张成
国网蒙东检修公司鄂尔多斯市输电工区 内蒙古自治区 呼和浩特市 010020
摘要：在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的过程中强烈地震是威胁输电线路安全可靠运行的主要自然灾害之一。通过对近年来国内外输电线路主要震害资料的分析,论述了输电线路防震减灾领域的研究方法和取得的最新成果。
关键词：高压输电线路；防震；措施
引言
随着我国经济实力不断加强，我国电力行业获得良好的发展。电力系统当中，输电线路是其大动脉，它可以把电能输送到世界的各个角落，它能够将各个重要的用户和各变电站紧密的联系到一起，高压输电线路运行顺利可以保障供电系统在供电的时候能够持续稳定。如果高压输电线路发生异常会造成供电系统运行时也产生故障，从而影响居民和企业的正常工作。用户和电源之间的输送纽带是110kv以上的高压输电线路，而且那些地理位置较为偏远的地方是高压输电线路的密集地区。所以，提高高压线路运行水平、排除高压线路运行中产生的故障，是我们研究供电系统中的非常重要的问题。
1影响高压电力电路的微风震动
输电线路在风力的影响下是会产生震动的，高压输电线路的导线在受到微风的作用时，就会在导线的背后形成一定频率的上下变化的气流的漩涡，这就会导致导线受到一定程度的上下交替变化的脉冲力的作用。当气流漩涡交替变化的频率和导向本身自带的振动频率相一致时，就会导致导线在垂直的平面内产生一定的共振效果，从而引起导线的振动。输电线路的导线在1~3级的风力影响下就会产生周期性的运动，称之为微风震动。微风震动的特点是振幅比较小，一般情况下都不会超过10mm，但是微风震动的振动频率比较高，可以达到3~120Hz，振动的形式一般为正弦拍频波。微风震动虽然振幅小，但是持续的时间却比较长，有时能够达到几天的时间。导线振动时的波形一般都是驻波，就是说波节是没有变化的，但是波腹上下会交替的进行变化，导线在一年中的振动时间是比较长的，通常可以达到全年时间的30%~50%。导线无论以怎样的频率进行波动，导线线夹的出口处都会形成一个波节点，这时导线振动就会使得导线的波节点反弯折，使得导线材料疲劳，最后造成导线断股的结果，不仅会对路线造成损害，对杆塔以及金具也会造成损害，影响其正常使用效果。微风震动的产生灰极大的限制电路导线，并提高导线的预应力值，导致电力路线发生断股问题，严重影响电力系统的安全运行。
2高压输电线路防震措施
2.1提高输电线路防震减灾意识,积极开展电网
地震危险性分析输电线路在地震下的安全运行具有重要的经济、社会意义,各级电网的运行管理单位、设计部门应该加强输电线路地震灾害意识。国家有关政策明确规定,对重大工程必须开展地震安全评估工作[24]。通过对线路所经区域的地震安全评估,可以让设计单位了解区域的地震活动性和地震构造,建设场地工程地震条件,进行地震危险性的概率分析以及地震地质灾害的评价。电力系统有关单位应该储备地震学、地质学、地震工程学的人才,申请电力工程地震安评资质,积极开展电力工程地震安评工作。
2.2有效提高设备的防振功能
导线振动之所以会对高压输电线路造成危害，主要是因为导线振动会使导向的线夹位置的导线发生断股现象，因此提高导线的耐振性能是十分有必要的。可以采取以下有效措施来进行：首先可以在线夹处的导线位置安装护线条或者是打背线，提高出口附近导线的刚性和韧性，减少导线所承受的弯曲应力和挤压力，以防导线受到损害，一定程度上提高了导线的阻尼作用。
其次可以对线夹的耐振性能进行优化，提高线夹转动的灵活性，使线夹能够随着导线的振动而随意转动，从而有效降低导线在线夹出口位置所受到的弯曲应力。最后在经济条件和技术都允许的前提下可以尽量降低导线的静态应力，结合多种防振措施共同使用，例如对于一般的导线可以安装防振锤来达到预防振动的效果，有的输电线路的防震锤则需要同时安装防护线条来达到防振效果。对于向500kV线路的较为重要的跨越档距，则可以根据具体情况设计一套专业的合适的防振措施。
2.3耐张线夹识别算法设计
耐张线夹本身是比较小的，特征难以提取，但支撑耐张线夹的双串绝缘子（耐张绝缘子）在图像平面中呈现被相线左、右分开的两个圆，且两个圆的半径接近，圆心约水平分布在相线左右两侧，圆心的距离约为半径的3倍。通过检测这两个圆的存在，并结合上述结构信息，就可以在图像中识别出耐张线夹。类似于防震锤检测圆的算法，用Canny算子提取边缘图像，利用Hough变换检测边缘图像中半径位于min_r 0≤r≤max_r 0（min_r 0和max_r 0的大小可根据双串绝缘子的参数及试验来确定）的所有圆，在所有检测到的圆中，合并圆心接近一定阈值的圆，消除误检圆，最终得到目标圆。目标圆分别用圆心坐标和半径来表示：（1）左边圆：圆心（x z，y z），半径r z；（2）右边圆：圆心（x r，y r），半径r r。根据线路的结构信息，耐张线夹的识别基于以下三点：（1）两个圆的半径相近，即r z≈r r；（2）两个圆的圆心约水平分布在相线两侧，即y z≈y r；（3）两个圆的圆心距离约为半径的3倍，即以上三点同时成立，则认为检测到耐张线夹。
2.4加强输电线路关键技术的研究
开展在役线路的健康检测、抗震鉴定和加固改造为了确保电网在各类灾害下的安全稳定运行,必须加强输电线路相关技术的研究。输电线路在静力学领域问题得到了很好的解决,但动力荷载作用下各类问题,如输电塔-线-基础耦合振动、地震作用下输电塔的动力稳定研究,抗震减灾等方面的研究还是很薄弱的,还有很多工作要深化。加强输电线路领域的新材料的研究与应用,如高强钢、复合材料在输电塔中的应用等。此外开展在役线路的健康检测、加固改造的研究有广阔的前景,对确保输电线路的地震安全有重要的意义。
2.5导线损伤、闪格烧伤、断股的预防
当导线因为风吹发生较大的摆动的时候必须及时的做出相应的调整，当发现导线松弛的时候可以在两个电线杆的中间位置再装设一根电线杆，缩短档距，固定导线或者适当的将导线调紧。为了避免导线发生震动，可以在线夹周围的导线里加装护线条或者防震锤等保护措施。护线条的材料应该和导线的一样，外形为中间粗、两头细的铝棍。用护线条将线夹处的导线缠裹住，以增强导线的强度，在导线震动的时候可以有效地避免线夹出口的地方发生剧烈曲折的现象。用两个杯子形状的生铁组成的防震锤分别固定在钢绞线的两头，用夹子将钢绞线的中间位置固定住，一旦发生振动，防震锤就可以通过自身的弹性和重量立即阻止导线的振动。要密切关注耐张塔中跳线的摆动状况，在摆度的时候不可以拉线、横担和电线杆放电，一旦这种情况真的发生，要用绝缘子串将其固定住，也可以将铁棍加在跳线中，避免跳线被风吹而发生摆动。
结语
为了满足人们日益增长的用电需求，许多高压输电线路塔按需建成。高压输电线路塔的建成一方面满足了人们的用电需求，但是另一方面也带来了巨大的安全隐患。现有的高压输电线路缺陷检测主要还是依赖于人工定期检查，但是复杂的输电线路分布情况、多变的地势条件、恶劣的环境等因素为人工排查故障带来了极火的不便。因此，利用图像处理和机器视觉算法来实现高压输电线缺陷白动检测至关重要。
参考文献
[1]王正波.架空线耐张杆塔导线防震锤更换方法改进[J].电力安全技术，2015，17（04）：34-36.
[2]李亚琦,李晓军,刘锡荟.电力系统抗震研究概况.世界地震工程,2002,12.