曹旭佳

（陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

1 000 kV交流特高壓輸電線路是解決我國電力能源分布不均勻，降低電力負(fù)荷的有效手段。目前，我國已經(jīng)有大量的1 000 kV交流特高壓輸電線路投入運(yùn)行，在未來幾年中，也將會(huì)開通大量的交流特高壓線路。在這一背景下，1 000 kV交流特高壓線路的維護(hù)工作也開始受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，為了保障交流特高壓線路能夠安全運(yùn)行，必須要總結(jié)關(guān)鍵技術(shù)，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新管理模式，提升檢修效率，下面就針對1 000 kV交流特高壓輸電線路運(yùn)行特性進(jìn)行深入的分析。

1 交流特高壓線路特點(diǎn)分析

1.1 桿塔結(jié)構(gòu)

交流特高壓線路的運(yùn)行需要的間距與間隙，必須要設(shè)置較高的桿塔，絕緣子串長度需要保持在10 m以上，線路對地距離需要保持在26 m以上，特高壓線路桿塔高度保持在50 m以上，同桿并架線路桿塔長度需要控制在80 m以上。在設(shè)置塔的強(qiáng)度時(shí)，需要根據(jù)塔高以及應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到特高壓導(dǎo)線重量大，高度高，塔的使用應(yīng)力更大，因此，1 000 kV交流特高壓線路桿塔強(qiáng)度需要比傳統(tǒng)500 kV線路桿塔大4倍以上。

1.2 導(dǎo)線結(jié)構(gòu)

一般情況下，交流特高壓線路導(dǎo)線都采用八分裂結(jié)構(gòu)式，導(dǎo)線間距需要控制在40 m以上，地線間距需要控制在30 m以上，子導(dǎo)線使用阻尼間隔棒，導(dǎo)線邊相與中相距離需要控制在20 m以上。

1.3 特高壓金具

特高壓線路導(dǎo)線橫截面大、分裂數(shù)多，金具需要承受較大的荷載，因此，該種線路金具有著尺寸大、機(jī)械強(qiáng)度高、工藝質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特征。

此外，1 000 kV交流特高壓線路輸送功率是常規(guī)500 kC線路的5倍左右，如果線路發(fā)生故障，將會(huì)嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.4 桿塔基礎(chǔ)

特高壓線路桿塔基礎(chǔ)作用力較高，經(jīng)過的地區(qū)地貌環(huán)境與地質(zhì)條件也十分的復(fù)雜，有丘陵、河網(wǎng)、泥沼、山區(qū)等，其基礎(chǔ)形式很多，常見的有挖孔樁原狀土基礎(chǔ)、復(fù)合式微型樁基礎(chǔ)、灌樁式基礎(chǔ)、巖石錨樁類基礎(chǔ)，因此，特高壓線路桿塔的運(yùn)行工作是非常困難的。

2 1 000 kV交流特高壓線路運(yùn)行與維護(hù)特點(diǎn)分析

2.1 1 000 kV交流特高壓線路運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)

特高壓線路的線路距離長、輸送距離大，沿線經(jīng)過的地形非常復(fù)雜，氣候變化多樣，氣象條件較差，會(huì)經(jīng)過湖南、山西、湖北、河南等事故高發(fā)區(qū)，路過的高海拔山區(qū)也有著顯著的立體氣候特點(diǎn)，氣象環(huán)境與地形環(huán)境復(fù)雜，在地形因素的影響下，交流特高壓線路經(jīng)過的地區(qū)氣候會(huì)出現(xiàn)較大的差異，這就給線路的維護(hù)帶來一系列的難題。

2.2 1 000 kV交流特高壓線路故障特點(diǎn)分析

2.2.1 雷擊故障

特高壓線路絕緣水平較高，如果雷擊塔頂或者避雷線，雖然不易發(fā)生閃絡(luò)事故，但是此類線路桿塔高度較高，工作電壓幅值大，容易影響避雷線的整體屏蔽性能，雷云會(huì)直接繞過避雷線，增加雷擊導(dǎo)線的概率。種種實(shí)踐顯示，1 000 kV交流特高壓線路發(fā)生雷擊跳閘問題的主要原因就是由于避雷線失去屏蔽作用，雷電直擊導(dǎo)線引起。

2.2.2 污閃故障

特高壓線路電壓等級(jí)較高，線路經(jīng)過的距離很長，會(huì)經(jīng)過大量的污穢區(qū)域。此外，近年來某些地區(qū)的環(huán)境越來越差，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)霧霾天氣，很容易致使特高壓線路發(fā)生防污閃問題，尤其是冰區(qū)與重污染區(qū)域，還有可能會(huì)引起冰閃。為了保障特高壓線路的運(yùn)行效率，必須要保障絕緣子防污閃性能。

2.2.3 覆冰故障

特高壓線路常常會(huì)經(jīng)過重冰區(qū)域，導(dǎo)線分裂數(shù)多、截面大，覆冰重量大，很容易出現(xiàn)不同期脫冰事故、不均勻覆冰問題以及覆冰超載問題，這種問題對于特高壓線路的正常運(yùn)行是非常不利的。

2.2.4 風(fēng)偏故障

特高壓線路絕緣子串與桿塔高度等特點(diǎn)導(dǎo)致線路很容易出現(xiàn)風(fēng)偏事故，尤其是在重污區(qū)，此類區(qū)域絕緣子因串長、重量輕，在氣候因素的影響下，更容易出現(xiàn)風(fēng)偏問題，鑒于此，在線路經(jīng)過此類區(qū)域時(shí)，必須要設(shè)計(jì)好防風(fēng)措施。

2.3 檢修特點(diǎn)分析

2.3.1 對檢修工具的要求較高

1 000 kV特高壓架空線路絕緣子、桿塔、金具載荷與尺寸較大，一般電壓等級(jí)線路的檢修工具在安全性、承載能力與尺寸方面往往無法滿足檢修要求，為此，需要開發(fā)出新的工具或者改造現(xiàn)有的工具。

2.3.2 絕緣子更換難度大

在1 000 kV特高壓線路之中，很多直線塔都是應(yīng)用V型合成絕緣子串，此類絕緣子串串身長、串型多，更換難度較大。為了解決此類問題，需要研究一種高效、安全的配套工具，避免水平荷載在轉(zhuǎn)移工作中出現(xiàn)斷線問題。

為了提升檢修工作的成效，可以大量推廣在線監(jiān)測技術(shù)，該種技術(shù)可以應(yīng)用在微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測、絕緣子污穢監(jiān)測、氣象參數(shù)監(jiān)測、覆冰監(jiān)測、桿塔傾斜監(jiān)測、溫度監(jiān)測、防鳥監(jiān)測系統(tǒng)中。目前，在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的使用，在應(yīng)用過程中，可以利用三維可視化技術(shù)建立其相關(guān)的控制平臺(tái)與在線監(jiān)測顯示平臺(tái)。截止到2014年年底，我國1 000 kV線路在線監(jiān)測系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)超過了80萬條，該技術(shù)可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

3 1 000 kV交流特高壓線路常用的反事故措施

3.1 防雷措施

要從根本上提升特高壓輸電線路的耐雷性能，必須要做好避雷線屏蔽設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮到導(dǎo)線工作電壓對于避雷線的影響，在山區(qū)位置，需要設(shè)置好相應(yīng)的負(fù)保護(hù)角。

在應(yīng)用防雷措施時(shí)，必須要注意到，工作電壓會(huì)嚴(yán)重影響特高壓交流輸電線路的運(yùn)行，且在風(fēng)速不足5 m／s的情況下，風(fēng)偏的影響特別大，隨著風(fēng)速的增加，繞擊跳閘率發(fā)生事故也會(huì)增加。為此，需要合理應(yīng)用線路避雷器，這可以顯著提升線路防雷性能，在設(shè)置時(shí)，需要深入分析線路繞擊與反擊耐雷水平，分析避雷器工作電壓、安裝方式以及接地電阻對于防雷性能的影響。

3.2 防污閃措施

就現(xiàn)階段來看，為了避免特高壓線路出現(xiàn)防污閃絡(luò)事故，需要適當(dāng)增加絕緣子串長，并采取科學(xué)的措施提升泄漏距離，對于污穢嚴(yán)重的地區(qū)，可以推廣高強(qiáng)度、大噸位合成絕緣子。對于運(yùn)行以及空掛絕緣子，需要定期開展飽和鹽密測量，制定出完善的污區(qū)圖，綜合考慮到各類情況來推廣帶點(diǎn)清掃技術(shù)，使用防污閃涂料。同時(shí)，還要開發(fā)出相應(yīng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，這能夠幫助技術(shù)人員把握好線路污穢情況，做好狀態(tài)檢修工作。

3.3 防微風(fēng)振動(dòng)措施

就現(xiàn)階段來看，我國特高壓線路防微風(fēng)振動(dòng)措施主要以阻尼間隔棒與防震錘為主?？紤]到1 000 kV特高壓線路平均掛點(diǎn)相對較高，為了保障線路運(yùn)行的安全性，防震設(shè)計(jì)可以參照超高壓線路。此外，適宜用在交流特高壓線路的微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測裝置也已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，該種裝置可以有效避免運(yùn)行電暈的產(chǎn)生。

3.4 防覆冰措施

在特高壓線路設(shè)計(jì)工作中，需要對線路經(jīng)過的區(qū)域開展冰區(qū)劃分，如果線路必須要經(jīng)過重災(zāi)區(qū)，就要根據(jù)導(dǎo)線情況選擇合適的桿塔、導(dǎo)線布置方式以及檔距配置情況。為此，可以在現(xiàn)有防除冰技術(shù)上開展融冰方法以及除冰技術(shù)的研究，應(yīng)用適宜的在線監(jiān)測系統(tǒng)，提升整個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3.5 防風(fēng)偏措施

特高壓線路絕緣子串較長，很容易出現(xiàn)風(fēng)偏故障，對于事故多發(fā)區(qū)域，需要采取合理的措施增加線路空氣間隙裕度，對于容易出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)的微地形區(qū)域，可以應(yīng)用“V”型串；對于容易出現(xiàn)風(fēng)偏故障的區(qū)域，可以在絕緣子下方設(shè)置重錘。此外，還要全面推廣特高壓直流線路風(fēng)偏參數(shù)與氣象參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)測其雨量、風(fēng)向、風(fēng)速的變化情況，采取合理的干預(yù)措施。

4 1 000 kV交流特高壓輸電線路常用的維護(hù)技術(shù)

4.1 直升機(jī)巡線技術(shù)

在直升機(jī)上應(yīng)用紅外、紫外、可見光成像技術(shù)能夠完成檢測工作，可以判斷出鐵塔、通道、絕緣子、導(dǎo)地線、金具的缺陷情況。直升機(jī)巡線技術(shù)有著快捷、迅速、檢測效率高的優(yōu)勢，在1 000 kV交流特高壓輸電線路運(yùn)行與維護(hù)工作中有著良好的運(yùn)行前景。

4.2 在線監(jiān)測技術(shù)

在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，是對1 000 kV交流特高壓輸電線路開展?fàn)顟B(tài)檢修工作的前提條件。它能夠應(yīng)用在溫度監(jiān)測、氣象參數(shù)監(jiān)測、絕緣子污穢監(jiān)測、覆冰監(jiān)測、微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測、防鳥監(jiān)測工作中。

4.3 帶電作業(yè)技術(shù)

目前，1 000 kV交流特高壓輸電線路中已經(jīng)全面應(yīng)用了帶電作業(yè)技術(shù)。早在2008年，國家就對帶電作業(yè)技術(shù)開展了真型試驗(yàn)工作，針對海拔高度與電壓水平的差異確定了作業(yè)位置與工況最小組合間隙、最小安全距離、最小有效絕緣長度，同時(shí)帶電作業(yè)屏蔽服與絕緣工具必須是完全滿足輸電線路運(yùn)行需求的。

5 結(jié)束語

目前我國在特高壓線路運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的理論研究及實(shí)踐方面已經(jīng)取得了卓有成效的成果和應(yīng)用，但由于特高壓線路運(yùn)行維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)仍相對缺乏，要求各屬地特高壓輸電線路運(yùn)行單位在日常維護(hù)中通過積累大量現(xiàn)場資料進(jìn)行分析整理，結(jié)合線路所處環(huán)境制定相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)規(guī)范，為保證特高壓輸電線路的安全可靠運(yùn)行提供經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 周大華，陳早明，周王新，鮑同鋒，王國滿.1 000 kV交流特高壓試驗(yàn)示范線路運(yùn)行分析［J］.湖北電力，2009，（S1）：32－35.

［2］ 陳海波，王 成，李俊峰，王常飛，徐國慶.特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，（10）：10－12.

［3］ 朱寬軍，劉 彬，劉超群，付東杰.特高壓輸電線路防舞動(dòng)研究［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，（34）：45－48.

［4］ 易 輝，熊幼京.1000kV交流特高壓輸電線路運(yùn)行特性分析［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2006，（15）：28－31.