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浅谈高压输电线路外绝缘性能的影响因素及在线监测方法

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分享到: 本站编辑:admin 日期: 2018-01-11 10:15 点击:

  摘 要:高压输电线路的外绝缘性能对线路安全运行起到至关重要的作用,但每年很多地方的高压电网都会发生因绝缘子性能下降引起的污闪事故,严重影响了供电系统的安全性与可靠性。本文对高压线路绝缘子外绝缘性能的影响因素进行了分析,并提出实现绝缘子外绝缘性能的在线监测方法,从而提高供电系统的安全可靠运行,具有重要的实际意义。 
  关键词:绝缘子 性能 监测 
  中图分类号:TM852 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)11(b)-0051-02 
  随着我国工业的高速发展,企业对电网质量、安全运行、供电可靠性等提出了越来越高的要求,但由于环境污染等原因对输电线路造成的危害也越来越严重,导致线路绝缘子外绝缘性能劣化,大大降低了供电系统的可靠性,影响企业的安全生产。如果能够实时在线监测线路绝缘子外绝缘污秽状况,且在第一时间内发出预警,并采取有效的防范措施,实现由计划检修向状态检修的转变,可以大大提高供电系统的可靠性。 
  1 高压线路外绝缘性能影响因素及常用措施 
  1.1 影响因素 
  工业废气等污染物的排放导致空气环境及气象条件变差,易造成高压线路绝缘子性能下降发生污闪事故。根据相关实践研究,高压绝缘子表面污染并不是短时间内形成的,而是经过相当多综合因素汇成的,例如:线路分布地区的温度、气候以及污染程度等。总体而言高压线路绝缘子的积污过程属于典型的非线性多变量函数关系。基于高压绝缘子所引起的事故次数分析,因為污秽而引起的绝缘事故在电力安全事故中位居第二,但是其造成的损失却是各种安全事故的数倍以上。 
  1.2 常用措施 
  为了减少污染事故的发生,提高供电系统的可靠性,高压输电系统维护人员采取了诸多防止措施,并且在实践中得到了很好的验证。这些防范措施包括以下几个方面。 
  (1)增大爬电距离。包括增加绝缘子片数和采用爬距较大的防污型绝缘子。虽然此种方法能够有效防止污闪事故,但是由于高压电路比较长,经过每个地区的环境等因素也不同,因此,在确定污秽等级上存在一定的难度,另外串长也会因为天气等因素而受到影响,以致在实践中不能无限制地增大爬电距离,因此此种措施具有一定的局限性。 
  (2)涂防尘涂料。涂防尘涂料是降低电路污染的重要举措,但是也存在一定的时间性,例如:电路涂料一般遇到大雨之后会自动脱落,这样不得不重新涂刷,不仅增加人工费用,而且还存在一定的安全问题。 
  (3)采用半导体釉绝缘子。此种措施具有很大的局限性,在寒冷地区的应用效果不太明显,而且随着时间的推移,当半导体釉出现老化问题之后,其功能也会失效。 
  (4)定期清扫。定期清扫是当前很多地区所采取的防范措施,主要包括人工现场抹擦、气吹以及水洗等。通过清洗可以有效防止污闪事故。 
  1.3 常用措施存在的问题 
  上述措施虽然可以有效降低污染事故的发生,但效果不是很明显,也存在不少的问题:一是人工成本费用较高。以清洗、涂防尘涂料为例,此种方式不仅需要大量的人工,而且所起的保护效果具有一定的时效性,造成费工费力的现象。二是污闪事故得不到及时有效的遏制。例如:如果没有及时进行清洗作业就会造成污闪事故的发生,然而由于高压线路分布区域问题,工作人员很难在第一时间确定是否应该清洗。产生上述问题的主要原因是由于目前对于高压线路污秽度监视没有建立实时在线的网络化系统,不能实时在线监测,从而导致维护人员不能准确掌握现场污秽度程度,不能实施有效的解决措施。 
  2 高压输电线路外绝缘性能在线监测方法 
  高压输电线路外绝缘性能在线监测的实现,可使电力系统由计划检修向状态检修的转变,主要包括以下几个方面。 
  (1)输电线路高压杆塔绝缘子的污秽泄漏电流监测子系统。 
  (2)输电线路微气象区气象信息监测子系统。 
  (3)无线数据通讯及GPS故障定位子系统。 
  2.1 绝缘子泄漏电流监测子系统 
  绝缘子泄漏电流监测子系统,由绝缘子泄漏电流卡环、泄漏电流传感器、数据采集器等组成,用于采集泄漏电流的各种电气特征量。 
  2.2 气象信息监测子系统 
  由温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器、雨量传感器和气压传感器等组成,可监测输电线路某一区域的气象参数,包括温度、湿度、风速、风向、雨量和气压等信息。 
  2.3 无线数据通讯及GPS故障定位子系统 
  由GSM、GPRS、CDMA无线数据通信模块和GPS定位模块组成,GPS定位模块用于对故障点进行定位,无线数据通讯模块用于将传送或接收各个子系统的数据信息。 
  3 高压线路绝缘子性能在线监测方法的实现 
  3.1 绝缘子表面泄漏电流的提取 
  由于高压输电线路绝缘子工作在强电场环境下,而泄漏电流信号通常为uA级,目前采用的技术都是将电流互感器放在最后一片绝缘子上方的球头挂环处,或从倒数第二片绝缘子与最后一片绝缘子之间提取信号,这些方法都存在一些缺陷。本文采取解决办法是在绝缘子串铁塔侧最后一片绝缘子上方的球头挂环处安装一卡环,利用该卡环将集流环固定在绝缘子上表面,根据泄漏电流沿面形成原理,集流环将截取流过整串绝缘子表面的泄漏电流,将截取的电流信号通过泄漏电流传感器放大并送到数据监测分机,从而实现了对泄漏电流信号的提取。 
  3.2 微弱信号的检测 
  在高压电路能够及时将漏电的电流检查出来是实现绝缘性问题的有效举措,因此,需要进行检测微弱信号,本文采取一种基于神经网络自适应噪音对消的检测处理方法,也就是安装传感器用于检测噪声,得到参考输入或辅助输入,而其他传感器测得的是混有噪声的泄漏电流信号,采用自适应算法对所得信号进行处理,从而使噪声衰减或消除掉,达到了理想的检测效果。 
  3.3 污秽状况分析评定 
  由于泄漏电流是一个动态参数,是一个典型的非线性多变量函数关系。如果环境湿度比较大,那么即使污秽程度不大,也会出现漏电的可能性,但是如果系统报警显示清洁人员进行清扫,就会出现安全事故,因此,采取单变量报警模型是不科学的。 
  为了克服这个缺陷,可在监测系统中建立了一套分析系统,它由知识库、数据库、数据管理、推理机、解释机制、人机接口等部分构成,其结构如图1所示。 
  分析系统根据各杆塔上分机采集的泄漏电流的最大峰值、平均峰值、泄漏电流、环境温度、湿度等数据,结合该杆塔所属线路的电压等级、绝缘子型号、污源性质、污秽等级和知识库中的规则信息进行推理,估算出绝缘子的污秽状况,当污秽超限时,起动报警。 
  4 结语 
  总之,基于高压输电线路外缘性能污闪事故,为提高线路的安全与稳定性,需要及时掌握外缘性能的变化情况,因此设计一种在线监测方法,对高压电力系统的安全、稳定、经济运行起到非常好的促进作用,不仅具有较好的经济效益,而且具有较高的社会效益。 
  参考文献 
  [1] 易资兴,张红宇.高压输电线路路径选择典型问题分析与探讨——以娄底为例[J].邵阳学院学报:自然科学版,2017(3):40-44. 
  [2] 胡毅,刘凯,吴田,等.输电线路运行安全影响因素分析及防治措施[J].高电压技术,2014(11):3491-3499.


  

本文出自:http://www.starlunwen.net/diangongcailiao/186023.html

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