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[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； ④红外线热像仪可以测出某些输电线路的内部结构状况。
3.2.2盐密测试
开展以线路绝缘子实测盐密值来监控安排清扫周期，常见监测技术有最大泄漏电流法，来诊断绝缘子污秽情况并指导清扫周期。
3.2.3污闪检测
绝缘子表面的积污常会引发输电线路的污闪事故。污秽和空气中相对湿度(RH)的联合作用使绝缘水平下降。污闪是电力系统安全运行的最大威胁之一，是高压架空送电线路的防范重点。利用泄漏电流法监测绝缘子的污秽程度。
3.2.4 绝缘检测
输电线路需要监测的数据量最大的是绝缘子，包括合成绝缘子和瓷质绝缘子。其中合成绝缘子以其优异的防污性、憎水性、高强度、重量轻和免维护的特点已在输电线路中得到广泛应用。常规监测技术有：
（1)根据合成绝缘子周围电场沿绝缘子轴向分布情况，判断绝缘子是否有缺陷及设备内部绝缘状态的变化；
（2）根据测量泄漏电流来判断合成绝缘子的绝缘程度以及相关绝缘劣化信息；
（3）根据绝缘子串分布电压法来测量瓷质绝缘子的绝缘情况变化；
（4）根据绝缘子串容性电流法测量瓷质绝缘子的绝缘情况变化。
3.2.5 其它监测
（1）雷电监测：利用电位的变化和雷击闪络后的工频续流对输电线路雷击故障点和雷击性质进行定位和识别；
（2）杆塔接地电阻测量。
3.3诊断分析中心
诊断分析中心根据输电线路的物理参数、运行参数利用决策算法和智能技术，进行设备状态诊断和分析预测过程。前面已描述物理参数、运行参数的获取，此处简要描述诊断和预测的主要内容。
3.3.1设备健康诊断
（1）设备健康诊断：根据相关数据和模型得出当前设备的健康状况。健康程度可根据需要进行系列描述；
（2）可靠性评估：是在对设备或元件的运行状态进行综合监测后采用概率统计的手段、局部可能故障对整个系统可靠性影响评估的基础上，决定维修计划的一种维修策略；可靠性评估有对具体设备或单一元件的运行寿命及可能发生故障的时间进行评估，也对整个系统的运行寿命及可能产生故障的时间进行综合评估。
3.3.2预测内容
通过对已有的历史信息的处理，得到未来信息的预测值。预侧方法有很多，典型的有：回归分析法、时间序列分析法、模式识别法、专家系统法、人工神经网络法等，且各有其优缺点。
① 缺陷预测。缺陷预测系统在于通过对线路运行的当前和历史缺陷数据的分析，对可能发生的缺陷情况做出预侧，以做好缺陷处理的人力、物力准备，提高缺陷处理的反应能力。
② 寿命估计：对设备的寿命估计是对电气设备更新的基本依据，目前所采用的基本方法是在大量的实验基础上，利用概率的相关知识。如通常认为电容器的寿命服从威布尔分布，而发电机的寿命服从指数分布。现在又有使用CIGIE II方法对绝缘老化进行估计，从而得到设备的剩余寿命。
4.结论
总之，作为一种先进的检修管理方式，输电线路状态检修能有效地克服定期检修造成设备过修或失修的问题，给电网及社会带来巨大的经济效益和社会效益。输电线路状态检修在电力网络结构不断庞大，线路设备运行水平不断提高及电力用户对系统供电可靠性要求越来越高的背景下，而提出的一种检修策略，它是建立在故障诊断基础上的科学检修管理方法。具体操作方法是通过比较先进的一些检测手段和试验技术，对输电线路的运行数据和运行工况进行综合分析判断，从而确定出线路检修周期和项目。
[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； ④红外线热像仪可以测出某些输电线路的内部结构状况。
3.2.2盐密测试
开展以线路绝缘子实测盐密值来监控安排清扫周期，常见监测技术有最大泄漏电流法，来诊断绝缘子污秽情况并指导清扫周期。
3.2.3污闪检测
绝缘子表面的积污常会引发输电线路的污闪事故。污秽和空气中相对湿度(RH)的联合作用使绝缘水平下降。污闪是电力系统安全运行的最大威胁之一，是高压架空送电线路的防范重点。利用泄漏电流法监测绝缘子的污秽程度。
3.2.4 绝缘检测
输电线路需要监测的数据量最大的是绝缘子，包括合成绝缘子和瓷质绝缘子。其中合成绝缘子以其优异的防污性、憎水性、高强度、重量轻和免维护的特点已在输电线路中得到广泛应用。常规监测技术有：
（1)根据合成绝缘子周围电场沿绝缘子轴向分布情况，判断绝缘子是否有缺陷及设备内部绝缘状态的变化；
（2）根据测量泄漏电流来判断合成绝缘子的绝缘程度以及相关绝缘劣化信息；
（3）根据绝缘子串分布电压法来测量瓷质绝缘子的绝缘情况变化；
（4）根据绝缘子串容性电流法测量瓷质绝缘子的绝缘情况变化。
3.2.5 其它监测
（1）雷电监测：利用电位的变化和雷击闪络后的工频续流对输电线路雷击故障点和雷击性质进行定位和识别；
（2）杆塔接地电阻测量。
3.3诊断分析中心
诊断分析中心根据输电线路的物理参数、运行参数利用决策算法和智能技术，进行设备状态诊断和分析预测过程。前面已描述物理参数、运行参数的获取，此处简要描述诊断和预测的主要内容。
3.3.1设备健康诊断
（1）设备健康诊断：根据相关数据和模型得出当前设备的健康状况。健康程度可根据需要进行系列描述；
（2）可靠性评估：是在对设备或元件的运行状态进行综合监测后采用概率统计的手段、局部可能故障对整个系统可靠性影响评估的基础上，决定维修计划的一种维修策略；可靠性评估有对具体设备或单一元件的运行寿命及可能发生故障的时间进行评估，也对整个系统的运行寿命及可能产生故障的时间进行综合评估。
3.3.2预测内容
通过对已有的历史信息的处理，得到未来信息的预测值。预侧方法有很多，典型的有：回归分析法、时间序列分析法、模式识别法、专家系统法、人工神经网络法等，且各有其优缺点。
① 缺陷预测。缺陷预测系统在于通过对线路运行的当前和历史缺陷数据的分析，对可能发生的缺陷情况做出预侧，以做好缺陷处理的人力、物力准备，提高缺陷处理的反应能力。
② 寿命估计：对设备的寿命估计是对电气设备更新的基本依据，目前所采用的基本方法是在大量的实验基础上，利用概率的相关知识。如通常认为电容器的寿命服从威布尔分布，而发电机的寿命服从指数分布。现在又有使用CIGIE II方法对绝缘老化进行估计，从而得到设备的剩余寿命。
4.结论
总之，作为一种先进的检修管理方式，输电线路状态检修能有效地克服定期检修造成设备过修或失修的问题，给电网及社会带来巨大的经济效益和社会效益。输电线路状态检修在电力网络结构不断庞大，线路设备运行水平不断提高及电力用户对系统供电可靠性要求越来越高的背景下，而提出的一种检修策略，它是建立在故障诊断基础上的科学检修管理方法。具体操作方法是通过比较先进的一些检测手段和试验技术，对输电线路的运行数据和运行工况进行综合分析判断，从而确定出线路检修周期和项目。