对输电线路设备状态检修技术的分析

[摘 要] 输电线路设备状态维修是能有效地克服定期维修造成运行维护方面不必要的人力、物力及财力的浪费。本文对输电线路状态检修进行了全面的描述。通过状态检修，能根据设备检测采集的数据，结合设备健康状态表达模型及健康指示参数，运用智能决策算法诊断出设备当前的健康状态，并预测设备寿命；如有需要提出检修建议计划。

[关键词] 输电线路；设备寿命；状态检修

1.输电线路检修的重要性

输电线路是电力系统的主干网络。包括绝缘子、金具、杆塔和输电线等设备和器材。它广泛分布在平原及高山峻岭，直接暴露于风雪雨露等自然环境之中，同时还受到洪水、滑坡等自然灾害的损害，运行环境相当恶劣。

电力系统的安全可靠性运行至关重要。输电线路可靠性及运行情况直接决定着电力系统的稳定和安全。检修是保证输电设备健康运行的必要手段。做好输电设备的检修工作及早发现事故隐患并及时予以排除，使其始终以良好的状态投入运行具有重要的意义，尤其是电力系统向高电压、大容量、互联网发展，其重要性更加突出。

2.状态检修的基本原理

状态检修主要由设备状态监测和设备健康诊断两部分构成。

2.1设备状态监测

设备状态监测用于获取设备当前运行状态数据，通过采集这些数据，为后续的设备健康诊断提供直接信息。监测方式一般可分为非在线检测、在线监测两大类。

非在线检测指根据健康状态进行的常规性试验(包括设备周期性巡视、离线检测、预防性试验和小修等)。

在线监测运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段在线采集设备的运行状态，其采集周期可以任意选择和自动调节，能跟踪劣化设备，自动提高测量的正确性和连续性。对设备监测是实现状态检修的基础和关键技术。在线监测系统的性能和功能应满足状态诊断的需要。对输电线路的设备及器材进行监测，其运行状态信息是不同的，需根据具体情况确定。通过设备状态监测能获得设备当前准确的运行状态信息。

2.2设备健康诊断

设备健康诊断得出设备当前的健康状况。它根据设备检测采集的数据结合设备健康状态表达模型及健康指示参数运用智能决策算法，诊断出设备当前的健康状态，并预测设备寿命；如有需要提出检修建议计划。其中包括设备健康模型表达、健康状态诊断、健康预测三个主要部分。

2.2.1 设备健康模型表达

设备健康表达模型能全面描述设备运行状况，可正确表达设备正常、临界、紧急、故障等状态。具体模型根据设备不同模型也不一样，可以是非线性多维方程模型、表格模型、曲线模型、频谱模型等，需要根据具体情况来分别设计。

2.2.2健康状态诊断

健康状态诊断是根据监测系统采集的设备运行状态信息，结合设备健康模型，运用分析算法和智能技术诊断设备健康状态过程。诊断过程是状态检修的核心过程，需要根据已知条件诊断出设备的健康水平；如有故障或缺陷，需要找出相应的根源所在，为检修指明方向。

针对不同的设备，其分析算法和智能技术是不一样的。常见的分析算法包括：滤波技术、小波分析、快速傅立叶变换（FFT)算法、比值法、作图法等；常见的智能技术包括：人工神经网络法、模糊数学理论、专家系统等。

2.2.3健康预测

健康预测是根据设备的历史信息、当前状态，预测设备将来的健康程度，能估计出设备的健康寿命，给出最佳检修时间和提出检修指导性建议，预测算法是核心内容。常见的预测算法有基于概率的统计预测，基于智能模型的推理算法等。根据预测结果，能给出设备经济性评估、缺陷评估、寿命评估、可靠性评估、检修计划指定等内容。

通过设备健康诊断，能得出设备当前健康状态信息。它的意义在于：在故障未发生时充分掌握设备的工作状况，指导操作人员进行调控，确保设备效能的有效发挥，尽可能减少故障发生的几率，而在故障将要发生或已经发生时给出相关指导信息指导运行操作，以使故障不发生或使其影响最小。

3.输电线路状态检修技术概述

输电线路状态检修包括电气监测、机械力学监测、线路环境监测等内容不同的监测内容监测技术不一样。

3.1输电线路监测内容

3.1.1电气监测

① 线路绝缘监测：瓷、玻璃及合成绝缘子等不良绝缘子及低劣质绝缘子的检测；绝缘子污秽监测，等值附盐密度检测，光纤测污、动态绝缘子表面泄流检测。

② 雷击监测：在线路重点区段进行安装，以准确地找到雷击故障点、区分雷电反击或绕击导线，进行快速定位。

③ 接地系统监测：方便快捷的接地测量。

3.1.2机械力学监测

①导线监测：导线微风振动自动监测系统，导线舞动自动监测系统；导线接头及导线磨损(悬垂线夹及间隔棒线夹处)的巡检测量系统。

②杆塔监测：塔材锈蚀及腐蚀监测，螺栓松动状态检测，塔位、塔身位移、偏斜巡回检测系统。

③金具监测：各类金具(包括间隔棒)磨损量及剩余强度的监测；金具锈蚀状态监测。

3.1.3 线路环境监测

① 线路对环境的影响监测系统：线路导线、金具、绝缘子对无线电干扰、电视干扰的特性监测，地面静电感应场强的监测。

②大气环境对线路影响的监测系统：线路导线覆冰自动记录监测系统，空气中SO2及各种粉尘、盐份含量的监测系统，各种气象参数及其它灾害性天气的监测。

输电线路的绝缘监测、污情监测、雷电监测、环境监测等可实行在线监侧；而其余的电气的机械的量可进行巡逻离线监测。

3.2输电线路常见的在线监测技术

3.2.1发热检测

根据《架空送电线路运行规程》规定，导线连接器四年测试一次，并沟线夹（引流板)每年检查、紧固一次。常见的监测技术有：

采用红外测温仪、便携式激光、望远镜红外测温枪进行温度监测；

②采用红外热像探测仪等仪器对跳线并沟线夹、各种直线压接管、耐张引流板等进行普测；

③在设备接头处贴示温蜡片；