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配电网架空线路绝缘状态监测技术研究刘磊

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：刘磊马伟马涛

[导读] 摘要：配电网架空线路在设计时充分考虑了其耐热等级、电气强度、机械性能和工艺性等方面，但在制造过程中不可避免存在其他因素导致其性能缺陷。

        天津大港油田天水安装工程有限公司天津 300280
        摘要：配电网架空线路在设计时充分考虑了其耐热等级、电气强度、机械性能和工艺性等方面，但在制造过程中不可避免存在其他因素导致其性能缺陷。在长期的运行过程中，电磁力、放电、热应力、湿热环境、油污、粉尘、有害活性气体等因素也会对线路性能造成影响，使其性能逐渐劣化，并且这种劣化过程具有不可逆和不断加速的特性。大量研究资料表明，配电网架空线路绝缘性能劣化是导致事故的主要原因之一，由于绝缘劣化引起事故的数量占事故总数的很大比例。
        关键词：配电网；架空线路；绝缘状态；监测技术
        引言
        架空线路是电力传输的主要形式之一，中国的架空线路分布广泛，长度长，线路环境复杂，安全稳定的运行直接影响供电系统的可靠性。配电网架空线路裸线高度低，容易与树木、建筑物等接触。沿海等高腐蚀地区和高污染地区的架空线路导线腐蚀快，适用年限短，导线防腐措施刻不容缓。裸线形式的架空线路长期工作后，电线表面和和绞线缝隙之间易积聚大量的灰尘、油迹、污垢、鸟粪等杂物，在暴风雨中形成泥石流，导致导线之间出现意外短路，引起配电网导线意外跳闸等事故。为了提高输电的安全性，迫切需要对配电网上空轨道进行改造。
        1国内外研究现状
        由配电网运行故障数据分析发现，在绝缘永久击穿之前，大多数的绝缘劣化初期经常发生瞬时性接地故障且发生次数存在一定规律，具有分散性和统计性。在永久性接地之前几个月瞬时性故障会出现明显增多的趋势，绝缘劣化开始加速，通常在接近永久性接地之前的几个月内绝缘劣化性能会显著下降。因此通过建立绝缘监测评价模型，对中压配电网的总体绝缘状态进行实时、有效的监测，在达到较严重的绝缘劣化程度时对运行人员发出告警信号，以警示其对越限的线路尽早安排检修、提早防范，以避免造成永久性接地故障，并且避免造成故障运行2小时后被迫停电。目前相关研究人员已提出许多绝缘监测的方法，包括外加信号法、局部放电信号检测法、接地电流法、基于瞬时性故障统计的绝缘告警方法、直流电流法等。对于绝缘在线监测，主要问题是微弱信号的提取问题，以上提到的接地电流法、放电信号检测法应用于工程实际中的效果并不好，对基于瞬时性故障统计的绝缘告警方法，由于难以区分是否是绝缘裂化造成的瞬时性故障，所以效果也一般。综上，还需进一步研究实用化的绝缘在线监测方法。
        2安全运行现状
        2.1安装过程中存在的问题
        在安装建设配电网的最初阶段，由于有关工作人员自身技术水平的限制，相关安装施工存在着一定的问题。因为人们的日常生活中用电量的实际需求比较大，必须要尽可能地缩短安装时间，工作人员的自身工作量就会大大增加，进而可能会增加供电网安装问题的发生率。在实际安装过程中还有一部分工作人员会改变安装线路，将原本的线路安装在一处新的电杆中，工作人员的实际工作量大大减少，但在实际使用过程中线路安全的正常运行就会受到严重影响，很容易出现线路缠绕情况，并进而可能影响到整体电路的正常运行，还会在一定程度上增加电杆的工作负担。
        2.2设计配电电路存在的问题
        大多数配电电路的覆盖面积都比较广，为了保证配电电路的正常运行，在对电路进行配置过程中应该结合实际情况对其进行全方位的准备和考虑，在对路线进行布置过程中还需要对周围的环境、地形地势等进行全面的考虑。如果周围环境的树木数量过多，需要考虑绕路情况，如果地形比较陡峭，相关工作人员需要对电杆的加固情况进行考虑，而对于一些气候环境比较恶劣的地区，需要提高对配电网设备装置加固工作的重视。如果在设计电路过程中不能对其中存在的问题进行全面考虑，也有可能会导致整体区域中的配电网出现瘫痪的现象。

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        3配电网线路绝缘状态在线监测方法
        3.1配电线路绝缘监测实现方案
        该方案包括漏电流传感器取电模块、漏电流传感器本体以及无线通信模块（配电终端内部）：漏电流传感器本体。包含铁心（高导磁率、低矫顽力的软磁材料）、线圈（原边穿心结构，一匝，副边包含去磁绕组、检测绕组这两个绕组）、补偿电路（包含VCVS、电流驱动电路、稳定控制电路）、Ａ/Ｄ采样电路、主CPU部分、加密电路、无线传输电路等；漏电流传感器取电模块。包含穿心式互感器、感应线圈、整流桥、滤波电容、倍压电路（电荷泵）、稳压电容、单相二极管（反向漏电流非常小）、超级电容（储能池）、输出接口等部分。无线通信模块（配电终端内部）。可接收漏电流传感器的数据，也可发送数据到漏电流传感器。可支持多频率调频通讯以增强抗干扰能力。与终端内部CPU通过网络数据接口交互信息以达到管理各漏电流传感器的目的；配电终端。包括主核心CPU板、接口板、开入开出板、电源电路、通信接口、航插接口等部分，负责收集、存储、分析各漏电流传感器的数据并打包上送主站，生成SOE记录、报警处理等功能，并可以下发控制命令给各漏电流传感器，控制一次开关本体执行分合闸动作。
        3.2配电线路绝缘监测方法实现流程
        一二次融合设备检测方法包括10个步骤：准备工作，设备安装、传感器安装、传感器自校，无线通讯网络自组网，漏电流采集，数据预处理，无线传输，配电终端接收数据，漏电流数据的大数据分析，主站软件生成测试记录、报告，循环测试。再次检测可从第四个步骤漏电流采集开始进行。
        4加强配电网与配电线路的维护管理
        1）完善原有的配电线路结构。在对配电线路结构进行完善的过程中应该最大限度地减少电力传输过程中的能量损耗。对当前我国电力传输进行分析可以发现，一般会采用电力等级制度，结合电压的等级进行有关配电网和配电线路的设置工作，再进行供电工作。在此过程中，对电压降级过程中可能会导致电能出现严重的损耗。因此，相关工作人员要结合实际情况对变压器变电的频率进行适当调整。为了进一步减少电力传输过程的损耗，尽可能选择环保节能型材料。为了提高节能效果，相关工作人员需要对变压器的电容量进行合理选择。在对电能传输技能进行研究的过程中可以了解到，配变容载比是一个非常重要的参考数据，为了有效降低传输过程中的损耗，工作人员可以在满足电力需求的情况下对配变容载比进行改变。2）加强工作人员的管理力度。在当前配电网和配电线路的安全运行中，必须要严格按照各项规章制度进行工作，并对有关安全防护工作进行落实，加强对配电线路的检查和巡视力度，如果在巡查过程中发现可能存在一定的问题，要及时向上级汇报处理，最大限度地降低安全事故的发生率。有关运营单位需要对岗位责任制度进行完善，保证每1个线路工作都能够落实到位，明确相邻单位同一策略，降低工程对环境的影响，促进人与自然的和谐相处。
        结束语
        本文所述线路绝缘状态在线监测方法，在对配电线路进行绝缘检测时操作简单、在线检测，能够实时检测出配电线路的绝缘情况；漏电流传感器将获取的漏电流数据通过配电终端上传至主站，测试结果可信息化管理，还能够进行大数据分析，提高了测试的准确度。
        参考文献
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