超高压线路检修作业安全距离监测智能预警装置研究

发表时间:2020/5/6   来源:《电力设备》2019年第24期   作者:钟明亮
[导读] 摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,国内外开始对带电检修作业中的作业人员与带电设备的安全距离监控问题进行研究,旨在有效防范电力事故的发生。
        (新疆送变电有限公司  乌鲁木齐  830000)
        摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,国内外开始对带电检修作业中的作业人员与带电设备的安全距离监控问题进行研究,旨在有效防范电力事故的发生。由于电力事故表现形式多样,其过程极其复杂,甚至伴随着连锁故障的扩展。通常还会针对一些不可避免的人为因素而采取不合理调整措施,以致产生严重的安全生产事故。可见,安全距离监测智能预警装置对作业人身安全和电网安全供电具有深远意义。
        关键词:超高压;线路检修;安全距离;监测;智能预警装置设计
        引言
        随着我国经济的迅速发展,各行各业对电能的需求也在迅速增长。这一过程中,高压超高压输电线路构成了现阶段电网工程的主干网架,同时也承担着跨区域电力输送的重要任务。总体而言,目前高压输电线路状态检修作业的项目较多,具体检修过程中首先要对不同线路的特点以及危险点、缺陷等进行综合分析。输电线路可以分为8大部分,其中包含了杆塔、导线以及接地装置等等。累积了多年的检修工作经历,可以总结出检修相关线路的经验。之后,再按照不同线路的具体环境、地形等特性开展检修作业。为了确保输电线路的顺畅,避免线路因故障停电,增强电力设备连续供电的能力,有必要对高压输电线路进行检修,确保输电线路能够安全、平稳运行。
        1高压输电线路检修与维护的重要性
        目前在我国,高压输电线路建设多要穿越高山峡谷,建设在地理环境复杂的山林深处,这是由于高压输电线路具有线路长、传输距离远的特点。这就导致高压输电线路容易受到当地天气、地形等的自然因素影响,如遇冰冻、雷击、大风等恶劣天气,高压输电线路的正常运转很容易受到影响甚至破坏。而且,高压输电线路的结构参数高,配件复杂繁多,每一样配件都在正常运行中起到关键作用,一旦某一个配件产生故障,就有可能造成高压输电线路无法正常运转甚至瘫痪。所以,加强高压输电线路检修与维护工作,降低高压输电线路的故障率,及时排除安全隐患,避免问题积少成多带来重大损失,造成电力生产事故,对于电力企业来说是十分重要的工作环节。现阶段,高压输电线路的状态检修被广泛应用,这种近年来兴起的新型检修模式是依靠状态监控和诊断技术,对设备的运行情况实施检测,根据回传数据分析判断设备是否存在故障。在未来,随着科学技术的不断发展与电力行业的实际需要,高压输电线路的状态检修将被更加普遍地应用到发电、变电、输电等设备之上,电力系统数据库将会建设形成,并最终实现数据共享。
        2超高压线路检修作业安全距离监测智能预警装置
        2.1电场检测
        近电报警安全帽是将报警器安装在安全帽中,当佩戴着接近带电设备到一定范围时,报警器发出报警信号,提醒作业人员。其工作原理是用长约5厘米的导线作为电场强度探测装置,经过滤波放大处理,当信号超过某一阈值时,发出报警信号。近电报警手表是将报警器安装在手表中,当佩戴着接近带电设备到一定范围时,报警器发出报警信号,提醒作业人员。其工作原理是用线圈作为电场强度探测装置,经过滤波放大处理,当信号超过某一阈值时,发出报警信号。这两种报警设备的场强获取方式简单、抗干扰性差,在实际应用中主要是对带电设备的识别,而对于距带电设备安全距离的判断则缺乏可靠性。
        2.2建立超声波局部放电检测
        运行期间电气设备绝缘系统出现故障时,绝缘材料会被击穿,进而发生放电现象。局部放电介质局部会破坏,绝缘介质会变得电气强度降低。

局部放电发生后,放电周围将会加大收缩或膨胀的程度,周围气体体积将会发生显著的变化,此时超声波信号的合理应用,完成相关的检测任务,即根据局部放电释放的超声波信号的相关特征,完成对应的基本判断工作。检测实施过程中,科技借助记录仪和探测仪等各种检测设备完成相关的检测任务。通常来说,超声波传感器安装在高压开关柜外壳,声电转换元件作为压电晶体。若局部放电发生在装置运行中,此时声波信号将会发生在开柜表面,通过利用超声波传感器合理完成相关转换,从而警示有关工作人员,使其对自己的管理行为有一定的约束。超声波检测技术对抗干扰拥有特强的能力,当局部放电出现时,高压开关的具体运行状态可准确的进行判断。检修人员在作业过程中需要格外关心的是,开关柜的复杂绝缘结构、周围的干扰噪音、这些对超声波局部放电都会造成不同程度的影响,致使实际结果和最终检测报告与存在一定程度的差别。
        2.3导线测距
        目前比较成熟和通用的导线测距方案有两种:激光和超声波。激光测距是应用激光雷达,以激光作为信号源,由激光器发射出脉冲激光,打到带电设备上,引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的接收器上,根据激光飞行时间计算,就得到从激光雷达到目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据。这种方案的优点是分辨率高、误差小,但应用到近电报警时存在很大的弊端,首先要从反射激光中通过算法分辨出哪些是带电设备,哪些是铁塔角钢,其次是目前激光雷达体积重量大,造价高。
        2.4信号处理部分
        信号处理是通信信息系统的主要功能,当系统发生故障时,相关工作人员必须及时采取相应的控制措施,例如:自愈保护、应急通信等。但安全距离检测预警系统与电力系统三道防线相同。因此,为使得电力系统与预警信号的有机融合,通过两者间的相互协作,实现装置间的协调防御,此过程需借鉴电力系统三道防线的概念,对预警信号进行适当处理,提出通信三道防线的定义。信号处理是保证电力预警系统安全稳定运行的关键因素,信号处理工作与超高压线路检修作业安全预警效果联系密切。现阶段,电力通信光缆与电力线建设正如火如荼地开展,其信息处理与电网系统存在着紧密联系。当超高压电网出现中断现象,通信业务将会随之中断,若通讯未得到有效保障,则损失惨重。目前电力通信多采用系统监控和通信路径优化等措施,以此提高信息处理的效率与质量,并能有效避免通信业务中断的风险。若发生业务中断现象,则必须及时采取措施,对信号处理备用路径进行切换,保证信号得到迅速恢复。若故障无法在短期内得到解决,则可采用可自动重路由或应急通信等方式来恢复信号。因此,研制高压感应装置信号滤波、选频、放大处理电路十分必要。因电场强度感应装置输出非常微弱,而且易受高压电磁环境干扰,如何精准提取并处理信号是整套装置杜绝漏报、减少误报的关键所在。
        结语
        随着社会经济的迅猛发展,国家电网建设不断推进资产规模逐步扩大,超高压输电线路检修工作日益繁重且复杂化。因此,研发超高压线路检修作业安全距离监测智能预警装置势在必行,自动化、系统化的预警模式及管理方式能有效保障超高压输电线路的检修作业安全与运行。超高压输电线路是电力系统的主要组成部分,因此,加强超高压输电线路的安全运行管理工作,保证超高压输电线路的安全运行十分重要。
        参考文献
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