架空输电线路通道环境的巡视技术与应用

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年5月14期   作者:陈昊
[导读] 随着新技术的发展和输电线路精益化管理的要求,传统的输电模式已经无法适应电网发展的需要

         陈昊
         丹东供电公司输电工区
         辽宁省 丹东市 118000
         摘要:随着新技术的发展和输电线路精益化管理的要求,传统的输电模式已经无法适应电网发展的需要。在发展新形势下的输电线路运维管理模式过程中,应用新技术手段构建智能化、多维度的输电线路状态运行与维护管理体系需要我们电力从业人员付出行动去研究探讨。
         关键词:架空输电线路;通道环境
         一、输电线路在线监测技术的研究现状
         1.输电线路在线监测是实施线路状态检修的前提条件,也是电力系统安全运行监测、控制的重要内容之一。近年来输电线路的在线监测理论与技术受到国内外研究与工程领域的广泛关注,基于GSM/GPRS、CDMA等移动无线通信网络对输电线路特定状态进行在线监测的相关监测装置有不少在国内外电力公司挂网运行,比较成熟的有绝缘子污秽在线监测,导线温度在线监测,图像实时监控等。
         2.通过利用有限的资源,在状态巡视以及检修技术作为基础的情况下,将各种资源的利用率发挥到最大化的管理模式就是架空输电线路状态运行与维护管理的内涵。因为在经济快速发展的背景下,电力行业作为电力的提供者所提供的电力量随着需求量越来越大,所以就需要对电力系统状态运行与维护进行高效的管理。而通过对当前电网所发现的问题进行有效的解决,既能使电力行业得到发展,也能作为其他行业发展的助推器。
         二、架空输电线路状态检修分析
         1.状态检修流程及项目输电线路状态检修与其他检修方法相比,更具科学性及先进性,状态检修方法以预知诊断为基础,利用先进的技术来对线路状况进行综合分析,以此来确定输电线路的检修周期及内容。输电线路状态检修流程如下所示:收集设备信息、评价设备状态、评估风险、制定检修策略、实施检修并进行绩效评估。与设备状态检修相比,架空输电线路状态检修具有一定的优势,具体表现为线路状态数据相对较多且部分数据能够直接观测或通过带电作业得到,因而相对较为简便。带电作业所测得的数据更为真实准确,能够使检修人员掌握输电线路的实际状态,能够满足输电电力状态检修工作的需要。定期巡视是获得输电线路状态信息的主要来源,输电线路运行维护人员需要定期组织巡视尤其要提高巡视质量与效率,从而有效保障输电线路状态数据的准确性与真实性。电力企业需要切实提高运行维护人员的专业素养,在巡视过程中需要及时在巡线票上记录发现的隐患问题并输入PMS系统,例如瓷瓶倾斜、横担或拉线锈蚀、导线弧垂过大等等。输电线路状态检修方式的选择需要以线路状态种类及设备缺陷为参考依据,在考虑系统可靠性的基础上,通过带电检修来实现输电线路状态检修,如果线路故障是无法在带电的情况下消除的,就需要将其列入状态检修计划,然后在规定的时间内解决。
         2.在地面人工巡视的基础上,可采用先进的检测手段如手持终端设备对线路进行检测,获得准确、详细的数据,以便为开展状态评价提供科学依据,在交通不便和线路特殊区段还可采用输电线路在线监测装置辅助巡视。2008年南方罕见冰灾之后,电力系统在全国范围内加大了对输电线路在线监测系统的开发研制和推广应用。输电线路在线监测是通过安装在线路上的传感、摄像设备提供线路状态信息,判断输电线路的异常情况,可实现电网集中实时监控。为了减少巡视人员登杆(塔)检查,提高线路巡视效率,保障巡视人员安全,国内于20世纪90年代开始研究智能机器人巡线,可以人工设定巡视路径,并通过搭载的检测系统将检测数据传回后台。采用地面人工巡视结合带电检测的方式,相对于仅有地面人工巡视的效率有了较大的提高,靠仪器检测能发现肉眼不易发现的缺陷。

以红外测温为例,能有效发现发热点,不足的是巡视人员在地面手持红外探测仪器,红外检测质量不高,对塔头部分的金具、销钉、放电间隙和绝缘子、导地线等设备的缺陷仍不易发现。
         三、架空输电线路运行状态维护管理措施
         1.建立智能化的运维监控平台目前,大云物移智新技术迅速发展,传统意义的人工巡检方法不仅耗时耗力,还浪费巡检资源、巡视的效率低下、巡视成本高,而且对架空输电线路的不同位置和不同故障也不能及时的发现。而建立一个智能化的运维监控平台可以运用互联网平台、数据分析技术进行管理,通过设置风险点对架空输电主要位置、如重要交叉跨域、容易受到外力干扰、易发生火山等地段进行全方面的监控,不但比传统人工巡检方式监测的更加严密,也能够监测到巡检人员疏漏的隐患问题。同时,现代化智能巡视监控平台能够对架空输电线路进行实时监测,可以更为直观的将影响线路安全的原因及时反馈到平台内,维护人员可以根据反馈内容及时的制定出解决方案。
         2.近年来,国外倾向于用紫外检测技术直接观察设备放电情况。紫外成像仪能直接检测设备异常温升前的放电过程,接收电晕放电产生的紫外线信号,经处理后成像并与可见光图像叠加,达到确定电晕的位置和强度的目的。美国等国家已广泛应用,我国香港也积累了紫外放电检测的大量运行经验。国内电力公司的试验研究院也开始进行紫外成像仪的应用试验,并取得初步成效。紫外检测设备灵敏度高,性能稳定,能有效检测线路电晕放电情况,为输电线路状态检测提供了一种先进手段。紫外成像对于一些外部有电晕和放电的缺陷较为敏感,如导线外部损伤、断股、散股等故障易检测;在一定程度上能够反映一些绝缘子缺陷,如复合绝缘子的护套损伤、电蚀,在雨后或潮湿天气中能观测到,在干燥天气中不明显;对于零值绝缘子的测量判则敏感性较弱。目前,正在开展该检测技术的相关应用研究,使用它观测各种电力设备的故障状态,积累运行经验,方便使用。应用紫外成像法,能够比较迅速、形象、直观地显示出线路的一些运行状态信息,以及较明确给出故障的属性、部位和严重程度,无需另备辅助信号源和各种检测装置,与传统人工徒步观测和登杆塔检测方法相比,大大提高了检测效率,同时不受地理环境条件的限制。紫外成像仪的价格比较昂贵。
         3.应用高新技术及设备要想有效提高架空输电线路状态检修工作水平,电力企业必须要研发新型监测仪器,从而有效提高故障的诊断水平。与信号采集相比,信号的加工处理更为复杂与困难,因为其需要排除大量的干扰信号,而架空输电线路运行环境中的信号信噪比较大,这就对故障探头的信噪比、灵敏度、分辨率等提出较高要求。只有高质量高性能的故障探头,才能够提取出有效的信号并做好故障分类及严重程度的判断等工作。可靠性评估是在综合监测线路或设备的运行状态后,利用概率统计学来分析故障对整个系统可靠性的影响,然后在评估基础上制定故障维修计划。电力企业运行维护部门需要根据输电线路设计、基建,从安全合理性、经济可行性的角度来制定状态检修计划;设计单位在新建线路扩初审查过程中,必须要从技术与经济效益两个角度出发,这样才能够为后期线路的安全运行提供技术保障。
         结束语:
         本文综述了当前输电线路巡视的3种模式和特点,以及输电线路通道环境巡视所采用的技术。展望了通道环境巡视应用前景:采用直升机、无人机与人工协同巡检模式,并结合输电线路在线监测系统,实现对输电网络线路资料的数字化与可视化;运用大数据理念,深入数据融合并挖掘数据价值,通过云计算平台,为开展输电线路状态评价提供坚实的数据支撑和决策建议,从而推进输电线路状态巡视,有利于加强线路通道环境的管理,提升输电线路运维管理水平。
         参考文献:
         (1)王贤华,李建云.架空输电线路巡线作业机器人的研制[J].机电信息,2013(3):146-148.
         (2)邵允临,曹晋恩,尚大伟.直升机巡检华北电网超高压输电线[J].中国电力,2003,36(7):35-38.
        
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