簡析高壓輸變電運行維護(hù)

李巖

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)一體化的腳步加快，我國電網(wǎng)的規(guī)模也在迅速擴(kuò)大，當(dāng)不利條件導(dǎo)致線路故障時就會影響整個電網(wǎng)的安全運行，因此必須做好高壓輸變電的運行維護(hù)管理工作。

【關(guān)鍵詞】高壓輸變電；運行維護(hù)

1.我國高壓輸變電技術(shù)的發(fā)展動態(tài)

1.1新型材料應(yīng)用的發(fā)展

在電力設(shè)備高電壓大容量化的同時，設(shè)備的可靠性方面也取得了矚目成就。斷路器、隔離開關(guān)、電纜、絕緣子和套管的絕緣材料一般由 氣體、樹脂和合成材料代替了傳統(tǒng)的空氣絕緣、充油介質(zhì)或陶瓷材料。合成材料如聚乙烯、聚丙烯作為電纜的絕緣材料在電力系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用。

近年來出現(xiàn)的高壓發(fā)電機(jī)有利于合成絕緣材料的發(fā)展。新型材料合成絕緣子的出現(xiàn)，打破了陶瓷絕緣子百年多的壟斷地位。由于在防火、生產(chǎn)和安裝上的優(yōu)越性，有機(jī)合成材料在套管上的應(yīng)用受到重視，并有最終取代油絕緣材料的趨勢。

1.2輸變電技術(shù)發(fā)展趨勢

1.2.1直流高壓輸電技術(shù)

直流輸電能高效率、長距離和大容量輸送電能，材料技術(shù)的進(jìn)步使它擺脫了電力工業(yè)發(fā)展初期因設(shè)備絕緣問題受冷落的局面而倍受青睞。

1.2.2城市大容量高壓輸變電技術(shù)

隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，城市用電量的迅猛增大促進(jìn)了城市大容量輸變電技術(shù)的發(fā)展。日本交鏈聚乙烯電纜在1965年用于22、66 kV 等級的線路，1975年用于154kV等級的線路，1989年南池上線作為世界上首條275kV長距離線路開始在城市中心運行。由此也促進(jìn)了高壓交鏈聚乙烯電纜的迅猛發(fā)展，也影響著我國輸變電技術(shù)的發(fā)展。

2.輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修是利用先進(jìn)的狀態(tài)檢測技術(shù)、可靠性評價及壽命預(yù)測技術(shù)識別故障的早期征兆，對故障的部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢做出判斷，并根據(jù)分析診斷結(jié)確定最佳檢修時間和檢修項目的一種預(yù)知檢修管理模式。從理論上講它是比 計劃檢修層次更高、針對性更強的檢修體制。一般來說圍繞狀態(tài)檢修所研究的問題和工作目標(biāo)進(jìn)行的系統(tǒng)分析和決策工作主要有以下幾項步驟：

①故障分類。根據(jù)故障發(fā)展過程，故障可以分為功能故障和潛在故障：按照故障發(fā)生后的可見性又可以將功能性故障分為明顯功能故障和隱蔽性功能故障；按照故障后果的嚴(yán)重程度還可以將故障分為隱蔽性故障后果、安全和環(huán)境性后果、使用性后果、和非使用性后果。

②定義系統(tǒng)邊界。系統(tǒng)邊界的劃分對電網(wǎng)設(shè)備而言主要遵循按設(shè)備的功能和特點劃分、盡可能與檢修管理系統(tǒng)劃分一致和按停電影響的邏輯關(guān)系劃分等原則進(jìn)行。

③確定研究的系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分和選擇是進(jìn)行決策和編制狀態(tài)檢修計劃首先要解決的基本問題，它涉及到資料、圖紙、系統(tǒng)運行和檢修的歷史信數(shù)據(jù)以及同類設(shè)備的缺陷故障等諸多信息的收集與分析。

④編制系統(tǒng)說明和功能框圖，對系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各項功能以及環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的描述，理清思路。

⑤失效模式與故障后果分析。這是狀態(tài)檢修中重要的技術(shù)過程，通過分析可以確定使功能發(fā)生故障的部件名稱、故障模式、原因及后果、危險度以及檢測成功的方法與難度等。

⑥系統(tǒng)功能和功能故障進(jìn)行描述。這是對系統(tǒng)的各項功能以及功能故障進(jìn)行準(zhǔn)確定義，以便對系統(tǒng)的故障進(jìn)行有效的判斷與識別。

⑦檢修方式選擇。在故障模式與后果確定后就要針對性地選擇最有效的檢修方法，所選擇的方法不僅可行，而且應(yīng)當(dāng)與其它檢修方法相比技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、效果最好。針對故障分類一般按照以下方式選擇維修策略：對于潛在故障和隱蔽性故障采用預(yù)測維修或者周期性預(yù)防維修；對于安全及環(huán)境性故障必須進(jìn)行預(yù)防維修，如果預(yù)防維修不能滿足要求，即不能將故障危害降低到可以接受的水平，必須重新設(shè)計或改變工藝流程；對于使用性后果故障，可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性選擇預(yù)防性、預(yù)測性或者事后維修；對于非使用性故障，雖然它是明顯的功能故障，但由于不涉及安全，一般采用事后維修或者結(jié)合其它檢修需求進(jìn)行維修。

3.電力電纜的狀態(tài)檢測及早期狀況檢測

電力輸電和配電的多重任務(wù)需要在電力電纜的應(yīng)用和維護(hù)方面有豐富的知識。由于電力電纜的技術(shù)提高和出于對環(huán)境保護(hù)的需要，特別是在城市地區(qū)。在各種的壓力和絕緣老化效應(yīng)情況下，電纜的絕緣破壞也隨之增加，并對電力供應(yīng)企業(yè)構(gòu)成一個緊張問題。

3.1電纜的應(yīng)力分析

（1）電氣應(yīng)力。包括運行和暫態(tài)電壓下的電氣應(yīng)力。

（2）機(jī)械應(yīng)力。因變形、拉伸以及其他由于各種電路的電流產(chǎn)生應(yīng)力。

（3）熱應(yīng)力。在不同負(fù)載條件下的溫度應(yīng)力。

（4）化學(xué)應(yīng)力。濕度和污染造成對絕緣材料的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的應(yīng)力。

3.2電纜運用前的測試

（1）測量導(dǎo)體電阻并轉(zhuǎn)換成20℃的值。

（2）根據(jù)不破壞絕緣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高壓交流試驗。

（3）在不破壞絕緣下進(jìn)行沖擊耐壓試驗（對于某些類型和電壓等級的電纜）。

（4）在電源頻率，溫度高于20℃以上，進(jìn)行介質(zhì)損耗因數(shù)/電壓測試（DDF）。如果溫度低于20℃，結(jié)果應(yīng)通過適當(dāng)?shù)慕^緣曲線校正到20℃。

（5）在一定電壓下的局部放電試驗（對于某些類型和電壓等級的電纜）。應(yīng)當(dāng)指出，通常DDF會隨著電壓的增加而增大，DDF電壓曲線的梯度對于絕緣劣化、濕度和電纜的 表面污染是個有益的值。因此，標(biāo)準(zhǔn)要求：對于17/33kV浸漬紙絕緣電纜，在DDF介于0.5～1.25E0及介于1·25～2.0 E0時，它們分別不超過0.002和0.004。最高DDF在0.5E0時不應(yīng)超過0.003。

3.3電纜壽命縮短原因

（1）絕緣期間擠壓或鑄造工藝形成氣泡。

（2）絕緣材料的污染。

（3）導(dǎo)體絕緣屏蔽不良或絕緣與電纜絕緣屏蔽面不完善。

（4）水分滲入絕緣材料。

3.4電纜的在線狀態(tài)檢測技術(shù)

（1）局部放電檢測和定位。

（2）在線溫度監(jiān)測。

（3）油試驗，如紙的溶解氣體分析/油絕緣電纜。

4.輸變電線路運行的維護(hù)

4.1覆冰中的運行和維護(hù)

防止輸變電線路覆冰災(zāi)害的重要方法是在設(shè)計階段采取有效措施，盡量避免橫跨埡口、風(fēng)道、湖泊和水庫這些容易覆冰的地段，翻越山嶺時應(yīng)避免大高差、 大檔距，轉(zhuǎn)角點架不要設(shè)在開闊的山脊上，以減少覆冰的概率和覆冰的程度；同時在覆冰季節(jié)前應(yīng)對線路做全面檢查，消除設(shè)備缺陷，做好防備工作；覆冰季節(jié)中，要加強巡視和觀測，特別是對覆冰地段塔桿的運行狀況要嚴(yán)格檢查，對耐張桿各側(cè)的拉線進(jìn)行調(diào)整，確保桿受力均勻。

4.2雷擊中的運行和維護(hù)

從線路地理環(huán)境來看，部分地區(qū)上壤電阻率高，塔桿接地電阻偏大，容易引起跳閘：山區(qū)的線路因為存在山坡傾角使導(dǎo)線暴露的弧面增大，從而易遭受雷電繞擊。輸電線路的防雷措施有很多，包括安裝避雷線、安裝線路避雷器、提高線路絕緣水平、架設(shè)禍合地線、同塔多回線路的不平衡絕緣以及改善桿塔接地裝置沖擊特性等。對于已500kV的高壓輸變電線路，最有效的防雷措施是安裝線路避雷器，線路避雷器與絕緣子連接雷擊時，一部分雷電流通過避雷器流入相導(dǎo)線，導(dǎo)致相導(dǎo)線的電位升高從而使絕緣子兩端的電位降低，避免閃絡(luò)。

4.3加強輸電線路日常維護(hù)工作

線路巡線員在巡視高壓輸電線路時仔細(xì)觀察電力線路可能存在的問題：如拉線位置，鋼線卡螺栓的松緊，拉線的檢查，導(dǎo)線絕緣子的完好，線路通道內(nèi)樹木的生長高度等，這樣也可以及時地發(fā)現(xiàn)問題，對所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的處理， 避免倒塔、 倒桿及斷線事故的發(fā)生。

4.4外力破壞中的運行和維護(hù)

外力破壞電力線路引起的故障越來越多，一方面，需要政府執(zhí)法部門的密切配合，加大處罰力度，依法保護(hù)電力設(shè)施的安全，懲蓄意破壞分子：另一方面，增強宣傳力度，向沿線居民言傳《電力法》和《電力設(shè)施保護(hù)條例》，使農(nóng)民自覺維護(hù)電力線路器材。

5.結(jié)語

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的迅猛發(fā)展，高壓輸變電網(wǎng)絡(luò)必然遍布各地，目前，各種各樣的監(jiān)控和診斷技術(shù)已經(jīng)被用于輸變電工程中的運行管理中，這需要綜合各方面的先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗。