超高壓輸電是指使用500千伏-1000千伏電壓等級(jí)輸送電能。若以220千伏輸電為標(biāo)準(zhǔn)，超高壓輸電每公里的相對(duì)投資、每千瓦時(shí)電輸送百公里的相對(duì)成本以及金屬材料消耗量等，均有大幅度降低，線路走廊利用率則有明顯提高。

一、超高壓輸電發(fā)展

所謂的超高壓輸電，就是在發(fā)電廠利用大型的變壓器將電壓升高，然后再將電能傳輸出去的一種方式。我們知道，在功率相同的情況下，電壓越大，那么電流就會(huì)越小，從而導(dǎo)致線路損耗會(huì)減低，有利于增加經(jīng)濟(jì)效益。因此超高壓輸電在我們國(guó)家乃至整個(gè)世界都廣為應(yīng)用。

我們國(guó)家的超高壓輸電在1996年前主要有三個(gè)階段：

1、劉天關(guān)的330kV線路輸電標(biāo)志著我國(guó)高壓輸電的正式開始。

2、在華南、華中、西南等地的500kV線路構(gòu)架建成標(biāo)志著我們國(guó)家高壓輸電技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

3、±500kV的葛洲壩到上海直流線路的建成又成為了我國(guó)在高壓直流輸電歷史上的里程碑。

當(dāng)然，在后面的750kV線路甚至特高壓輸電也是我們國(guó)家輸電技術(shù)的重大突破點(diǎn)。就目前而言，我們國(guó)家的超高壓輸電技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相對(duì)成熟和先進(jìn)的水平，但受地形、氣候、經(jīng)濟(jì)及人口分布的影響，我們?nèi)粢诖嘶A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展，就必須在回路選擇、線路分裂、金具絕緣、桿塔走廊等方面深入研究。

二、超高壓輸電原理

1、超高壓輸電原理及維護(hù)

在我國(guó)，大容量的火電站、水電站、核電站等電力生產(chǎn)點(diǎn)往往遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，由于輸電距離遠(yuǎn)，輸電線路的電阻往往比較大。

由于傳送功率P=UI，可知在傳送同等功率的情況下，電壓U越高，線路通過的電流I則越小;而由歐姆定律可知，輸電線路上損耗功率P=I2R，所以減小線路上損耗功率方法有兩種，一種是增大輸電線路的直徑來減小電阻R，一種是增大輸送電壓U。

由于輸電線路直徑通常不能設(shè)置很大，否則不但會(huì)增加造價(jià)，而且會(huì)使架設(shè)難度大大增加。所以實(shí)際上，遠(yuǎn)距離輸電采用的是提高輸電線路的輸送電壓，這種方法容易實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益好。

采用超高壓輸電，需要增加變電站，通過升壓變壓器，將發(fā)電廠發(fā)出的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘妬磉M(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。為此，超高壓輸電維護(hù)主要集中在變電站以及輸電線路上。

近年來，繼電保護(hù)技術(shù)的高速發(fā)展，給超高壓輸電的維護(hù)帶來了保證。特別是貝瑞隆模型實(shí)現(xiàn)了縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于長(zhǎng)距離超高壓輸電，大大提高了繼電保護(hù)的靈敏性以及可靠性。

2、超高壓輸電線路分析

超高壓輸電往往采用分裂導(dǎo)線輸送電能，這是因?yàn)橄鄬?duì)于單根導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線的電感變小，電容變大，從而使輸電線路的波阻抗大大減小，很好地提高了線路輸電能力;并且，采用分裂導(dǎo)線可以提高輸電穩(wěn)定性，使得供電更加可靠。

對(duì)于超高壓輸電，輸電線路上必將不可避免產(chǎn)生電暈，電暈不僅會(huì)產(chǎn)生電暈損耗，還會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對(duì)通訊系統(tǒng)造成極大干擾。增大輸電線路直徑可以抑制電暈，但對(duì)于超高壓輸電，前面已提到這種方法不可取;若采用分裂導(dǎo)線，則可以相對(duì)增大輸電線路的截面積，降低線路表面場(chǎng)強(qiáng)，從而達(dá)到抑制電暈的目的。

在同等線路允許電場(chǎng)強(qiáng)度下，分裂導(dǎo)線與單根導(dǎo)線相比，可采用的直徑更小，使得輸電成本降低，提高經(jīng)濟(jì)效益。

三、超高壓輸電線路特征

在日常生活或者是企業(yè)用電的過程中，其電能的損耗非常大，為了減少電能的損耗，一般會(huì)通過變壓器將電能升高后進(jìn)行輸送，而對(duì)于超高壓輸電線路的任務(wù)則就是高壓電能的輸送。結(jié)合實(shí)際的情況，超高壓輸電線路的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

1、超高壓輸電線路容量比較大，輸送的功率大，距離長(zhǎng)。

2、超高壓輸電線路容易受到環(huán)境因素的影響。由于超高壓輸電線路主要通過塔桿架起線路，其特點(diǎn)覆蓋范圍大、鋪設(shè)面積大、所經(jīng)之地地形較為復(fù)雜，長(zhǎng)時(shí)間的暴露在自然環(huán)境中容易受到外界因素的影響，特別是惡劣天氣，對(duì)超高壓輸電線路的影響巨大。

3、超高壓輸電線路電壓等級(jí)高，因此該線路的檢修工作相對(duì)難度較強(qiáng)，稍有疏忽就可能對(duì)人身安全造成危險(xiǎn)。

四、超高壓輸電線路存在的問題及維護(hù)

眾所周知，超高壓輸電盡管帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但由于超高壓輸電技術(shù)還沒有非常完善，因此在實(shí)際工程中仍然存在著幾個(gè)方面的問題。

(一)超高壓輸電線路的雷擊問題

1、雷擊危害

由于我國(guó)多發(fā)雷雨電氣，因此雷擊問題始終是我們電力工程中頭疼的問題，盡管輸電線路一般都沿線鋪設(shè)了避雷線，但輸電線路還是有可能遭受到雷擊，一旦受到了雷擊，不僅會(huì)使得區(qū)域性停電，如果繼保誤動(dòng)作，還可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解，產(chǎn)生的大氣過電壓會(huì)損壞電氣設(shè)備，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還危及了人員安全。

2、防雷措施

①裝避雷線。這是所有高壓輸電線路防雷的最最基本措施。避雷線不僅能屏蔽導(dǎo)線感應(yīng)過電壓，還能降低絕緣子串上的雷擊過電壓。

②架設(shè)耦合地線。增強(qiáng)避雷線和導(dǎo)線的耦合，分流雷擊電流，降低絕緣子串電壓。

③安裝自動(dòng)重合閘裝置。減少停電時(shí)間，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

④降低桿塔電阻。可以防止反擊。

⑤加強(qiáng)線路以及桿塔的絕緣。

⑥安裝消雷器。

(二)凝凍災(zāi)害的影響和防護(hù)

08年的雪災(zāi)引起的大面積停電，認(rèn)識(shí)到了凝凍覆冰危害的嚴(yán)重性。今后的超、超高壓輸電線路面臨的是更高海拔、嚴(yán)重覆冰，因此解決此問題是保證供電可靠性的重要一環(huán)。

1、凝凍災(zāi)害的危害

覆冰凝凍災(zāi)害將使桿塔和線路的電氣和機(jī)械性能大大降低，嚴(yán)重時(shí)將壓倒桿塔、線路斷裂，大大影響線路運(yùn)行安全穩(wěn)定性，甚至引起整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

2、防護(hù)的原則

①避開不利地形;②提高防凝凍設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);③改道，避開重冰區(qū);④使用新材料、新工藝，減少或防止覆冰程度。

3、防護(hù)的措施

①防冰措施：設(shè)計(jì)時(shí)合理規(guī)劃路徑，避開山口等不利地形。無法避開的區(qū)域應(yīng)充分考慮走廊地形和氣象等因素，合理設(shè)計(jì)使桿塔和線路有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于已覆冰線路和桿塔，可采用熱力防冰術(shù)，利用熱源的加熱使得溫度在冰點(diǎn)以上，達(dá)到防冰的目的，這是目前輸送電、航空航海以及鐵路等各領(lǐng)域使用最為廣泛的方法之一。

②除冰措施：從原理上看，除冰技術(shù)大概可以分為機(jī)械除冰、熱力除冰、被動(dòng)除冰等三類。機(jī)械除冰是利用施工機(jī)械外力自動(dòng)或手工強(qiáng)制使導(dǎo)線和桿塔上的覆冰在外力下脫落，利用電磁振動(dòng)和電磁力也可以在一定范圍內(nèi)達(dá)到除冰效果。熱力除冰是利用熱源的加熱使得覆冰受熱融化，以此除冰。被動(dòng)除冰就是安裝平衡錘、阻雪環(huán)等機(jī)械裝置，使覆冰到一定程度后在自然作用力下自行脫落。

五、超高壓輸電線路運(yùn)行與檢修

1、直升機(jī)在超高壓輸電線路中的應(yīng)用

隨著科技水平的不斷發(fā)展，對(duì)于直升機(jī)的應(yīng)用也越來越多，例如：運(yùn)輸、勘察等，其數(shù)量也有所增加，由于直升機(jī)具備使用便捷、飛行速度快、安全可靠、不受地域限制等特點(diǎn)，目前在超高壓輸電線路巡視工作中被廣泛應(yīng)用。

直升機(jī)在超高壓輸電線路中的應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

①線路巡視工作中，直升機(jī)可以代替工作人員進(jìn)行巡視，提高效率，避免或減少安全隱患，極大地保證了人身安全;

②通過安裝相應(yīng)的設(shè)備(可見光、紅外光)，對(duì)超高壓輸電線路進(jìn)行高清視頻采集，通過回放采集的視頻，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題;

③直升機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)帶電水沖洗，等電位作業(yè)，激光三維掃描等，為輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2、機(jī)器人在超高壓輸電線路中的應(yīng)用

由于超高壓輸電線路的電壓比較高，電磁場(chǎng)強(qiáng)，所以對(duì)檢修人員的人身安全造成了極大地威脅，針對(duì)以上問題，對(duì)于機(jī)器人應(yīng)用可以有效地克服這些問題，因?yàn)闄C(jī)器人具有結(jié)構(gòu)緊湊、絕緣性較高、易受計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)，所以會(huì)給超高壓輸電線路工作帶來極大的便利。

機(jī)器人的應(yīng)用在超高壓輸電線路運(yùn)行與檢修的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

①機(jī)器人代替檢修工作人員進(jìn)行帶電作業(yè)，減輕了檢修工作人員的壓力，大大提高了工作效率;

②檢修工作人員的安全問題始終是一個(gè)隱患，機(jī)器人的出現(xiàn)克服了這一難題，機(jī)器人的絕緣性較強(qiáng)，在超高壓輸電線路中產(chǎn)生的較強(qiáng)的電場(chǎng)不會(huì)對(duì)其影響較小，基本不會(huì)影響正常工作;

③因?yàn)闄C(jī)器人具備易受控等特點(diǎn)，所以其作業(yè)操作精準(zhǔn)度較高，有效地提高了檢修的質(zhì)量。

但是現(xiàn)如今的科技水平有限，對(duì)于一些機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)還未完善，無法大規(guī)模地投入到輸電線路運(yùn)行與檢修中，因此機(jī)器人檢修作業(yè)還未能普遍采用，不過隨著科技水平的不斷發(fā)展，機(jī)器人大規(guī)模投入到日常工作中指日可待。

3、超高壓輸電線路檢修帶電作業(yè)對(duì)安全防護(hù)用品的使用

在進(jìn)行超高壓輸電線路檢修帶電作業(yè)時(shí)，使用的安全防護(hù)用品，主要有以下特點(diǎn)：

①電氣性能良好，這是在高強(qiáng)度電場(chǎng)工作的基本保障;

②安全防護(hù)用品的重量一定要輕，機(jī)械性能必須要好，在工作中有利于檢修人員方便攜帶;

③應(yīng)該具備防老化、耐高壓等特點(diǎn)，在帶電工作中由于受到電場(chǎng)影響，安全防護(hù)用品易損壞，直接影響正常工作進(jìn)度。

4、超高壓輸電線路對(duì)新型檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)用

隨著科技水平的不斷進(jìn)步，研發(fā)出了越來越多的新型檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)技術(shù)也得到了進(jìn)一步的提高?，F(xiàn)如今，在電網(wǎng)行業(yè)中，各式各樣的電檢測(cè)儀表與檢測(cè)儀器以及各類在線監(jiān)測(cè)等，在超高壓輸電線路中得到了廣泛應(yīng)用，工作質(zhì)量和工作效率也穩(wěn)步提高。