超高压

超高压输电是指使用500千伏-1000千伏电压等级输送电能。若以220千伏输电为标准，超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等，均有大幅度降低，线路走廊利用率则有明显提高。

一、超高压输电发展

所谓的超高压输电，就是在发电厂利用大型的变压器将电压升高，然后再将电能传输出去的一种方式。我们知道，在功率相同的情况下，电压越大，那么电流就会越小，从而导致线路损耗会减低，有利于增加经济效益。因此超高压输电在我们国家乃至整个世界都广为应用。

我们国家的超高压输电在1996年前主要有三个阶段：

1、刘天关的330kV线路输电标志着我国高压输电的正式开始。

2、在华南、华中、西南等地的500kV线路构架建成标志着我们国家高压输电技术的蓬勃发展。

3、±500kV的葛洲坝到上海直流线路的建成又成为了我国在高压直流输电历史上的里程碑。

当然，在后面的750kV线路甚至特高压输电也是我们国家输电技术的重大突破点。就目前而言，我们国家的超高压输电技术已经达到了一个相对成熟和先进的水平，但受地形、气候、经济及人口分布的影响，我们若要在此基础上实现进一步的发展，就必须在回路选择、线路分裂、金具绝缘、杆塔走廊等方面深入研究。

二、超高压输电原理

1、超高压输电原理及维护

在我国，大容量的火电站、水电站、核电站等电力生产点往往远离负荷中心，由于输电距离远，输电线路的电阻往往比较大。

由于传送功率P=UI，可知在传送同等功率的情况下，电压U越高，线路通过的电流I则越小;而由欧姆定律可知，输电线路上损耗功率P=I2R，所以减小线路上损耗功率方法有两种，一种是增大输电线路的直径来减小电阻R，一种是增大输送电压U。

由于输电线路直径通常不能设置很大，否则不但会增加造价，而且会使架设难度大大增加。所以实际上，远距离输电采用的是提高输电线路的输送电压，这种方法容易实现，经济效益好。

采用超高压输电，需要增加变电站，通过升压变压器，将发电厂发出的低压电转变为高压电来进行长距离输送。为此，超高压输电维护主要集中在变电站以及输电线路上。

近年来，继电保护技术的高速发展，给超高压输电的维护带来了保证。特别是贝瑞隆模型实现了纵联差动保护应用于长距离超高压输电，大大提高了继电保护的灵敏性以及可靠性。

2、超高压输电线路分析

超高压输电往往采用分裂导线输送电能，这是因为相对于单根导线，分裂导线的电感变小，电容变大，从而使输电线路的波阻抗大大减小，很好地提高了线路输电能力;并且，采用分裂导线可以提高输电稳定性，使得供电更加可靠。

对于超高压输电，输电线路上必将不可避免产生电晕，电晕不仅会产生电晕损耗，还会产生电磁辐射，对通讯系统造成极大干扰。增大输电线路直径可以抑制电晕，但对于超高压输电，前面已提到这种方法不可取;若采用分裂导线，则可以相对增大输电线路的截面积，降低线路表面场强，从而达到抑制电晕的目的。

在同等线路允许电场强度下，分裂导线与单根导线相比，可采用的直径更小，使得输电成本降低，提高经济效益。

三、超高压输电线路特征

在日常生活或者是企业用电的过程中，其电能的损耗非常大，为了减少电能的损耗，一般会通过变压器将电能升高后进行输送，而对于超高压输电线路的任务则就是高压电能的输送。结合实际的情况，超高压输电线路的特点主要有以下几点：

1、超高压输电线路容量比较大，输送的功率大，距离长。

2、超高压输电线路容易受到环境因素的影响。由于超高压输电线路主要通过塔杆架起线路，其特点覆盖范围大、铺设面积大、所经之地地形较为复杂，长时间的暴露在自然环境中容易受到外界因素的影响，特别是恶劣天气，对超高压输电线路的影响巨大。

3、超高压输电线路电压等级高，因此该线路的检修工作相对难度较强，稍有疏忽就可能对人身安全造成危险。

四、超高压输电线路存在的问题及维护

众所周知，超高压输电尽管带来了巨大的经济效益，但由于超高压输电技术还没有非常完善，因此在实际工程中仍然存在着几个方面的问题。

(一)超高压输电线路的雷击问题

1、雷击危害

由于我国多发雷雨电气，因此雷击问题始终是我们电力工程中头疼的问题，尽管输电线路一般都沿线铺设了避雷线，但输电线路还是有可能遭受到雷击，一旦受到了雷击，不仅会使得区域性停电，如果继保误动作，还可能会导致系统瓦解，产生的大气过电压会损坏电气设备，造成严重的经济损失的同时还危及了人员安全。

2、防雷措施

①装避雷线。这是所有高压输电线路防雷的最最基本措施。避雷线不仅能屏蔽导线感应过电压，还能降低绝缘子串上的雷击过电压。

②架设耦合地线。增强避雷线和导线的耦合，分流雷击电流，降低绝缘子串电压。

③安装自动重合闸装置。减少停电时间，提高系统稳定性。

④降低杆塔电阻。可以防止反击。

⑤加强线路以及杆塔的绝缘。

⑥安装消雷器。

(二)凝冻灾害的影响和防护

08年的雪灾引起的大面积停电，认识到了凝冻覆冰危害的严重性。今后的超、超高压输电线路面临的是更高海拔、严重覆冰，因此解决此问题是保证供电可靠性的重要一环。

1、凝冻灾害的危害

覆冰凝冻灾害将使杆塔和线路的电气和机械性能大大降低，严重时将压倒杆塔、线路断裂，大大影响线路运行安全稳定性，甚至引起整个系统的崩溃。

2、防护的原则

①避开不利地形;②提高防凝冻设计标准;③改道，避开重冰区;④使用新材料、新工艺，减少或防止覆冰程度。

3、防护的措施

①防冰措施：设计时合理规划路径，避开山口等不利地形。无法避开的区域应充分考虑走廊地形和气象等因素，合理设计使杆塔和线路有足够的机械强度。对于已覆冰线路和杆塔，可采用热力防冰术，利用热源的加热使得温度在冰点以上，达到防冰的目的，这是目前输送电、航空航海以及铁路等各领域使用最为广泛的方法之一。

②除冰措施：从原理上看，除冰技术大概可以分为机械除冰、热力除冰、被动除冰等三类。机械除冰是利用施工机械外力自动或手工强制使导线和杆塔上的覆冰在外力下脱落，利用电磁振动和电磁力也可以在一定范围内达到除冰效果。热力除冰是利用热源的加热使得覆冰受热融化，以此除冰。被动除冰就是安装平衡锤、阻雪环等机械装置，使覆冰到一定程度后在自然作用力下自行脱落。

五、超高压输电线路运行与检修

1、直升机在超高压输电线路中的应用

随着科技水平的不断发展，对于直升机的应用也越来越多，例如：运输、勘察等，其数量也有所增加，由于直升机具备使用便捷、飞行速度快、安全可靠、不受地域限制等特点，目前在超高压输电线路巡视工作中被广泛应用。

直升机在超高压输电线路中的应用主要有以下几点：

①线路巡视工作中，直升机可以代替工作人员进行巡视，提高效率，避免或减少安全隐患，极大地保证了人身安全;

②通过安装相应的设备(可见光、红外光)，对超高压输电线路进行高清视频采集，通过回放采集的视频，发现设备存在的问题;

③直升机还可以实现带电水冲洗，等电位作业，激光三维扫描等，为输电线路安全稳定运行打下坚实的基础。

2、机器人在超高压输电线路中的应用

由于超高压输电线路的电压比较高，电磁场强，所以对检修人员的人身安全造成了极大地威胁，针对以上问题，对于机器人应用可以有效地克服这些问题，因为机器人具有结构紧凑、绝缘性较高、易受计算机控制等特点，所以会给超高压输电线路工作带来极大的便利。

机器人的应用在超高压输电线路运行与检修的优势有以下几点：

①机器人代替检修工作人员进行带电作业，减轻了检修工作人员的压力，大大提高了工作效率;

②检修工作人员的安全问题始终是一个隐患，机器人的出现克服了这一难题，机器人的绝缘性较强，在超高压输电线路中产生的较强的电场不会对其影响较小，基本不会影响正常工作;

③因为机器人具备易受控等特点，所以其作业操作精准度较高，有效地提高了检修的质量。

但是现如今的科技水平有限，对于一些机器人的相关技术还未完善，无法大规模地投入到输电线路运行与检修中，因此机器人检修作业还未能普遍采用，不过随着科技水平的不断发展，机器人大规模投入到日常工作中指日可待。

3、超高压输电线路检修带电作业对安全防护用品的使用

在进行超高压输电线路检修带电作业时，使用的安全防护用品，主要有以下特点：

①电气性能良好，这是在高强度电场工作的基本保障;

②安全防护用品的重量一定要轻，机械性能必须要好，在工作中有利于检修人员方便携带;

③应该具备防老化、耐高压等特点，在带电工作中由于受到电场影响，安全防护用品易损坏，直接影响正常工作进度。

4、超高压输电线路对新型检测设备的运用

随着科技水平的不断进步，研发出了越来越多的新型检测设备，检测技术也得到了进一步的提高。现如今，在电网行业中，各式各样的电检测仪表与检测仪器以及各类在线监测等，在超高压输电线路中得到了广泛应用，工作质量和工作效率也稳步提高。