河西750 kV输电线路的特点，研究探索提高巡视质量及效率的有效方法，制定更加科学合理的巡视制度，是一个紧迫而又现实的问题。
1 河西750 kV输电线路与330 kV线路相在工程
设计方面的特点比较
①河西750 kV输电线路金具采用科技含量高、维护量小的金具、线夹 防震锤，以延长防震锤等金具的维护、更换周期。
②河西750 kV输电线路绝缘配置选用高强度的合成绝缘子或在瓷质绝缘子上喷涂PRTV防污涂料，不存在绝缘子清扫工作。
③河西750 kV输电线路杆塔全部采用自立塔型，以减少农田机械化的妨碍及拉线装置的巡视维护工作量。
④河西750 kV输电线路导线均采用了6分裂导线，并安装了阻尼式间隔棒具有一定的抗微风振动能力。
⑤河西750 kV输电线路的单回路直线杆塔中相全部采用V型串，提高了分偏设计标准。
⑥河西750 kV输电线路大多为山地、戈壁跨越树木农田较少，并在输电线路设计阶段将跨越树木、果林、经济作物均采用提高跨越杆塔呼高的方式，为安全运行提高技术上的保障。
2 河西750 kV输电线路开展状态巡视的基础
①河西750 kV输电线路沿狭长的河西走廊分布，因河西走廊地形狭窄的特点，河西750输电线路与河西主网330 kV输电线路并行前进，运行维护人员对河西走廊的地形地貌特点及沿的情况多较为熟悉，为开展状态巡视奠定了坚实的基础。
②运行维护班组积累了大量关于河西走廊气象条件、季节特点、风速、风向等有关线路运行的资料。
③运行人员的业务水平已达到了一定的要求，近些年输电线路所发生的故障已由设备本身发生的故障转化为突发性的局部气候、环境及人为破坏，对于巡视不到位而发生的跳闸已明显减少。
④线路投运前根据不同区段的气象特点在线路上加装了导线覆冰在线监测系统等子系统构成的综合监测系统。为实现状态巡视提供了有力的技术保障。
⑤运行维护班组根据设计图纸及施工资料完善了线路的各种台账资料。
3 状态巡视的方式
状态巡视可结合特殊巡视、夜间、交叉和诊断性巡视、监察巡视及登杆塔检查等工作迸行。根据线路沿线的不同情况制定各区段的危险点及防范预控措施，并随时动态滚动增减，来实现线路巡视以“线”为单位向以“点”为单位的改变，从以规定时间为期限向以根据设备状况动态确定巡视期限的转变，使750 kV输电线路的巡视工作真真由定期巡视转变为状态巡视，进而达到提高巡视质量及效率的目的。
4 状态巡视周期的确定
线路各区段的巡视周期由设备专责人根据沿线的地形、地貌、周围环境、气象条件及气候变化等情况按照易特殊区段划分标准进行准确的特殊区段划分，针对不同区段根据季节性特点提出区段的巡视周期，运行专责、工区领导审核签字上报公司专业部室校核，公司主管领导每年批准下达各线路点延长巡视周期，使线路开展状态巡视工作有据可依。
巡视周期一般按下列原则制定：依照线路危险点及预防措施要求，对保护区内易建房段，基础保护区易开挖段等易受外力损伤、破坏的区段巡视周期为每月至少一次；洪水冲刷区应雨季到来之前及雷雨季节每月至少一次巡视一次，并对特殊杆塔进行不间断监控；微分振动区应设置观测站并在风季到来之前及风季检查导地线连接情况；鸟害多发区应在鸟类活动频繁的季节每月至少巡视一次；跨越树林区应在树木开始树木生长较快的每月至少巡视一次；重污区应选点定期测量盐密，污闪季节前应逐基确定污秽等级，检查污闪措施的落实情况；重冰区应在覆冰季节前、覆冰时及覆冰消除后进行巡视观测；微气象区应在大风季节前对微气象区运行线路做好全面检查，落实各项防风措施；多雷区应在雷季前、雷雨季期间、雷雨季过后对防雷设施进行检测、维修、更换、修补；大跨越区应在洪讯、覆冰、大风和雷电活动频繁的季节设专人监视。
其余地段的巡视周期根据线路不同状况进行确定但最长不应超过一个季度。
开展状态巡视不论周期长短均应采取措施确保巡视巡视的到位率和巡视质量。同时状态巡视还要结合监测、特殊巡视、夜间巡视及在线监测装置进行。
5 开展状态巡视的制度保章
①运行维护单位应建立健全设备各项台账资料。
②运行维护单位应根据不同区段的特点、运行经验制定出响应的管理办法和防止事故的措施。
③运行维护单位应按照《运行规程》的要求，结合不同区段的需要配备必要的仪器、设备、工具等，及时做好巡视和检测工作。
④运行维护单位应经常对巡视检测结果和在线检测装置传回的数据进行统计分析，实时采取有效措施，确保线路的安全，可靠运行。
⑤状态应有明确的针对性。
⑥状态巡视应能保证迅速启动，在被监视对象运行状态发发生变化时，有关人员应及时到现场进行查看，测试，对变化的原因、情况、危险程度做出分析判断。
⑦状态巡视应形成详细的巡视记录。为检修工作提供依据。
⑧开展状态巡视必须大力推广群众护线制度，规范群众护线员的管理，加强培训，增加投入，使其逐步成长为线路维护的一支主要力量。
⑨开展状态巡视必须将巡视质量与巡视工作量与员工绩效考核挂钩。
6 各区段开展状态巡视管理办法及防止事故的措
施
①易受外力破坏区管理。运行单位应根据线路保护区的环境变化及危及线路安全的作业行为及时建立危险点台帐，随着外部隐患情况的变化及时修订危险点台帐 ；在发现危及线路安全运行的情况时巡视人员要及时制止并递交“影响线路安全运行整改通知书”。
②大跨越区管理。应加强对杆塔、基础、导线、地线、接线、绝缘子、金具及防洪、防冰、防舞、防雷、测振等设施的检测和维修、并做好定期分析工作。
③多雷区管理。多雷区的线路应做好综合防雷措施，降低杆地接地电阻值，适当缩短检测周期；雷季前，应做好防雷设施的检测和维修，同时做好雷电定位观测设备的检测、维护工作，确保系统正常运行；结合雷电定位系统的数据，组织好对雷击事故的调查分所，总结现有防雷设施效果，研究更有效的防雷措施，并加以实施。
④微分振动区。应设置观测站观测导线振动及次档距振动情况，掌握振动规律，积累经验，为新建线路的设计提供可靠的依据。
⑤重污区管理。应选点定期测量盐密，必要时建立污秽实验站，以掌握污秽程度、污秽性质，做好测试分析，掌握规律，总结经验，针对不同性质的污秽物选择相应有效的防污闪措施，临时采取的补救措施要及时改造为长期防御措施。
⑥重冰区管理。处于重冰区的线路要进行覆冰观测，有条件或危及重要线路运行的区域要建立覆冰观测站。 覆冰消除或舞动停止后，应对线路进行全面检查、测试和维护。
⑦微气象区管理。频发超设计标准的自然灾害地区应设立微气象观测站点，通过监测确定微气象区的分布及基本情况。线路风偏故障过后，应仔细检查导线、金具、铁塔等受损情况，及时消除缺陷并采取相应的整改措施，同时做好故障分析，建立相应的技术档案。
⑧鸟害多发区管理。调查本地区鸟类活动习性，掌握鸟类活动规律，合理划定鸟害活动区域；在鸟害故障较多的线路上采取长效的防鸟措施，减少鸟类对设施的适应性；防鸟措施要因地制宜，综合防范。
⑨洪水冲刷区管理。雨季到来之前应对处于河滩、河沟的杆塔基础进行检查；对需采取防洪措施的杆塔进行防洪处理；洪水过后应及时组织巡视，防止倒塔事故的发生。
⑩跨越树林管理。对输电线路防护区树木建立树木隐患档案。在树木生长旺盛季节及线路高温高负荷时加强对交叉跨越距离的测量，防止树害事故发生。
7 结 语
河西750 kV输电线路是位于高海拔地区的一条超高压输电线路，外部环境恶劣，运行维护难度大，通过比较河西750 kV输电线路与330 kV线路在工程设计方面存在的优点，讨论了开展状态巡视的方法及各特殊区段巡视周期的确定原则及各区段巡视管理办法及防止事故的措施，随着超高压输电线路运行经验的不断积累，超高压输电线路的运行维护将会进入更成熟、更安全的阶段。
参考文献：
[1] DLT741—2010，架空送电线路运行规程[S].
输电线路状态检修工作探讨 篇11
传统的检修方式要么是不坏不修,要么是计划检修。目前应用较多的是计划检修,通常是依照事先定好的时间间隔实施预防性的维修工作,检查线路和设备并更换个别的零件或是整个的电力设备。比如说春秋两检、定期大修和定期清扫等都属于计划检修的范畴。计划检修的间隔时间一般是按照生产计划结合经验制定的。在做计划检修时可有计划地停电,便于控制和管理整个的生产流程。
由于便于实施,单纯地以时间划分周期的检修制度是传统的输电线路检修的一大特点,在设备少、科技水平低、供电可靠性要求低的时代中发挥了较大的作用。但随着科技水平的发展、用电负荷激增、供电质量和可靠性均有较高要求的今天,传统的检修方式日益暴露出它的缺点———盲目、缺乏科学性。传统的检修方式已无法满足电力发展的要求。
一是计划检修和实际工作量之间的矛盾长期得不到解决,而且随着时间的推移,有愈演愈烈之势。由于线路长和分布的区域广,使得检修任务重,导致生产领导安排工作的时候常陷入两难局面。而检修人员也只能是疲于应付,难以确保工作质量,致使时有违章现象出现,不能形成一个稳定的安全局面。
二是定期检修难以确保该更换的设备得到及时的检修,使得故障率居高不下,设备不能得到很好的利用,成本过高。主要原因在于计划检修的时间是确定的,而故障出现的时间并不是确定的,更不是均匀分布的。分析所有的事故,可以发现大多数是可以避免的,即使不能避免,如果事先做好预防措施,也能使损失大大减小。
人力、物力和财力的大量浪费导致了不断攀高的维护费用。考虑到有些企业的效益本来就成问题,过高的维护费用使得其对于技术创新和管理进步的投入进一步减少,进入恶性循环,而效益好的企业也深受拖累,难以再进一步。
因此,根据设备的状态而进行状态检修在电网发展庞大、供电可靠性要求高、经济效益目标远大的今天就有着重要的意义。状态检修的目标是做到连续地关注线路的状态。
解决线路运行维护中的支出高效能低的问题,关键在于打破传统的检修方式,运用现代化的科学管理方法,提高运行维护的科技水平,着重于设备状态的预测和预见能力,在检修模式上变“线”为“点”,加大对状态检修的投入力度。
2状态检修的要点
要达到状态检修连续关注线路状态的目标,其难点在于时时测量运行的重要参数,并对其进行评估和整理。在这方面,要能不局限于实际的线路状态,分析数值趋势,这对于推断原因有着较为重要的意义。
就目前水平来说,我们在检测设备、人员技术、对设备状态的统计分析上都和状态检修的目标存在着差距。在实际工作中,我们深刻地感受到做好以下几方面工作,对于做好状态检修并使其长期稳定地进行下去有着重要的意义。
2.1应用成熟的离线检测装置和技术
由于目前在线监测技术还不够成熟,状态检修主要依靠离线检测技术和装置,比如红外线成像技术、绝缘子带电检测、灰密监测技术和接地遥测等方式对线路和设备进行监测。
开展状态检修工作的中心是要抓住设备的运行状态情况,在运用这些技术和设备时应当有针对性地灵活选用。
(1)红外线监测技术。目前主要是用红外线测温,适用于高温高负荷和冬天负荷量激期间,对于全面掌握线路接头和联结线夹的运行状态有很好的作用。对于测温得到的数据,应当综合运用多种判别方法予以分析,及时地处理接头与线夹的缺陷。另一方面,也应当探索如何应用红外线成像技术来判别劣质绝缘子。
(2)盐密监测技术。盐密监测工作已经进行了十多年,积累了丰富的经验数据。对线路调爬和定期清扫工作的开展有着重要的参考意义,有效避免了污闪事故。
目前,大部分企业已完成或正在按成盐密监测向饱和盐密以及灰密监测的转变。在此工作中,应当及时准确地修订污区分布图,从而在满足线路绝缘配置污级的前提下,实现对绝缘子的免清扫维护。若是绝缘配置还没有达到饱和盐密和灰密的相关要求,仍需定期进行绝缘子的清扫工作。同时,应当长期监测所辖电路,一旦污级发生变化,应及时地采取相应的对策。
(3)绝缘子带电检测。绝缘子带电检测技术是针对瓷质绝缘子检测的,通常是采用火花间隙仪或者是绝缘子电压分布仪。由于目前合成绝缘子正在被大量应用,准确地掌握合成绝缘子在线的运行状态就尤为重要。可以考虑通过对绝缘子串漏电流进行在线测量来得到推断出相关状况。
研究表明,造成劣质绝缘子的主要因素有制造工业、电热老化和污秽等。有很多因素可能会引起悬式绝缘子发生闪络现象,但在污秽绝缘子闪络前都是反映在污秽绝缘子的漏电流大小上的。故可以通过在线检测绝缘子串的漏电流来检测绝缘子的运行状态。鉴于火花间隙仪和电压分布仪无法检测目前广泛使用的合成绝缘子的运行状态,漏电流检测仪的推广应用有着重要的意义。
(4)降低接地电阻。接地电阻技术的好坏直接影响着线路防雷水平的高低。因此必须周期性严格地执行接地电阻的测量工作,确保及时地得到准确的测量数据。另外,也应当积极地探索新方法和新仪器来测量接地电阻,以降低测量人员的劳动强度,提高工作效率,增加测量的准确性,以做到全面掌握所辖线路接地网的运行状态。
2.2管理与技术的紧密结合
单纯依靠技术来做状态检修是不够的。一是由于技术本身不成熟,而实际状况是千变万化的,二是经济方面因素的制约。为了完成经济高效的目标,在发展更加廉价的技术的同时,应当充分利用人力,采取更有效的管理手段,以使得决策工作能够适应实际需要。要做好这一点,基层单位应当做好以下几方面的工作。
(1)积极地应用先进的生产管理系统、信息管理系统,实现在生产管理上的创新与突破。先进的生产信息管理系统对于生产人员分析线路运行状态的便捷性和准确性,有助于及时地制定及调整状态检修的相关策略。另外,应当做好经验积累工作。根据得到的历史记录,绘制出所辖线路的特殊区域图,标示出诸如雷害多发区域、冰雪灾害区域、污区等。
(2)有针对性地消除生产环节技术管理中的漏洞。这可以通过历史记录着手,一是要留下可信有用的历史记录,二是要重视组织和利用历史记录,对历史记录做横纵向比较,分析其发展趋势,以找出薄弱环节,加大管理力度。
(3)优化管理程序,效率第一,化繁为简。应当正确处理制度与实际的关系。在操作中要恪守安全规范和技术标准,但又不能让定期检修制度束缚思想。要灵活地应对紧急情况,探索出一套对于本辖区线路管理切实可行的方法来。
2.3确保检修质量
状态检修不是为了减少工作量,而是为了对线路的状态有更及时的掌控。状态检修是为了更好地发现问题,而不能单纯靠其解决问题。因此状态检修实质上对于检修质量提出了更高的要求。比如用盐密监测来确定送电线路的清扫周期,在停电清扫送电线路的绝缘子时,更应确保绝缘子的清扫质量,以使状态检修发挥其应有的功效。而由于目前科技水平的限制,状态检修的数据主要是由巡视的工作人员提供的,因此巡视质量对于状态数据的可信度有直接影响。所以确保巡视质量尤其重要。
3结语
研究状态检修技术,是我们今后检修工作中的一个重点。若要使得状态检修的工作能够顺利开展,就需要结合实践、不断探索,制定出切实可行的计划和措施,以及切合实际情况的设备状态检修规定。
摘要：本文指出了状态检修工作对于输电线路维护运行的重要意义,结合实际工作经验从技术应用、管理创新和督察等几个方面分析了状态检修工作顺利进行的几个要点,最后指出:要确保状态检修工作能顺利开展,就需要结合实践、不断探索,制定出切合实际情况的设备状态检修规定,以及科学合理的计划和措施,并将其切实落到实处。
关键词：输电线路,状态检修,技术检测,管理要点
参考文献
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