分析特高压输电线路运行的总体特点与技术.doc

1、1分析特高压输电线路运行的总体特点与技术摘要：在分析我国特高压输电线路的总体特点与输电线路雷害的基础上总结了目前特高压线路运行技术的研究，指出了特高压线路运行技术的发展方向。 关键词：输电线路；特高压；带电作业技术 中图分类号：TD61 文献标识码：A 一、特高压输电线路的总体特点 我国的特高压线路主要指电压等级为800kV 的直流特高压线路和1000kV 的交流特高压架空线路。由于电压等级高，电气间隙要求大，电磁影响严重，目前设计建造的特高压架空输电线路具有以下总体特点： （1）线路的结构参数高 为保证足够的电气间隙和限距要求，特高压输电线路的杆塔高、塔头尺寸 大、绝缘子串长（较 500kV

2、 绝缘子串长约一倍） 、片数多（同一铁塔上绝缘子的数量比超高压线路约多 8 倍） 、吨位大（单串直线瓷质绝缘子串重约 1.5t） 。 （2）运行参数高，输送容量大 特高压线路的额定电压为我国最高的电压等级，带电体周围的电场强度较高。为保证特高压线路通流能力、机械性能、电磁环境及供电经2济性等要求，特高压线路大多采用分裂导线。 （3）运行可靠性要求高 1000kV 特高压交流输电线路输送功率约为 500kV 线路的 45 倍；800kV 直流特高压输电能力是500kV 线路的 2 倍多。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。 1.1 导线结构 特

3、高压线路直流线路导线结构为六分裂，交流线路导线为八分裂，两边相导线间水平距离 40以上，两地线间水平距离 30以上，三角排列杆塔的导线中相与边相的垂直距离 20以上。子导线间采用阻尼间隔棒。 1.2 杆塔及基础 由于特高压线路的功能要求，其所用杆塔塔型多，结构尺寸和重量大。与此相应的基础型式也具有多样化、结构复杂、性能要求高、运行维护困难等特点。 1.3 绝缘子类型及组串方式对特高压输电线路绝缘子要求较之一般电压等级的输电线路绝缘子的要求更高。所用绝缘子除了必须具有更高的电气性能、机械强度和防污秽性能外，还需从特高压线路绝缘子串更长、检测和检修、更换困难等因素考虑，因此，要求绝缘子有更高的运行

4、可靠性。 1.4 金具 特高压输电线路金具包括间隔棒、悬垂金具、耐张金具、跳线金具、3联塔金具和保护金具等。特高压输电线路分裂导线上的间隔棒大多采用铝合金材料的阻尼间隔棒，其既可保证各子导线之间适当的间距，又可以通过关节处嵌入的橡胶垫消耗振动能量，对抑制微风振动和次档距振荡效果明显，且磁滞损耗小，节约电能，减轻重量。 二、特高压交流输电线路的检测 线路检测是指对线路绝缘子、导地线、金具、杆塔、接地装置等各个线路元件的检测。1000kV 特高压交流输电线路具有杆塔高、绝缘子串长、运行电压高、线路长、绝缘子片数多等特点, 使现有的传统检测方法已不能完全满足特高压输电线路的要求。 2、1 特高压系统

5、中的红外检测 红外成像检测是一种遥感诊断技术, 具有不停电、不取样、不接触带电体、安全可靠、快速高效等特点, 可以直观地显示出物体表面的温度分布热图,并 且温度分辨率高,最高可分辩出 0.01C 的温升。故可以利用红外成像检测技术对线路上的各种设备进行在线发热检测,包据金具与导线过热的检测、瓷绝缘子与合成绝缘子的劣化与破损的检测、绝缘子表面积污程度的检测等。 2.2 特高压系统中的紫外检测 当带电的电气设备发生局部放电或电晕时, 会伴随着辐射出紫外线。波长范围在 10 400nm。紫外线检测仪的工作波段在 240 280nm, 可在白天阳光下工作, 大大便利于检测工作, 紫外成像检测同样具有不

6、停电、不取样、不接触带电体、安全可靠、快速高效等特点。利用紫外检测仪4可统计出单位时间内的电晕脉冲数, 以此来确定放电强度, 检测出线路劣质绝缘子、绝缘子表面污秽程度、均压环安装不良和导线因磨损而断股等情况。 从目前高、超高压线路的情况来看, 各种在线监测的方法手段已经较多, 有些已较为成熟。这些为开展 1000kV 特高压交流输电线路的状态检修奠定了良好的基础。应结合 1000kV 特高压交流线路的实际, 从设备寿命管理与预测技术、设备可靠性分析技术、设备状态监测与故障诊断技术以及信息管理与决策技术等方面开展深入细致的研究工作,逐步推行特高压线路的状态检修工作。 三、输电线路雷害 3.1 超

7、高压线路的绝缘配合 超高压输电线路的工作电压、操作过电压和雷击过电压与线路绝缘的耐受能力及限制电压的措施组成了一个相互联系的有机整体，上述 3种电压对超高压系统运行可靠性的影响程度取决于具体情况和条件。500kV 系统的操作过电压水平现已降至2.0 倍相电压(Up),330kV 操作过电压水平已降至 2.2Up, 操作过电压已不再是超高压线路绝缘的决定性因素。 国内外高压、超高压线路运行经验表明, 线路绝缘闪络主要是工作电压及雷击闪络, 而这两种原因的绝缘闪络中雷击闪络又占 60% 70%, 即雷害是造成线路故障的主要原因。 3.2 国内外线路的雷击故障率 世界各国输电线路防雷保护因地域、地形

8、及地貌不同而各异, 美国、5俄罗斯及日本等国输电线路的雷击跳闸率统计值见表 1。 表 1 美、俄、日输电线路的雷击平均跳闸率次/(100km.a) 四、特高压交流输电线路的巡视 1000kV 特高压交流输电线路长度长、杆塔高,沿线地理环境复杂, 故在建立健全巡视工作的管理制度基础上, 还应当结合特高压线路的特点和实际情况, 研究和采用新的巡视技术。直升飞机巡视技术是近些年来发展成熟的一项新技术。早在上世纪 50 年代初期, 英、美、加等国就已经在架空输电线路上采用直升飞机进行线路巡视。半个多世纪来, 由于出现了红外与紫外成像仪等远距离检测的先进仪器, 使得直升飞机巡线技术取得了质的飞跃。与传统

9、的人工巡视方法相比, 直升飞机巡视技术具有明显的优点: 迅速快捷、工作效率高。正常的直升机巡线速度在 20 40 km/ h,是人工效率的几十倍, 尤其适用于夏季迎峰度夏前、冬季污闪前的集中巡视和故障巡视等精细巡视作业； 不受地域影响。直升机可以方便地穿山越岭,跨林区沼泽湖泊, 在特高压输电线路的巡视路线上不受地域限制； 巡视质量高。直升机可以近距离地接近特高压输电线路, 通过配备的红外与紫外成像仪等先进的巡检设备, 可以方便有效地发现特高压输电线路导地线断股断线、金具松动发热、绝缘子损坏等缺陷；另外还6可以利用先进的三维扫描仪器进行特高压输电线路走廊的三维扫描，全面地观察线路走廊内妨碍特高压

10、输电线路运行的障碍物，为特高压输电线路的运行维护提供重要资料； 巡视安全性高。特高压杆塔较高，采用人工登杆劳动强度大，直升机巡视可以避免这种登高作业； 可靠性高。轻型直升机可靠性很高，国外应用较广泛，事故发生率极低。目前，直升飞机巡视已在我国超高压线路中得到初步应用，而对于特高压线路而言，直升机巡视可以提高巡视工作的效率和质量。 五、带电作业技术 特高压输电线路若发生非计划停运，将造成巨大经济损失，并对电网的稳定运行构成极大威胁。而带电作业作为特高压输电线路检修的重要手段，将有效保证特高压输电线路不间断持续供电，对确保电网的安全、可靠、稳定运行具有十分重要的意义。目前特高压线路的带电作业项目主

11、要是带电检测、维护和修理等等。 我国在 500kV 以下电压等级输电线路带电作业已有较为成熟的经验，并对 750kV 输电线路带电作业进行了大量研究，在带电作业方式、工具、作业人员的安全防护等方面已有成熟的研究成果的基础上，国网公司电力科学研究院结合晋南荆试验示范工程进行了 1：1 真型试验，在国内外首次系统地开展了交流 1000kV 输电线路带电作业研究，针对系统过电压水平、海拔高度的不同，试验研究确定了各工况及作业位置的最小安全距离、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等。自主研究生产的绝缘工具、带电作业屏蔽服等均可满足交流 1000kV 输电线路带电作业要7求，不需从国外进口。此外，经

12、研究试验确定的交流 1000kV 输电线路带电作业的安全防护措施对我国交流 1000kV 输电线路开展带电作业是可行的、安全的。 六、结语 目前我国在特高压线路运行技术的理论研究及实践方面已经取得了卓有成效的成果和实用技术，但由于特高压线路运行方面尚没有经验，加之技术作业尚未全面展开，要求输电线路运行单位在日常中通过积累大量现场资料进行分析整 理，结合线路所处环境制定相应的运行规范，为保证特高压输电线路的安全可靠运行提供现场运行经验。 参考文献 1陶保震,黄新波,李俊峰，等1000kV 交流特高压输电线路舞动区的划分J.高压电器2010.46（9）：37. 2金成生线夹回转式防舞动间隔棒在特高压输电线路中的应用研究J 上海电力，2010（3） 3张文亮,胡毅.发展特高压交流输电, 促进全国联网J.高电压技术,2003,29(8) :20-22.