1 传统隐患查找存在的问题
输电线路运行过程中,除雷击、异物引发短路等突发故障外,也存在大量缓慢发展、可预防的“渐发型”故障,如绝缘子积污闪络、树木过高引发触线跳闸、金具放电断裂脱落、绝缘子覆冰闪络、复合绝缘子劣化断裂等。从线路运行角度,希望能提前发现这些故障隐患并排除,以避免发生危害系统运行的跳闸故障。
目前,输电线路运维部门多依赖人工巡查的方法检测故障隐患,效率低且容易遗漏。其他的一些方法,如泄漏电流法、紫外法、红外法等均存在适用对象单一,检测效率低的问题。
2 隐患在线监测与预警系统的应用
隐患在线监测与预警系统基于“渐发型”故障发生前均存在放电现象这一特点,以20-30 km的平均间距在输电线路上分布安装隐患电流监测终端,采集到放电信号后以GPRS无线方式上传至后台中心站分析。如图1所示,基于双端行波定位原理的隐患在线监测与预警系统,可实现输电线路故障隐患的实时监测、定位及预警。无需大量安装监测设备,即可防患于未然,对提高线路安全运行水平具有重要意义。
3 配置方案
监测终端分布安装于故障(隐患)高发区域的输电线路,如跨越工业污染区、大量安装有老化复合绝缘子的区域、冬季易出现覆冰的区域、植被茂密生长区等。根据故障高发区所处地理环境不同,配置原则有所区别。若位于山区,由于山区地形复杂,弧垂效应、波速效应影响显著,巡线的困难程度也较大,建议按照每20 km设置1个监测点;若位于平原路段,建议按照每30 km设置1个监测点的原则配置。
4 隐患在线监测与预警系统的特点
(1)系统采用隐患放电行波监测技术,仅需2套设备即可实现20-30 km输电线路的隐患监测,因此监测效率高。
(2)系统基于故障隐患发展过程中均存在放电现象的共性,能够对各类隐患(绝缘子污秽、植被超高、金具浮放电、绝缘子覆冰、复合绝缘子劣化)进行监测,克服了传统隐患监测方法监测对象单一的问题。因此监测对象多元化。
(3)系统可实时对线路的隐患放电情况进行监测,并结合历史数据判断是否存在故障隐患,能够在第一时间发现线路的故障隐患,相比于定期检测有较大的优势。
5 应用案例
案例一:2016年12月13日,某线146号杆塔树木放电隐患。
2016年11月15日15时20分,系统监测到隐患放电行波,定位于该线146号杆塔,2016年12月7-13日,连续记录到大量放电行波,幅值持续增大,最高达150 mA,系统告警146号杆塔隐患。巡线人员在146-147号杆塔之间发现超高植被有被灼烧痕迹。
案例二:2017年3月20日,某高压线路导线放电隐患。
系统记录到若干放电定位结果,定位于该线路25号杆塔,25号杆塔累积大量放电结果,系统判定该点有疑似隐患,告警用户注意25号杆塔隐患风险。
运行维护人员根据预警情况巡线,用紫外设备辅助巡检,发现26号杆塔L2相绝缘子金具处出现放电。