高压输电线可靠性评价的论文[精选合集]

第一篇：高压输电线可靠性评价的论文

摘?/SPAN>文章提出和论述了评价超高压（EHV）输电线路绝缘子可先靠性的五项准则：寿命周期、失效率、失效检出率、事故率和可靠性试验。并由此得出结纸：为提高EHV输电线路的可靠性，应优先采用玻璃绝缘子，集中力量研制复合绝缘子，加大改造力度以提高瓷绝缘子的制造水平。

关键词：超高压输电绝缘子可靠性评价

线路绝缘子性能的优劣直接影响到输电线路，特别是超高压《EHV》输电线路运行的可靠性和经济性。因此，如何评价EHV输电绝缘子的可靠性，已成为电力部门和绝缘子制造部门尤为关注的问题。

在架空输电线路上现在使用的有三种材料绝缘子——瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机复合绝缘子。我国目前的生产现状是以生产和使用瓷绝缘子为主，玻璃绝缘子国内生产能力只占国内绝缘子总需求量的20%；我国复合绝缘子的研制起步较晚，由于近年来国内外在此技术上的进展较快，生产和使用量已呈上升态势。

1对绝缘子可靠性评价的五项准则

运行的可靠性是决定绝缘子生命力的关键。最好的评价是大量绝缘子在输电线路上长期运行的统计结果和可靠性试验所反映出来的性能水平。因此，评价绝缘子应遵循下述准则：

⑴寿命周期

产品在标准规定的使用条件下，能够保持其性能不低于出厂和标准的最低使用年限为“寿命周期”，此项指标不仅反映绝缘子的安全使用期，也能反映输电线路投资的经济性。我国曾先后多次对运行5—30年的玻璃和瓷绝缘子进行机电性能跟踪对比试验。结果表明：玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件，瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘体。玻璃绝缘子的寿命周期可达40年，而瓷绝缘子除全面采用国外先进制造技术后有可能较大幅度地延长其寿命周期外，其平均寿命周期仅为15—25年，复合绝缘子经历了“三代”的发展。但从迄今世界范围内的试验及运行结果分析来看，其平均寿命周期只有7年。[2]

⑵失效率

运行中年失效绝缘子件数与运行绝缘子总件数之比称为年失效率。对于国产玻璃绝缘子，其寿命周期内平均失效率为（1—4）×10-4/a[1]A，对于国产瓷绝缘子的失效率，除个别合资企业产品将有可能降低外，比玻璃绝缘子约高1—2个数量级；对于复合绝缘子，由于寿命周期不能预测、复合材料配方和制造工艺还不能安全定型。其失效率很难预测。

⑶失效检出率

绝缘子失效后能否检测出来的检出率对线路安全运行的影响是比失效率本身更为重要的因素，检出率取决于绝缘子失效的表现形式和失效的原因。玻璃绝缘子失效的表现形式是“自动破碎”和“零值自破”[1]。“自破”不是老化，而是玻璃绝缘子失效的唯一表现形式，所以只需凭借目测就可方便地检测出失效的绝缘子，其失效检出率可达百分之百，瓷绝缘子失效的表现形式为头部隐蔽“零值”或“低值”，复合绝缘子失效的主要表现形式为伞裙蚀损以及隐蔽的复合“界面击穿”，此外，瓷和复合绝缘子失效的原因是材料的老化，而老化程度是时间的函数。老化是隐蔽的，因此给检测带来极大的困难，造成检出率极低，对于复合绝缘子，实际上根本无法检测。

⑷事故率

年掉线次数与运行绝缘子件数之比称为年事故率。绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的事故之一。对于EHV输电，若造成大面积、长时间停电，后果则不堪设想。

国产玻璃绝缘子30年来的运行经验证明：在220—500KV的输电线路上，从来没有因为玻璃绝缘子失效而发生过掉线事故。而国产瓷绝缘子掉线事故率则高达2×10-5。前苏联的研究指出，即使失效率相同，瓷绝缘子较玻璃绝缘子的事故率也至少高一个数量级[3]。由于复合绝缘子为长棒式，掉线事故一般很少发生。但导致内绝缘击穿、芯棒断裂和强度下降的因素始终存在，一旦失效，事故概率会高于由多个元件组成的绝缘子串。

⑸可靠性试验

为对绝缘子进行可靠性评价，国内外曾对玻璃绝缘子和瓷绝缘子作过各种方式的加速寿命试验和强制老化试验。如：陡波试验、热机试验、耐电弧强度试验、1500万次低频（18．5HZ）和200万次高频（185—200HZ）振动疲劳试验及内水压试验，都从不同角度得出结论：与玻璃绝缘子相反，绝大多数瓷绝缘子都不能通过这些试验[1]。对于复合绝缘子，可靠性试验则还是一个有待于继续探索的课题。

2影响绝缘子可靠性的三大因素

⑴材料是基础

玻璃和瓷均属铝硅酸盐，瓷是三相（结晶相、玻璃相和气相）共存的不均质体，而玻璃是液态和玻璃态互为可逆的均质体。“均质性”是影响绝缘材料介电强度的重要因素。脆性材料的机械强度和热稳胜，不完全取决于材料力学性质，而极大程度上取决于材料内部的缺陷和表面状态。这就是钢化玻璃较之退火玻璃和瓷，上釉的瓷较不上釉的瓷强度高得多的原因。此外，玻璃的“热钢化”技术，赋予玻璃表层一个高达100—250Mpa和永久预应力。这就是“钢化玻璃”强度钢铁化，热稳定性高，较瓷不易老化和寿命长的道理，对于复合绝缘子的难点是解决有机材料在户外条件下的老化、芯棒的脆断的蠕变。可见，钢化玻璃既较瓷有高得多的机械、绝缘强度，又较有机材料具有优良的抗老化性能，为绝缘子的可靠运行奠定了良好的基础。

⑵产品结构和耐污性能是关键

玻璃绝缘子采有圆柱头结构，承力组件受力均匀。较之国内传统瓷绝缘子数十年一贯制的圆锥头结构，具有尺寸小、重量轻、强度高和电性能优良的特点。由于玻璃的线膨胀系数较瓷大得多，较复合绝缘材料小得多，且与金属附件和水泥的线膨胀事故接近，因而受力组件材质匹配良好。在各种气候条件下，不会象瓷绝缘子和复合绝缘子那样容易产生危险应力而导致老化。且复合绝缘子很难解决复合界面的结构质量。

但复合绝缘子具有优良的耐污性能，而且通常无需清扫这就极大地减少了线路维护费用。就此而论，复合绝缘子发展前景广阔。玻璃的介电常数较大，因而单只玻璃绝缘子的干闪络电压比瓷绝缘子的低，但有较大的主电容来改善表面的电压分布，使之与瓷绝缘子串的闪络电压相当。加之玻璃绝缘子泄漏比距大，表面产生的凝聚物少，抵抗由污秽引起的热应力的能力强，因而不易因闪络而出现事故。污闪实践一证明，玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷绝缘子。

⑶制造水平是保证

在国外，优质产品的生产均已形成相当经济规模、且具有工艺先进的高自动化生产线。因而，整个西欧和前苏联，玻璃绝缘子的市场占有率高达90%以上，整个北美复合绝缘子使用量为世界之最占本地绝缘子市场总量的25%—30%；在日本，瓷绝缘子则一统天下。在我国，所幸的是国产玻璃绝缘子通过技术引进和自己开发，已具备了上述生产条件，对于瓷和复合绝缘子，除个别合资企业外，上述制造水平有我国尚未达到。可见，选用何种产品还取决于产品的制造水平和对产品性能及使用环境的全面了解。

3结束语

⑴绝缘子的寿命周期、失效率、失效率检出率、事故率和可靠性试验，应居为综合评价EHV绝缘子可靠性的五项准则。

⑵扩大使用国产玻璃绝缘子在当前在着较大的优势。作为玻璃绝缘子制造者应精益求精，有效降低绝缘子运行头几年的失效率。

⑶复合绝缘子有着较为广阔的发展前景，应集中力量开发研制，以求在延缓材料老化和预测寿命周期上取得突破。

⑷具有悠久生产历史的国产瓷绝缘子，应加大技术改造力度，在材料配方、产品结构和制造水平上取得更大的进展。

第二篇：可靠性论文

机械可靠性设计

1.机械可靠性技术的发展历程

可靠性技术的研究开始于20世纪20年代，在结构工程设计中的应用始于20世纪柏年代。可靠性技术最早应用在二战末期德国V一Ⅱ火箭的诱导装置上。德国火箭研究机构参加人之一R．Lusser首先提出了利用概率乘积法则，把一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度的乘积。自从1946年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题扦始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。从已有的资料了解到国内外机械产品可靠性研究状况如下：

美国的可靠性研究起步较早，在机械产品可靠性理论方面，一亚利桑那大学

D.Kececioglu教授为首。主要研究机械零件的可靠性概率设计方法。在机械故障预防和检测方面，以机械故障预防小组（MFPG）为代表对设计、诊断、监测、故障等进行研究，在可靠性数据的收集和分析方面取得了很大的进步，并且编制了一些可靠性设计手册和指南、可靠性数据手册。

日本的可靠性设计是从美国引进的，以民用产品为主，强调实用化，日本科技联盟是其全国可靠性技术的推广机构。在可靠性工程应用方面，比较重视可靠性试验、故障诊断和寿命预测技术的研究与应用，以及产品失效分析、现场使用数据的收集和反馈。原苏联对机械可靠性的研究十分重视，并有其独到之处。其可靠性技术应用主要靠国家标准推动，发布了一系列可靠性标准。他们认为可靠性技术的主要内容是预测，即在产品设计和样机试验阶段，预测和评估在规定的条件下的使用可靠性，研究各项指标随时间变化的过程。他们认为可靠性研究的方向主要有两个：一是可靠性数学统计方法和使用信息的统计处理技术，以及保证复杂系统可靠性的技术。二是适于机械制造行业，包括无力故障学机械零件的耐磨、耐热、耐蚀等设计方法以及保证可靠性的工艺的方法研究。

英国国家可靠性分析中心（NCRS）成立了机械可靠性研究小组，汇编出版了《机械系统可靠性》一书。从失效模式、使用环境、故障性质、筛选效果、实验难度、维修方式和数据积累等7个方面阐明了机械可靠性应用的重点，提出了几种机械系统可靠性的评估方法，并强调重视数据积累。

我国对机械产品可靠性研究起步较晚，20世纪80年代才得到较快发展，机械行业相继成立了可靠性研究的相关协会，各有关院所和高校也开展了机械产品可靠性研究，制定了一批可靠性标准，取得了较大的成果。但总的看来，理论研究多，实际应用少，与西方国家差距大，有些成果尚不能完整地成熟地应用在不同的机械系统中

2.广义可靠性的研究现状

广义可靠性包括：狭义可靠性与维修性，是指产品在其整个寿命期限内完成规定功能的能力。广义可靠性亦称随即模糊可靠性，是同时考虑，不确定因素中随机性和模糊性的总称，广义可靠性对于可能维修的产品和不可维修的产品有不同的意义，对于可能维修的产品来说，除了要考虑提高其可靠性外，还应考虑提高其维修性，而对不可维修的产品来说，由于不存在维修问题，只需考虑提高其可靠性。1 可靠性理论

1.1 常规的机械设计中，通常采用安全系数法或许用应力法，它的出发点是使作用在危险截面上的工作应力S小于或等于其许用应力[S]，而[S]是由极限应力S除以大于1的安全系数n而得到的；也可以使机械零件的计算安全系数n大于预期的许用安全系数

[n]。即：

S≤[S]=S/n n=S/n≥[n]

这种常规设计方法沿用了许多年，只要安全系数选用适当，是一种可行的设计方法，但是随着产品日趋复杂，对其可靠性要求愈来愈高，常规方法就显得不够完善。首先，大量的实验表明，现实的设计变量如截荷、极限应力以及材料硬度、尺寸等都是随机变量，都呈现或大或小的离散性，都应该依概率取值，不考虑这一点，设计出来的结果难免与实际脱节。其次，常规设计方法的关键是选取安全系数，过大，造成浪费，过小，影响正常使用，但在选取安全系数时常常没有确切的选择尺度，其结果是使设计极易受局部经验所影响。所以为了使设计更符合实际，应该在常规方法的基础上进行概率设计。概率设计的主要特点是：第一，概率设计与常规设计的关系不是对立的，而是继承和发展的，在概率设计中同样用到各种符合实际的力学模型、系数和经验公式，但是，概率设计所使用的数据是以统计数据为基础，要在统计分布的基础上观察所有设计变量。比如在选用材料时，只有均值高、标准差又得到控制的才是好材料。第二，概率设计用平均安全裕度（平均安全系数）和可靠度作为设计目标，尤以后者更为重要。因为可靠度综合考虑了各设计变量的统计分布特性，定量地用概率表达所设计产品的可靠程度，因而更能反映实际情况。第三，概率设计重视收集和积累各种可靠性数据，特别注意信息反馈，从而在客观上形成了良性循环，并能使设计和管理工作有机结合。最终使概率设计逐步走上实用化的道路。

1.2 应力--强度干涉模型概率设计所依据的模型主要是应力--强度干涉模型。在常规设计中，将强度γ和应力S都视为常量，然而，零件本身的固有强度要受许多偶然因素的影响。比如，零件材料和金相不均匀、零件表面光洁度具有离散性、零件尺寸加工具有随机误差等等，因此实际中强度是一个随机变量。当然工作应力由于温度、载荷、湿度及振动等偶然因素的影响，在实际中也是一个随机变量。这样机械零件的强度和工作应力在实际中都服从一定的概率分布，两者的pdf曲线通常都部分重叠或称干涉。其重叠程度或干涉面积直接反映了可靠度的大小，应用应力与强度的干涉模型提出的一种概率设计理论是进行概率设计的基本依据。

3.机械产品可靠性设计的几大难点

与电子产品可靠性设计相比，机械产品可靠性设计呈现出以下特点，也是设计中的难点。

（1）机械产品故障模式多，且复杂。电子产品的失效模式比较简单，而机械产品的失效模式比较复杂，多元化，主要表现为疲劳、磨损、腐蚀、老化等。

（2）故障原因复杂，多为关联故障。电子产品在使用过程中发生的故障主要是由偶然因素造成的，而机械产品在使用过程中发生的故障原因比较复杂，有许多不定因

素引起的，多为关联故障。

（3）工作应力变化大，材料本身也存在区别。电子产品的应力容易预计而机械产品的应力波动比较大，材料的强度难以预计。

（4）早期故障不易排除。电子产品可以通过筛选等排除早期失效，在经济上是合理且有效的，而机械产品要开展这项工作在经济上是困难的。

（5）难以采用标准零部件。一般情况下组成电子产品的元器件是标准件，其基本失效率接近常数，应此可按指数分布进行处理。一旦获得其基本失效率数据、考虑环境因子等，则可进行电子产品的可靠性预计，而组成机械产品的零部件除标准件外有许多是非标准件，由于工作和使用环境的变化性，即使是标准件，在不同的情况下，它的失效率也不一样，而且很难测定分布情况。

（6）维修方式也存在区别。电子产品常常用更换的方式进行维修，而机械产品常用修复和更换相结合的方式进行。

（7）试验方案相差巨大。电子产品的可靠性试验方案比较成熟，而机械产品的寿命和可靠性试验一般是小子样，试验时间长，且无公认的可靠性鉴定试验统计方案，不同的机械产品其可靠性试验方案也存在差别。

（8）可靠性数据比较缺乏。电子产品的可靠性数据已经形成若干手册或文件，而机械产品的可靠性数据还十分缺乏，这为机械可靠性研究带来困难。

4.现有的可靠性设计方法

将规定的可靠性各种指标设计设计到零件中去，从而提高产品的可靠性的各种方法统称为可靠性设计方法。它包括定性分析和定量计算两种，有代表性的机械产品可靠性的设计方法有TCCP法、概率设计法、平均故障率法、稳健性设计、FMECA分析和FTA分析。2 应用实例由常规设计得到的转轴结构，其危险截面的参数如表1所示。轴的材料为45钢。由手册查得σ=650N/mm，σ=300N/mm，试按可靠度R=0.999来设计I—I截面的轴径（按正态分布计算）。解：

①工作应力计算，由于轴径d未知，只计算V取V=0.13，V=0.12

由变差系数公式得V==0.11

②计算极限应为。暂取综合影响系数

K=3.5，V=0.04，Vσ=0.06则

σ===85.71N/mm

V=V+V+V•V）=（0.06+0.04+0.06×0.04）=0.087

tgθ=•==2.19906

p===5420.05

σ=－p=－5420.05=38.84N/mm

σ=•σ=93.83N/mm

③计算R=0.999下轴能承受的工作应为σ。此时取V=Vσ=0.087，由于R=0.999查表得β=Φ（R）=3.090，故

β=1－βV=1－3.090×0.087=0.92773

β=1－βV=1－3.090×0.11=0.88447

σ=ι==61.15N/mm

④设计轴径d=()=(•）=67.94mm

若取d=68mm，或70mm可以保证R=0.999

5.机械可靠性发展展望

可靠性的思想与目前最先进的6&管理思想不谋而合，同样是以精确的数字为标准对质量、性能进行控制，二者从不同角度提高产品质量，不同于以往模糊的定性的方法。当前对于机械产品的可靠性预计方法还处于静态预测，不能考虑衡量其磨损老化过程，国外提出的可靠性概率——物理模型，应用失效机理的物理参数作为预计参数，为机械产品可靠性的预计指出了研究方向。

机械产品可靠性是小样本，有时候甚至是零失效，因此利用其老化数据的获取对小样本或无失效数据的可靠性评估方法的研究也是一个重要的发展方向。

机械产品有着复杂的环境应力，因此环境引力对机械系统材料老化、损耗过程的影响和机械材料失效机理与环境的关系研究也是非常重要的。

可靠性增长目前还没有具体的解决模型，对于机械类产品，应用高应力进行加速可靠性增长试验是非常有必要的。

微型零件在其他领域的应用日趋广泛微型机械的失效机理和宏观的失效机理有很大不同，因此微型机械的可靠性问题也是可靠性未来发展的一个焦点问题。

综上表明：只有把宏观上的可靠性统计、试验、技术等问题和微观上材料的失效机理及其老化过程等问题研究结合起来，共同解决才会更有助于推进机械可靠性技术的发展。

结束：

机械结构的可靠性是由设计决定的，而由制造、安装和管理来保证的。因此将概率设计理论和可靠性分析与设计方法应用于机械结构设计中，才能得到既有足够安全可靠性又有适当经济性的优化结构。

[15] 牟致忠.机械零件可靠性设计[M].北京:机械工业出版社,1988.[16] 叶永烈,苏智剑等.现代设计方法概论[M].郑州:河南科学技术出版社,1996.[17] 刘惟信.机械可靠性设计[M].北京：清华大学出版社,1996.[18] 臧勇.现代机械设计方法[M].北京:冶金工业出版社,1998.[19] 王成焘.现代机械设计思想与方法[M].上海:上海科学技术文献出版社,1999.[20] 高社生，张玲霞.可靠性理论与工程应用[M].北京：国防工业出版社，2002.[21] 朱文予.机械可靠性设计[M].上海：上海交通大学出版社，1992

[22] 年致忠.机械零件可靠性设计[M].北京：机械工业出版社，1988.[23] 丁宗海,董丽筠等.中国机械工业科学技术发展后30年[M].(1991年-2020年)北京:北京机械工业出版社,1993.[26] 王时任，陈继平.可靠性工程概论[M].武汉：华中理工大学出版社，1983.[27] 张小勤，莫才颂.机械零部件的可靠性设计分析[J].茂名学院学报，2008（2）,29-31.[28] 王启,王文博.常用机械零部件可靠性设计[M].北京:机械工业出版社,1996.7］王梓坤.概率论基础及应用[M].北京：科学出版社，1979

［8］东北大学《机械零件设计手册》编写组.机械零件设计手册.北京：冶金工业出版社，1994

［9］孙志理，陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法［M］.北京：科学技术出版社，2003 ［10］金星，洪延姬，沈怀荣等.可靠性数据计算及应用［M］.北京：国防工业出版社，2003

［11］刘品编著.可靠性工程基础［M］.北京：中国计量出版社，2008

［12］吴波，黎明发.机械零件与系统可靠性模型[M ].北京: 化学工业出版社，2003 ［13］叶永，田斌.结构可靠度分析方法探讨[J ].云南水利发电，2003，20(1)：48255 ［27］赵永翔.低周疲劳短裂纹行为和可靠性分析[M].成都：西南交通大学出版社，2006 ［28］谢里阳，何雪浤，李佳.机电系统可靠性与安全性设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006

［29］高镇同.疲劳应用统计学[M].北京：国防工业出版社，1986

［30］杨为民，盛一兴.系统可靠性数字仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，1990 ［31］孙志礼，陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京：科学出版社，2003 ［32］Ernst G Frankel，Systems Reliability and Risk Analysis，Marionus Nijjboff Pub.，1984

[5] Bazovsky I Reliability Theory and Practice[M].New York: Academic Press., 1968.

第三篇：输电线路工程论文

输电线路工程论文 班级：20094053 1.1高压输电线路面临的问题

随着我国经济快速发展，对能源的需求越来越大，由此带动了500KV超高压大容量电力线路的大幅扩建，特别是2005年6月北戴河发改委会议之后，1000KV特高压传输线路的建设也已经进入论证阶段。

高压输电线路需要穿越各种复杂的地理环境，如经过大面积水库、湖泊和崇山峻岭等，这些都给电力线路的检测带来了很多困难。特别是电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区，或沿线存在频繁滑坡、泥石流等地质灾害。这些地区大多山高坡陡，交通和通讯相对滞后，如何解决电力线路的日常检测成为困扰电力行业的一个重大难题。

同样的，对于分布广泛的变电站，由于地处偏僻，无人值守，所以并无普通市电可用，设备的监控也是亟待解决的问题。

1.2 现有解决方案

传统的高压输电线路检测都是采用巡检的方式，主要有两种，即人工目测法和直升飞机航测法。

人工目测法是由巡检员在地面沿线逐塔巡视，有时候需要登上铁塔或者乘坐悬挂于线路上的滑车，这种作业方式精度低、劳动强度大、费用多、周期长、危险性高，且存在巡检盲区。

直升飞机航测法则是驾驶直升飞机沿线巡检，采用摄像机和其他非接触探测技术对线路进行巡检，这种方式的优点是灵活性强、视野开阔，但存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵。

由于上述的巡检作业方式存在诸多的不足，电力部门迫切需要取代或辅助人力进行线路巡检的设备。

巡线机器人技术应运而生。然而，迄今为止，在世界范围内，尚无具有越障功能的机器人成熟产品应用于超高压输电线路巡检。

1.3 解决方案

由上一小节可知，既有的检测方案都存在各种各样的不足，难以满足日益增加的高压输电线路监测的需求，因此需要转换思路，寻求其他途径的突破。

经过多年研究实验，我公司推出高压输电线路可视在线监测

系列产品，它们具有安装方便、图像清晰、太阳能供电、无线传输、自动监测等特点，有效的解决了费用、精度、实时性等难点。近年来，南京市城市建设规模扩大，城乡一体化速度加快，输电线路所处的地理环境发生了很大的变化，原来的偏僻农田，现在成为经济开发区、居民区，在此过程中，各类违章建筑、施工现象增多，对输电线路设备构成的潜在隐患增多，直接导致外力破坏致线路跳闸次数增多，笔者对南京供电公司2008年35kV~500kV线路跳闸情况进行了统计，共计跳闸40次，各类跳闸原因统计分析如下：

各电压等级线路跳闸原因统计

从上表可以看出导致线路跳闸的因素很多，本文针对运行维护中的一些重点问题进行了分析，并对解决各类问题提出对策。当前输电线路运行维护工作中遇到的问题

1.1 线路运行环境变化带来的问题。

1.1.1输电线路保护区内违章建筑、施工等问题。以前线路设计允许220kV及以下输电线路跨越居民房屋，随着我国经济的发展，城镇居民的经济宽裕了，房屋的翻新，加高等现象较多，另外南京城市建设规模的扩大，原本偏僻的地方成了经济开发区，现在线下大型机械施工不断，统计时间段内由于机械施工引起的线路跳闸就有11次之多，所占比例高达27.5%。2008年3月30日220kV下莫#2线A相故障，重合不成，经查为#16～#17档间移动吊车在起吊时，吊臂距导线过近，导致放电跳闸，A相导线有放电痕迹，线路停电124分钟，现场情况如下图：

1.1.2线路下方的树木问题。树线矛盾一直是个老大难问题，随着全社会生态意识的提高，在线路通道内大量种植意杨等高大速生树种的现象非常普遍。今年以来由于树障引起的线路跳闸共有2次。其中较为严重的一次为2008年5月3日35kV九华线，AB相间故障，重合不成，经查为#27-#28之间当地农民锯树，树木倒在导线上所致，造成线路停电252分钟，现场情况如下图：

1.2 输电线路所处地理环境差，巡视困难。高压输电线路有相当一部分处于山区，山路陡峭或根本无路可走，杂草丛生，交通困难，需要翻山越岭，这给线路的巡视维护带来很大困难，特别是跨越森林区段，巡视通道的砍伐涉及到个人、集体的利益以及国家森林法规，这是线路运行维护的又一大难题。

1.3 偷盗输电线路设施的违法行为更加严重。受经济利益的驱使，一些不发分子把视线盯上了电力设施，在线路巡视时经常发现塔材、拉线被盗，经及时修补，未导致事故发生。但2008年7月2日110kV板龙线751开关距离Ⅰ段动作跳闸（重合闸停用），经查为#44倒杆，现场四根拉线三根被盗，当日风力较大导致倒杆，造成停电327分钟，当时现场情况如下图。

1.4 异物危害更加严重。处在城郊及农村的输电线路，周边有大量的塑料大棚、垃圾场，在大风时节，极易把塑料薄膜、广告条幅、氢气球等刮到导地线上引起线路跳闸；在春秋季节，风筝也是一种严重的异物危害现象。下图为典型的异物危害现场：解决以上问题的建议

以上几方面的因素，对线路的安全稳定运行带来了极大的隐患，如若造成线路跳闸或其他事故，将会对企业造成极大的损失和负面影响。因此，有必要去探索解决上述问题的方法，以下是笔者结合自身体会提出的建议：

2.1 线路运行环境的改变导致的隐患。此类因素有其突发性和不确定性，相对更难解决。特别是房屋的翻新、加高，其速度特别快，3到5天即可完成，而线路的正常巡视周期为一个月一次，不易控制。对此，1）对于新建的220kV及以下线路，跨越民房的，可适当提高跨越塔的呼称高；2）对于现有线路，平时应加大宣传力度，提高附近居民的电力设施保护意识，必要时报请当地政府依据《电力设施保护条例》协助解决；3）加大线路巡视力度，对经济开发区等事故易发点适当缩短巡视周期，必要时安排人员定点巡视，500kV东南线#6-#

7、龙东/龙桥#115-#114之间绕越高速施工现场安排人员定点蹲守，对此类隐患的控制起到了很好的效果。线路下方树木的处理涉及到群众利益、园林部门、政策法规和费用，工作比较的难做，特别是目前大力保护植被和生态环境的情况下，笔者认为处理树线矛盾除了加大《电力设施保护条例》宣传工作外，还应从以下几个方便着手：1）新建线路在进行竣工验收时，运行部门应重视线路通道的验收，对高大速生树种除了锯除外，还应和主人方签订协议，保证以后不种植可能危及线路安全运行的植物；2）对已投运的线路，线下树木运行人员要做到心中有数，对影响线路运行的树木，要分年限及时锯除；3）对跨越林区呼称高低的杆塔进行必要的升高改造，避免砍伐高额赔偿；4）对山区的线路，应聘请有责任心的护线员，以便尽早发现问题，控制隐患。

2.2输电线路所处地理环境差，巡视困难。对于此类问题1）对于目前没有巡视便道的杆段，运行班组要及时上报，处于林区的，加强与园林部门沟通，协调其消防通道和巡视便道相结合，这样可以方便道路的修建，减少砍伐林木的赔偿金额；2）要重视已有线路巡视便道的维护工作，每年拿出一定的预算费用进行维护，确保巡视便道的质量。

2.3对于偷盗电力设施的违法行为.1）对新建线路，在设计和施工时适当提高杆塔防盗螺栓的安装高度；2）拉线可涂刷高强度的防盗涂料，在110kV东板线#

43、#44；原220kV龙晓#2线#31~#35杆塔拉线上涂刷了此类涂料，拉线外层强度增到数倍，一般钢锯、嵌刀很难割断，防盗效果明显；3）加大《电力法》、《江苏省电力保护条例》的宣传工作，和当地公安机关媒体配合，加大打击偷盗电力设施的违法行为，对相关案件进行曝光，以起到震慑作用。

2.4 异物危害。由于此类隐患分布面广，不确定性强，所以要充分依靠群众，加大宣传力度，同时对于及时告知线路隐患的群众给予一定的物质奖励。对于广场等春秋易放风筝的场所，安装警示标志，做好宣传和疏导工作。

第四篇：发电厂高压输电线路线损分析及降损措施

发电厂高压输电线路线损分析及降损措施

摘要：线损是供电企业重要的经营指标。由于发电厂高压输电线路距离短且结构简单，目前对其线路损耗的研究相对较少，但据来自各发电厂的统计数据，线路损耗已对发电厂的经济效益产生了巨大的影响。因此，本文通过对某火电厂220KV线路实际系统参数和数据进行研究，并运用均方根电流法计算理论线损，对其和统计线损之间的误差进行分析，并提出了降损措施。为发电厂高压输电线路的线损分析和降损提供了直接经验，具有很强的理论价值和实践意义。

关键词：理论线损，统计线损，均方根电流法，降损措施，发电厂

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A Loss analysis of high pressure transmission line route and the message of drop damages about power station Qiudaoyin Zhouna(North China University Of Water Conservancy And Electric Power Henan zhengzhou 450011)ABSTRACT: The line damages is the important management target of the power supply enterprise.As for the power plant high pressure transmission lines, because of its short and simple in structure , research in this area will be relatively small.But according to the statistical data comes from various power plants, the line loss has had the huge influence to the economic efficiency of power plant.So this text studied the actual system parameters and data from line 220KV of some thermoelectric power station, and used the root-mean-square electric current law to computation theory line damages, and compared the theoretical line loss and statistical line loss, analyzed the error between the two, and gived the measure for damages falling.This gived direct experience for line loss calculation and analysis of short-distance and high-voltage transmission lines in power station ,it has a strong theoretical and practical significance.KEY WORDS: line damage in theory, line damage in statistical, root-mean-square electric current law, the measure for damages falling, power plant

1.引言

线损是供电企业重要的经营指标，是企业管理的关键环节，线损的高低及线损的管理不仅直接影响企业的经济效益，而且在一定程度上说明了供电企业的管理水平。来自某发电厂的统计数据：从公司至变电站线路理论线损不超过0.1%，但据火电厂经营管理部统计数据，计量的统计线损却在0.2%左右，约为理论线损的二倍。公司一年的发电量若按31.5亿千瓦时计算，则线路电量多损耗315万千瓦时，、按综合上网电价0.32元/千瓦时计算，影响收入约达100万元，可见线损带来的经济损失是巨大的。因此，对发电厂输电线路进行线损分析，查找线损的来源，并提出降损措施是很必要的。

2.线损分析 线损按其性质和计算方法可分为三类：管理线损、理论线损和统计线损。管理线损（又称不明损耗），是由管理不善、规章制度不健全、计量装置误差、电力网元件漏电引起的电能损耗及其他不明原因造成的各种损耗；理论线损是以测量为基础按照电网模型计算出来的能量损失；统计线损是指实际供电量和售电量之差，完全由测量得到的线损统计。统计线损应等于管理线损和理论线损之和。根据数据来源和计算方法，线损率有理论线损率和统计线损率，且正常情况下，统计线损率高于理论线损率。

（2-1）

（2-2）

为使分析比较精确，本文理论线损分析的对象主要是发电厂线路导线中的电阻损耗。

计算线路理论线损常用的方法有：均方根电流法、平均电流法、最大电流法、等值电阻法、最大负荷损耗小时法等。均方根电流法是线损理论计算的基本方法，物理概念是，线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗相当于实际负荷在同一时间内所产生的电能损耗，其优点是：方法简单，按照代表时间整点负荷电流或有功功率、无功功率或有功电量、无功电量、电压、配电变压器额定容量、参数等数据计算出均方根电流就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。因此本文采用均方根电流法计算线路理论线损。

第五篇：高压输电线红外检测的原理及技术特点-

现代检测技术研究报告

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高压输电线红外检测的原理及技术特点

摘要

随着我国西电东送的实施，远距离高压输电的安全显得越来越重要、输电线路本身是输电安全的基础。红外检测技术具有易于实现自动化、高效无污染、监测可靠性高等特点。红外热像测温技术是利用红外热辐射探测输电线路中各种电器设备表面辐射的不为人眼所见的红外线热信息，然后转换成温度进行显示的一种先进技术。是一种被动的、非接触的设备过热监测手段。它能测量设备表面上某点周围确定面积的平均温度，以温度高低来判断工作工作状态是否正常。目前已在输电线路在线测温、电力设备故障诊断 领域得到广泛应用。

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着我国电力工业的飞速发展，现代电力系统结构的日益复杂，输电线路的输送容量和电压等级不断提高，远距离输电线路日益增多，输电线路故障对电力系统运行，工农业生产和人民生活的危害也日益严重。因此，在线路故障后，如果能够及时、准确的找到故障点，不仅对修复线路和保证可靠供电，而且对保证整个电力系统安全稳定和经济运行都有十分重要的意义[1]。

然而线路故障的查找及其困难的。首先随着输电电压等级向超高压和特高压发展，以及高速乃至超高继电保护装置和断路器的应用，线路故障切除的时间大大缩短，这使得大部分的故障没有明显的破坏迹象。这不仅给故障点的排查带来困难，而且将成为继发性故障隐患。其次远距离输电线难免要穿越山区、沙漠等偏僻地带，交通十分不便。再次，多数故障往往在风雪、雷雨等较为恶劣的天气中发生。因此输电线路故障测距技术的大力发展和广泛应用具有极其重要的作用，而且一直是国内外工作者研究的热点。

1.2 红外热成像测温技术的发展史

1800年，应该物理学家发现了红外线以及1900年德国物理学家普朗克的量子理论假设，对红热成像技术的发展与完善奠定了基础。

红外热成像技术是从战争中发展起来的。二次世界大战后，美国德克萨斯仪器公司开发研制出第一代用于军事领域的红外成像设置，称之为红外巡视系统。它是利用光学机械系统对被测目标的红外辐射扫描，由光子探测器接收两维红外

辐射迹象，经光电传换及一系列处理，形成视频图像信号。20世纪五十年代，随着高速锗掺汞光子探测器的发展，开始出现高速扫描及实时显示目标热图像的系统。20世纪60年代早期，瑞典AGA公司研制成功第2代红外成像装置，它在红外寻视系统的基础上增加测温的功能，成为红外热像仪。

1988年推出的全功能热像仪，集温度的测量、修改、分析、图像采集和存储于一体，质量小于7kg。一起的功能、精度和可靠性都得到显著的提高。

20世纪90年代中期，美国FSI公司研制成功由军用技术转民用，并商品化的新一代红外热成像仪-焦平面红外热像仪[2]。现场测温时只需要对准目标摄取图像，并将上述信息存储到机内的PC上即完成全部操作。

如今红外成像技术已经在冶金、化工、航海以及医疗等领域得到了广泛的应用。红外热成像技术在世界经济的发展中继续发挥着巨大的潜力。

使用红外热像仪检测检测时先对要监测的物体各部位进行全面扫描，找到异常设备，对异常部位准确测温，拍摄热谱图，通过计算机，应用分析上报异常热谱图和诊断报告。

红外热成像测温技术在设备检测的应用在国内外已经被广泛使用与传统测温技术相比，红外测温技术具有优势。红外测温具有不与物体相接触特点。

第二章 线路缺陷分析及红外检测原理

2.1线路发生缺陷原因

高压输电线路具有分布广、长期暴露于外面，经常气候多变的影响，使高压输电线路故障，使高压输电线路故障率高、故障点多。归结为以下几点：

（1）大风，风速超过设计风速时，会引起倒塔永久性地接地故障，风速接近设计风速时，会引起导线瞬时位移和出现偏转塔身的情况，使得放电间隙减小，造成瞬间线路跳闸，瞬间重合闸重合成功的故障。

（2）舞动，微风会引起导线、避雷线振动，从而使导线、避雷线断股、断线或金具零件断裂，进而造成线路故障。

（3）覆冰，导线避雷线，杆塔覆冰严重会增大导地线的驰度，增加杆塔的机械负荷，从而造成断线或倒塔，稳态横向风，覆冰脱落时产生的不平衡张力作用，会引起导线、底线舞动，从而造成导线之间或导线与避雷线之间发生短路故障。

（4）雷害，雷害故障在线路的故障总数中占较大比例，对电力系统的危害极大，危害500kV线路的主要是直接雷击主要有绕击和反击[3]。

以上列举了四种故障原因，在现实中还存在有许多原因，这里就不一一列举。

下面阐述红外热像技术原理。如今供电网络迅速发展，供电可靠性是电力安全行业检查、监督的重要指标。输电线路红外热像在线测温技术可以解决目前监测困难的问题。

2.2红外热像测温技术及原理

红外热像测温技术是利用光谱原理、探测输电线路中各种电器设备表面辐射的不为人眼所见的红外辐射热信息，用图像进行显示的技术是一种被不断电、远距离监测技术，通过五体表面温度异常来判定设备缺陷，红外热在该项技术的基础上研发的监测热故障设备。

红外辐射是电磁频谱的重要组成部分，包括微波、紫外线、无线电波、可见光、X射线和R射线。红外线波长在0.75至100m之间，是不可见光，所有摄氏温度零度以上的五体都在绵绵不断的向周围辐射红外能量。红外辐射实质是物理学中的热辐射，红外线辐射的能量大小和红外线的波长都和五体的表面温度紧密相关。通过红外测温仪的应用，迅速准确接收物体本身的能量，并对能量加以测量分析，进而精准地反应被测物体的温度，从中找出热缺陷[4]。电力设备的红外辐射通过大气传送到红外热像仪，热像仪中的光学系统设备辐射的能量聚集在红外探测仪上，探测仪将聚集到的辐射转变成为电信号，通过信号处理后显示现场红外数据。如图2.1所示典型红外探测仪器。

2.1典型红外探测器

2.3红外检测高压线路的优势及特点

远红外测温检验常用的方法有远红外线测温仪和红外热像仪个有优势，都有很好发展空间。

一、红外检测特点

1、不受电磁场的干扰

2、因为是非接触测量，十分安全

3、比蜡试温度准确

4、对高架构设备测量方便省力

二、引入远红外热成像仪后，采取以测量监测为主，打开线夹抽查为辅的办法，使导线及相关部件的技术管理水平得到提高，实现一化三性。

1、实现数字化，架空输电线设计规程规定，导线在长期最大负荷电流作用下，温度70C。，以往的检验方法无法对导线温度进行量化，只有在过热或不见温度达到一定程度时，才能在夜间通过目测观察到。而远红外热成像仪的使用，可以根据导线温度具体升高的情况采取相应的处置措施，杜绝导线缺陷演变成线路故障。把测量的数据存入计算机，用于技术分析，及时发现热缺陷，避免重大事故发生。

2、及时性，对大负荷线路而言，通过定期红外测温统计数据对比可及早发现导线异常状况，对雷击杆塔导线，在线路无法安排停电情况，先利用热成像仪对疑似部件进行测试，从测试结果迅速判断其运动状况，为下步工作提供技术支持。综上所述，远红外热成像仪的使用，使输电线路导线过热问题发现更准确，更及时。

3、便捷性，远红外热成像技术在输电线路上的应用，使固有的导线过热检验方式发生了改变，技术的提升让我们可有空减少夜间巡视的频次，降低安全隐患，使得维护生产更便捷，更高效。

2.4红外热检测方法

红外测温监测输电电路的判别有临界温升法和相对升温两种，临界温升法提出用发热点相对环境温度的温升来判断热缺陷，并给了对不同负荷电流下不同导线接头过热的临界温升表，当被检测点对环境温度的温升大于表中所规定的临界温升时就认为有缺陷，并按表中的温升确定缺陷种类，这种方法简单、清晰、实用性很强。但在实际的线路红外检测工作中，输电线上的设备受环境因素和设备自身发热状况不同，存在一定量的误差，分析热缺陷不够精确，相对温升法通过分析相对温差，根据电力行业分类。这种检测方法被测对象附近正常运行的导线或线路金具的最高温度为参考温度T2，被测量对象的温度T1，T0为环境参照体温度，根据公式：

tT1T2T1T0

T1:为发热点的温升和温度； T2：为正常相对应点的温升和温度； T0:为环境参照体的温度；

当公式计算结果35%时为一般缺陷；80%时为重大缺陷，95%时为紧急缺陷。这种方法可以消除太阳辐射造成的附加温升的影响。有效的解决了表面温度判断

法的不足，对电力设备的红外诊断具有一定的指导性，因此在实际工作中经常被采用。如下图2.2所示，可看出不同红外检测示意图。

2.2红外检测示意图

第三章 基于红外热成像技术的应用

3.1红外无损检测

红外无损检测，顾名思义，就是利用物体红外进行红外辐射原理，通过红外成像获取被测物体的温度部分来掌握其内部热量的流动，以此来鉴定物体内部是否在缺陷的一种无损的检测方法。

无损检测是以现代科学技术为依托并尽力在其基础上的一门应用型技术学科，它以不破坏监测物体内部结构为前提，应用物理学的方法，检测五体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部构造，检查物质内部是否存在不连续性，从而来判断被测物是否还有符合规定，再来评价还是否具有适用性[5]。

无损检测技术重要性已在全世界得到了公认。无损检测在生产过程中产品质量的保证，材质、零件和产品的可靠性以及生产效率的提高、降低成本方面都起到了重大的作用。而红外无损检测就是根据五体的热辐射特性，扫描记录或者观测物体的表面。红外无损检测过程是与物体的热扩散过程息息相关的，所以又被成为热无损检测。

3.2 红外检测中故障定点查找

故障发生时，应立即确定已发生热故障点范围，这样对故障囊定位就有一个大致的范围。例如：110kV奔登线跳闸，要求巡线查找故障点。接到巡视命令后，技术人员可从调度中心调取继电保护动作记录，记录显示奔腾一次变110kV奔

登线808方向电流电压。零序II段保护动作跳闸。根据保护动作情况，分析判断故障点应该在40#-50#之间，于是我们先将巡视重点放在40#以后，结果发现110kV奔登线#47杆A、B两项绝缘子闪络[6]。提前近1个小时发现了缺陷，为顺利抢修争取时间。

第四章 建议及总结

应用红外测温仪监测热缺陷，首先要建立大容量带宽的传输通道。在通道带宽建设上，一个标清的摄像机经压缩后，传输视频需要1个2M口，拿一个变电站13路信号为例，就需要13个2M口。如果采用高清摄像机，并对重要部位的开关状态、仪表设备状态、显示数据等进行巡视，那么，要采用16M的宽带[7]。这样就可以避免因宽带不足，只能牺牲图像分辨率的情况出现。通过红外功能的摄像头可实现夜视功能，也可以安装带环境测温读的摄像头来辅助变电站的安防。

结合上文提到的检测方法，给出如下建议：

（1）当前，数据对比预测高压输电线的热缺陷是较为合理的，实用性较强。（2）我国高压输电线路的安装施工工作应加强安全隐患的管理。（3）必须加强对道题的监督，金具、接头、导线等的性能会直接影响高压输电线路的送电性能和安全性能，我国应在重视绝缘监督的同时，加强导体的监督及技术检测方法的管理。

（4）严格执行验收标准，实现无隐患投运，强化验收人员施工标准。通过推行标准化管理，电缆线路管理水平稳步提升，在今后工作中将继续加强标注化推行力度，想科学、标注化迈进。确保电缆线路安全平稳运行。

综上所述，该技术与传统测温技术相比，具有不受距离限制、不断电、安全可靠性高、易操作等优点，适合供电公司，发电厂等行业推广使用。

参考文献：

[1] 董其国.红外线诊断技术在电力设备中的应用[M].北京：机械工业出版社，1998 [2] 陈衡，候善敬.电力设备故障红外诊断[M].北京：中国电力出版社，1999 [3] 王方，邱道尹，岳艳杰，朱云.基于红外技术的变电站温差无线温度监测[J].电力自动化设备.2011(08)[4] R万兹蒂.红外技术的实际应用[M].北京：科学出版社，1981.[5] 关荣华，曹春梅，陈衡：工业设备内部缺陷的红外热诊断研究[J]:激光与红外：2001年04期

[6] 栾锡武, 彭学超, 邱燕.2009.南海北部陆坡高速堆积体的构造成因.现代地质, 23(2):183-199.[7] 叶风，张晓宇：红外技术在电力设备外部故障检测中的应用[J]:电网技术：1988年10期