交流特高压输电线路运行维护刍议

交流特高压输电线路运行维护刍议

李启俊 李书伟

山东网源电力工程有限公司 山东济南 250018

摘 要：结合我国首条1000kV交流特高压线路的运行情况，对特高压输电线路的运行维护特点进行了归纳、分析和总结，并阐述了特高压输电线路反事故措施及关键技术的研究应用现状，为今后交流特高压线路的运维工作提供借鉴经验，文中数据可为进一步开展特高压线路运行维护技术研究提供参考，保障特高压电网安全可靠运行。

关键词：交流特高压；输电线路；运行维护；应用现状

在我国当下的经济与社会发展中，电力负荷和能源分布严重不平衡的问题将长期存在，这就使得交流特高压输电技术的研究一直是我国电力领域研究的重点。本文就我国首条lO00kV交流特高压线路的运行情况为依据，对交流特高压输电线路运行维护现状进行了具体分析研究，这一研究对于梳理我国交流特高压输电线路运维现状、提高运行维护检修工作效率有着较为积极的指导意义。

1 交流特高压线路的总体特点

1.1 杆塔结构

为确保足够的电气间隙和间距要求．特高压输电线路设计杆塔更高、线路最低对地距离高达26m．绝缘子串长度一般超过10m，考虑一定的弧垂．水平排列的特高压线路杆塔的呼称高一般超过50m．三角排列的特高压线路杆塔呼称高超过60m．同杆并架线路杆塔一般超过80m。其二是杆塔强度更大。塔的强度主要受使用应力和塔高决定。由于特高压导线更重导线高度又比较高，塔的使用应力超过500kV杆塔2倍．高度约为2倍．因此交流特高压线路杆塔主材和基础的强度为常规500kV线路杆塔的4倍以上。三是杆塔根开更大。为优化设计，节省塔材．特高压线路适当放大了杆塔根开．一般杆塔根开约为15x15m水平。

1.2 导线结构

交流特高压线路导线为八分裂结构．两边相导线间水平距离在40m以上，两地线间水平距离在30m以上．三角排列杆塔的导线中相与边相的垂直距离在20m以上．子导线间采用阻尼间隔棒。

1.3 杆塔基础

特高压线路杆塔基础作用力比500kV杆塔高4至5倍，所经地区地质、地貌条件较为复杂，可分为山区、丘陵、泥沼、河网地区等，与此相应的基础型式也具有多样化．如灌桩式基础、挖孔桩原状土基础、岩石锚桩类基础、复合式微型桩基础等、相应也带来基础结构复杂、运行维护困难等特点。

1.4 绝缘子类型及组串方式

目前运行的特高压线路上所用绝缘子按形状和材质分主要有盘形瓷质绝缘子、盘形钢化玻璃绝缘子和棒形复合绝缘子3类。通常耐张串采用瓷质绝缘子和玻璃绝缘子组串．直线串采用复合绝缘子。组串型式有2～4联的I型串并联和V型双串：布置方式有垂直布置、水平布置和V串布置等。从绝缘子使用量上．同一铁塔上瓷或玻璃绝缘子的数量比超高压线路约多8倍。

1.5 特高压金具

由于特高压线路导线分裂数多、导线截面大．金具承受的荷载也随之增大．因此特高压线路金具具有结构复杂、尺寸大、工艺质量和机械强度要求高等特点。

1.6 运行可靠性

要求高1000kV交流特高压输电线路输送功率约为500kV线路的4至5倍．一旦线路出现故障．对我国国民经济将产生巨大的影响。因此线路在可靠性方面有着很高的要求。

2 交流特高压线路的运行维护特点

在交流特高压线路运行维护中，其在环境、故障形式、检修等三个方面都具备着其特有的特点。具体来说，交流特高压线路自身输送距离大、线路长，且大多贯穿南北或东西，这就使得貌复杂、气候多变、气象条件恶劣是每一条交流特高压线路都面I临的问题，这些问题就为特高压线路部分区段带来复杂的运行工况；而在故障形式方面的特点中，交流特高压线路运行维护中，雷击、覆冰、污闪、振动、风偏等五种故障是最常见的交流特高压线路故障形式，这主要是由于线路中杆塔高度、经过重冰区、雾霾天气、线路结构等影响所致，而在面对这些问题时，我们就需要采取针对性措施。

3 交流特高压线路反事故措施应用现状

3.1 防雷措施

前苏联的交流特高压输电线路在1985年至1994年运行期间．雷击跳闸高达l6次．占其总跳闸次数的84％6]．并且主要原因是雷绕击于少数转角杆塔的导线上．因此运行特高压线路防雷的重点为防绕击采用良好的避雷线屏蔽设计．是提高特高压输电线路耐雷性能的主要措施同时还应该考虑到特高压输电线路导线上工作电压对避雷线屏蔽的影响。对于山区，因地形影响(山坡、峡谷)，避雷线的保护可能需要取负保护角在晋东南一荆门特高压线路综合考虑线路走廊及耐雷水平．优化塔型设计．采用负保护角，并考虑加装第三根地线的防雷设计：对地面倾斜角小于20。的平原路段．采用地线保护角小于4。猫头塔：对地面倾斜角大于20。山区．采用地线保护角小于一2。酒杯塔．使2根地线的距离不超过中相导线距离地线的4倍．其雷击跳闸率可控制在0．1次／(100km．年)内荆南I线自2009年1月6日投运．未采取其他防雷保护措施．至今运行良好。

3.2 防污闪措施

目前特高压线路防污闪事故措施主要是从设计上通过增加绝缘子串长．提高泄漏距离来提高耐污闪能力。在污秽严重地区采用大吨位、高强度的合成绝缘子：对空挂或运行绝缘子进行饱和盐密测量．及时制定或修订污区图、根据实际情况使用防污闪涂料、开展带电清扫技术的研究与应用：开发在线监测系统．实时掌握线路的污秽情况．及时安排状态检修等。

3.3 防微风振动措施

目前特高压线路主要采用阻尼间隔棒．防振锤等措施，但特高压线路导线平均挂点更高．从确保安全的角度出发．我国特高压线路的防振参照了超高压线路的方式进行了防振设计此外．适用于交流特高压线路微风振动监测装置也已研制成功，能够保证装置在特高压电压等级下不产生电晕．现已投入应用

3.4 防舞动措施

中国电力科学研究院研究建立了适用于我国特高压输电线路的防舞措施通过研究分裂导线覆冰扭转特性及扭转振动与横向振动的耦合问题．建立了分裂导线失谐防舞机理．设计了失谐间隔棒防舞装置：基于减轻导线覆冰不均匀性原则研制了线夹回转式间隔棒：基于舞动稳定性机理设计了双摆防舞器；并建立了相应防舞器的防舞设计方法[8]清华大学在建立了3自由度多档导线模型的基础上．研究分析了特高压输电线路覆冰厚度、脱冰量、档距大小、耐张段中档数、导线悬挂点高差、不均匀脱冰等因素对导线脱冰跳跃的影响．为特高压输电线路导线排列、铁塔选型、档距配置等提供了理论依据。

4 运行维护技术的研究应用现状

4.1 直升机巡线技术应用

在交流特高压线路的运行维护中，直升机巡线技术是一种较为有效的运行维护技术形式，其主要通过在直升机上使用可见光、红外、紫外成像等巡视设备，实现对交流特高压线路的检查工作，由于其检查形式的多样化，这就使得其在交流特高压线路通道、铁塔、金具、导地线、绝缘子等缺陷的检测中能够起到较好的应用效用，这一效用加上其本身具备的迅速、快捷、效率高等特点，就能够较好的保证交流特高压线路的稳定运行。

4.2 在线监测技术应用

除了直升机巡线技术外，在线监测技术也能够在交流特高压线路运行维护中得到较好的应用，这一技术形式对于气象参数、微风振动、温度、覆冰、绝缘子污秽等都能够较好的进行监测，而结合这些监测得到的数据，我们就能够基于三维可视化在线监测显示和控制平台对监测得到的数据进行分析，通过数据分析对比，我们就能够确定交流特高压线路运行是否正常，并在监测到不正常数据后最快时间进行抢修，这将大大提高交流特高压线路的稳定性与故障抢修效率。

5 结论

在我国当下的交流特高压线路运行维护中，由于相关科学技术的不断积累，与交流特高压线路运行维护经验的累积，我国交流特高压线路运行维护的水平不断提高，这也使得交流特高压线路的安全性与稳定性得到了较好的保障。

参考文献

[1]高嵩，刘洋，路永玲，崔艳东．交流特高压输电线路运行维护现状综述[J]．江苏电机工程，2014，02：8184．

[2]蔡敏．特高压输电线路运行维护技术的研究现状分析[J]．湖北电力。2011，06：1—6．

[3]舒印彪，胡毅．特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J]．高电压技术，2007，06：1-5．