输电导线

中国科学院自动化研究所2023年9月20日向媒体发布信息说，国家电网山东电力公司联合该所在人工智能(AI)技术应用于无人机巡检领域取得重要突破——双方合作研发出基于单线激光雷达的仿线飞行智能巡检技术无人机，成功实现对1000千伏泉乐Ⅰ线和Ⅱ线23-24号塔跨黄河输电导线的精细化巡检，展现出高效与稳定的性能。

在覆冰条件的气象因素下，输电导线随时间累积形成的覆冰厚度、形状和分布变化，影响着电网系统的安全运行。按预测模型从覆冰生长到导线除冰各阶段存在的关联分析，讨论了各模型的优势差异以及相互存在组合的可能性。覆冰全周期存在着由微观到宏观的变化，影响着导线覆冰的生长进程。预测模型可按全周期组合，首先，对初始数据的降噪可解决数据发散，用主成分分析法的降维可提高预测精度。其次，模型中的支持向量机、混合的群智能优化算法、遗传算法组合等工具乃至交叉方式，都着力于覆冰过程的辨识与建模。再次，将热力融冰技术的负荷交流或涡流自热环应用在除冰阶段，使覆冰监测形成了动态闭环系统。最后，结合分析对输电线路覆冰预测的研究方向做了展望。

雷达卫星遥感技术具有广域监测输电线路地质灾害和感知输电导线的弧垂、覆冰等状态的能力，是电力智慧运维和防灾减灾的新质生产力。本报告介绍了武汉大学与中国电科院、国网湖北经研院，国网湖北省超高压公司等单位近年来合作开展的卫星遥感监测输电线路应用案例。在利用SAR卫星监测输电线路走廊地质环境灾害方面，介绍了滑坡灾害导致2016年盘龙一回500 kV 跨江输电线路改线案例，四川阿娘寨滑坡灾害导致500 kV输电线路倒塔案例等。在SAR卫星遥感监测输电导线覆冰技术方面，介绍了武汉特高压实验基地气候试验室铁塔覆冰对照实验案例，以及利用国产SAR卫星开展2023年12月山西垣曲县覆冰状态监测案例，2024年2月安徽，河南、湖北等多处超特高压线路覆冰状态监测案例。报告对国产SAR卫星广域监测输电导线的覆冰状态的进一步应用实施，提出了建议和初步规划设想。

配电网建设是电力十三五规划的重点工作，据统计，目前配电网90%的故障是断路故障，其中有90%发生在导线与电气设备的连接部位，配电网接续技术落后是导致连接部位薄弱的关键原因，为此亟需提高配电网设备连接可靠性。液压技术是金属导线接续的最优技术之一，仅次于熔接技术，兼顾了经济性与可靠性。但目前的液压技术多应用于大截面输电导线接续，中小截面配电导线缺少先进的压接接续工艺。配电设备引出线需要经常装拆，限制了液压技术的应用，一般采用螺栓紧固工艺。目前，螺栓坚固的接续工艺应用广泛，各种设备线夹、并沟线夹，甚至缠绕绑扎等传统手工接续工艺沿用至今。1.依靠螺栓压紧或手工缠绕，电气接续面积小且可靠性低;2.工艺质量依赖人的手艺，操作繁琐，无法自动化、标准化;3.运行可靠性低．检修周期短、运维成本高。2016年，在国网长沙供电公司和国网株洲供电公司推广导线并列接续工艺及其装备。经过2年的推广试用，新工艺的可靠性、经济性得到了湖南省电力有限公司专家认可，2017年湖南省电力有限公司要求成果进行产业化生产，在全省进行全面推广使用，新建配电线路要求采用新工艺施工及验收。

输电线路电磁环境是社会公众高度关注的问题，经常发生邻近居民阻止项目建设、投诉电磁环境伤害的纠纷事件。电磁环境已经成为电网建设及运营、电力供应的重大外部制约因素。电晕放电和电磁环境控制措施是在输电线路设计与建设阶段实施的，然而，输电线路投运后导线表面持续积污，表面状态粗糙度持续改变，引发电晕特性持续改变，电晕放电恶化，电磁环境劣化甚至超标，但目前不掌握定量性的变化规律，亟待解决；电磁环境预测是线路设计中极为重要的关键环节，目前工程上通用的平面镜像法缺乏对复杂状况的预测能力，需要补充提高；电磁环境纠纷往往起源于对电磁环境的过度忧虑，消除疑虑的人体电磁感应评估技术有待发展提高。 针对上述技术需求开展攻关，本项目提出了电网长期运行实际导线表面状态的定量测试方法，建立了长期运行导线表面特征图谱库，取得了以往未知的长期运行导线表面状态的变化规律和量化数据，发现了导线表面粗糙度随运行年限和污区等级变化的规律，提出了表面粗糙度 Ra 计算公式。实现了对运行中导线表面状态的量化评估，为电晕放电控制提供科学依据和指导。发现了长期运行输电导线电晕特性、电磁环境的变化规律及量化数据，提出了导线粗糙系数定量计算方法，指导输电线路设计实现电晕放电和电磁环境精准控制，避免长期运行后电晕放电恶化，确保输电线路全运行寿命期内电磁环境始终达标。建立了复杂地面情况下的输电线路工频电场模型，对斜坡地面首次采用几何变换处理方法，对一般复杂地面采用表面电荷模拟，实现了复杂情况下工频电场强度的预测评估，计算简化，效率提高，提高了复杂状况电磁环境预测能力。结合有限元法和模拟电荷法的各自优势，提出并建立了基于有限元法和模拟电荷法及表面电荷法的工频电场混合模型。建立了工频电磁场人体电磁感应模型，实现了人体电磁场分布计算，实现了人体电磁感应评估，提高了计算效率。 项目获授权发明专利 3 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 2 项。发表论文 17 篇，SCI/EI收录 10 篇。项目成果自2015 年 1 月开始应用，目前已经在 170 条 110kV-500kV 输电线路设计中应用，在数百个环保技术服务、环评和安全卫生评价等项目中应用，效果良好。项目成果使输电线路全运行寿命期内电磁环境达标，避免超标影响电网建设运营、电力供应和人体健康，同时防止过度控制造成建设成本浪费，具有重大环境效益、经济效益和社会效益。具有很大的推广应用前景。项目通过科技成果鉴定，整体达到国际先进水平。

输电线路长期暴露在野外，当导线、地线（OPGW）受到雷击、枪击等外力破坏及易发生断股现象，导线的断股检修是一项重要的检修工艺，线路检修规程要求导线损伤超过25%需切断重接或使用预绞丝、护线条缠绕检修工艺。以往的处理的方法是，在满足运规要求的前提下，绝大部分采用预绞丝缠绕加固处理，预绞丝缠绕缝隙较大。这种缠绕方法及工器具的强力使用易造成预绞丝损毁、变形报废，据统计每缠绕一处，变形报废预绞丝两套，价值1400余元，在预绞丝的预绞过程中造成导线金属丝表面金属锐尖，运行中造成电晕放电，增加了输电导线的线损率。绞丝在缠绕中变形、不齐整、不紧密时，会造成导线发热、起弧、电晕、甚至断线。预绞丝和护线条缠绕整齐、紧密是减少导线电晕的有效方法之一。 现有技术中，此种检修工艺无专用的工具，在输电导线上预绞丝的头部不能很好固定，后续的缠绕修补工序进行的很慢，预绞丝和护线条缠绕既不均匀也不紧密，造成预绞丝在缠绕修补中缺根严重影响断股导线抗拉強度，检修工作效率低下。 目前，行业内对导线断股缠绕修补中发生的问题以及使用器具研究和应用较少，也末形成成熟技术和标准，使得导线断股后的检修合格率达标困难重重，这项技术对于提升电网设备的检修技术，提高电网的用电可靠性具有非常重要的意义。

输电线路导线之间的接续都采用接续管进行接续，在压接后会产生不同程度变形的情况。目前还没有一种安全经济、操作简便、可单人操作进行空中无死角校正的方法来进行校正。新型输电导线接续管室中校正工具，实现了携带方便、操作简单、不受地形限制、可单人操作进行高空无死角校正、适用于35kV-500kV输电线路等优点，从输电线路施工到线路投运后弯曲的压接管都能进行校正。目前国内接续管空中校正领域尚属空白，新型校正工具在国内属于首创。该新型校正工具研发技术难度较大、校正效果特别显著、经济效益和社会效益十分突出、建议在电力行业全面推广。 本成果授权国家新型实用专利《一种输电线路空中接续管弯曲校正器》（201720828120.X）；本成果小巧轻便，使用便捷，根本解决了原干斤顶式校正器由于笨重所导致的高空作业困难、难以校正接续管侧向弯曲的问题、敲击校正法高空难以实施、易过校正的问题；本成果可用于35kV-500kV接续管、压缩型耐张线夹、修补管的校正，具有很强的适用性；

随着我国特高压电网建设的发展，输电线路的电压等级在不断升高，输电导线规格不断增大。目前，1250mm2的大截面导线广泛用于特高压输电线路中。其导线盘重量高达12t，宽度近2m。较高的重量和较大的体积对大截面导线的放线施工和导线盘的现场运输提出了难题，对与之相匹配的施工工艺和工器具进行研究已成为特高压线路建设的必然要求。 若采用传统搬运方式，劳动强度大，无法满足使用要求。如果采用传统的吊装方式进行大截面导线盘和放线架的就位和张力展放，不仅需要占用较大场地面积，增加施工成本，而且由于施工现场设备多，布置不够灵活，制约了工程施工进度。 因此，研究适用于1250mm2大截面导线盘现场安装放线和转场施工的机械化设备十分必要。研制成果拖挂式导线盘运输放线车可以应用到输电线路架线施工牵张场，用于1250mm2大截面及以下导线櫧的转场运输和导线的牵张施工架设，实现大截面导线张力架线的全面机械化施工，真正实现设备施工放线和导线盘运输功能--体化设计。拖挂式导线盘运输放线车的成功研制不仅解决了传统人力劳动强度大，施工安全系数低等难题，同时也解除了对大型吊装设备的依赖，可以有效降低工程施工成本，提高工作效率。

避雷线(overhead ground wire,OGW)是防止输电导线遭受雷击的重要设备。当OGW遭受雷击时，弧根的滑行运动会导致不一样的损伤机理，因此有必要对弧根的滑行运动进行分析，从而为损伤机理的研究和避雷线的选型设计提供滑行位移的数据支持。首先，文中基于链式建模方法建立了弧根沿着OGW的滑行运动模型，并通过分析电磁力的主要影响范围，缩小了建模的空间边界，从而大幅度减少了计算量；然后，通过实验室内的针-线放电实验对模型进行了验证；最后，基于所建立的模型，对弧根滑行位移的影响因素，包括热浮力、回击电流和持续电流，进行了分析。结果表明，在回击电流的作用下，热浮力的影响可以忽略。弧根的滑行位移与波尾时间成正相关，而与波头时间无关。在持续电流的作用下，热浮力会影响弧根滑行位移的评估结果，最大误差超过了25%。

“这可是世界首次，人这一辈子，能干几件世界首次的事儿啊！”近日，国网山西省电力公司建设分公司(锦通咨询公司)川渝线特高压交流线路工程监理项目部的成员们按捺不住激动的心情，早早来到作业现场，这里即将开展一项具有里程碑意义的工作。