冶金企業(yè)電網(wǎng)架空線路的運行維護

劉 鵬

（鞍鋼集團公司能源管控中心，遼寧鞍山 114000）

引言

冶金企業(yè)的特點是生產(chǎn)設(shè)備負荷大、電壓波動變化廣，對電網(wǎng)穩(wěn)定性要求高。冶金企業(yè)還存在廠內(nèi)移動設(shè)備較多，這些因素都是對冶金企業(yè)電網(wǎng)的考驗。冶金企業(yè)廠區(qū)內(nèi)環(huán)境復雜，各種管道線路、通訊線路、電力電纜、架空線路縱橫交錯，增加了架空線路檢修維護的難度，需要通過合理的檢修規(guī)劃和新技術(shù)的引進，提高架空線路的檢修效率。

1 規(guī)劃線路檢修項目

對線路實行固定的檢修周期，每條線路每年停電檢修一次，所有線路周期性進行巡線測溫，66 kV線路每季度測溫一次，10 kV 以下線路每半年測溫一次。在巡線中發(fā)現(xiàn)線路下方有樹木觸線情況、線路桿塔有鳥窩、雜物等應(yīng)及時處理。處理線路故障，無論是修復、調(diào)整、更換、處理，其施工工藝必須符合GB20173-1992《電氣裝置安裝工程35 kV及以下架空電力線路施工及驗收規(guī)范》和DL/T602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗收規(guī)范》的要求，以保證線路及設(shè)備安全運行[1]。對桿塔檢修時同步進行接地電阻測試，發(fā)現(xiàn)接地電阻數(shù)值過大時及時處理，同時對直擊雷、感應(yīng)雷、雷電侵入波做好預防措施，保證雷雨天線路防雷措施的可靠性[2]。

2 加強廠內(nèi)吊車作業(yè)的監(jiān)管

廠區(qū)內(nèi)吊車作業(yè)嚴重影響架空線路運行安全，在線路巡檢中發(fā)現(xiàn)線路下方有吊車作業(yè)，及時對吊車司機進行安全提醒，對嚴重危脅線路的施工，全部禁止，督促施工方辦理停電手續(xù)后，在旁站人員監(jiān)護下進行作業(yè)。從每個細節(jié)入手，保證架空線路和相關(guān)人員安全。

圖1 吊車施工監(jiān)護

3 線路下方樹木的砍伐

66 kV 導線垂直距離5 m 為安全距離，如果線路下方樹木與導線之間距離小于5 m，一旦天氣潮濕，線路就會對樹木放電，造成線路故障。因樹木原因?qū)е戮€路發(fā)生接地故障占線路故障的50%，對線路下方超限樹木的砍伐，是降低線路故障最直接的辦法。

4 導線新材料的應(yīng)用

隨著冶金裝備升級，用電負荷大幅增加，原有一些架空線路已經(jīng)無法保證鞍鋼各生產(chǎn)廠的用電需要。在保產(chǎn)的前提下，進一步完善電網(wǎng)相關(guān)措施，勢在必行。對年限建造久遠的線路進行增容改造，由于線路架設(shè)年限久遠，如果全部推倒，重新架設(shè)新線路，投資費用巨大，對企業(yè)是很大的負擔。可以考慮采用只更換線路導線的方式，更換碳纖復合芯鋁鉸線，碳纖復合芯鋁絞線強度大，導線的抗拉強度為一般鋼絲的1.97 倍，是高強度鋼絲的1.7倍。導電率高，載流量大，復合材料不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應(yīng)，而且輸送相同電力的條件下，具有更低的運行溫度，可以減少輸電線損6%左右。另外相同直徑的碳纖復合芯鋁絞線的鋁材截面積為常規(guī)的1.29倍，因此可以提高載流量29%，在180 ℃條件下運行，其截流量理論上為常規(guī)的兩倍，線膨脹系統(tǒng)數(shù)低，馳度小，與普通導線相比具有顯著的低馳度特性，在相同試驗條件下，溫度從26 ℃上升到183 ℃時，其馳度變化量僅為常規(guī)的9.6%，在高溫下弧垂不到常規(guī)導線的1/10，重量輕、耐腐蝕、使用壽命長。碳纖維復合材料與環(huán)境親和，而且又避免了導體在通電時鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問題，較好地解決了鋁導線長期運行的老化問題。當鋁鉸線達到負荷400 A時溫度高達69 ℃，改成碳纖復合芯鋁絞線達到負荷700 A 時，巡線測溫線路溫度均值為37 ℃。冶金企業(yè)在線路增容方面可以考慮將導線由鋼芯鋁鉸線更換為碳纖維復合芯導線。既節(jié)省了線路改造成本，又達到了線路增容的目的。

5 紅外線測溫技術(shù)在線路缺陷處理的應(yīng)用

在線路巡檢中利用紅外線測溫技術(shù)對運行線路測溫，對比溫度的變化，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。如在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)66 kV線路T型接手發(fā)熱70 ℃，并且持續(xù)測溫一周后溫度不降反升，立即聯(lián)系線路停電，對線路接手進行檢查，發(fā)現(xiàn)接手內(nèi)部鋼芯鋁鉸線已經(jīng)破股多根線芯，如果不及時發(fā)現(xiàn)，存在線路熔斷的風險。紅外測溫技術(shù)的使用，極大地提高了電氣設(shè)備通常肉眼不易發(fā)現(xiàn)的設(shè)備隱患，提高了巡線人員的工作質(zhì)量和效率。

圖2 利用紅外線技術(shù)發(fā)現(xiàn)導線破股缺陷

在室外平均高度30 m 架空線路應(yīng)用紅外熱成像，不僅能及時發(fā)現(xiàn)線路金具松動、還能發(fā)現(xiàn)金具裂紋和導線破股，降低線路斷線事故發(fā)生。

圖3 利用紅外線技術(shù)發(fā)現(xiàn)架空線路金具隱患

6 無人機巡線

面對錯綜復雜的架空線路，以往通過人員地面巡線的方式無法滿足企業(yè)電網(wǎng)只能短時間停電維護的要求。采用無人機對線路巡檢，線路測溫和發(fā)現(xiàn)缺陷工作同時進行，縮短了巡線時間，節(jié)省了大量的人力資料和費用，工作效率高，巡線時間短，符合冶金企業(yè)不間斷生產(chǎn)的需要。無人機電力線路巡檢極具優(yōu)勢，在電力線路巡檢工作中，無人機是一個具有優(yōu)異性能的空中平臺，它可以搭載攝像機、照相機、激光掃描儀、紅外熱成像儀、紫外成像儀、GPS、IMU(Inertial Measurement Unit，慣性測量單元)等多種檢測裝置和傳感器，實現(xiàn)遠距離自主飛行，完成電力線路自運巡檢。無人機作為先進的生產(chǎn)工具和作業(yè)手段，與傳統(tǒng)的巡線方式相比較具有多方面的優(yōu)勢：受地理條件的影響較小、機動性和靈活性強。機型和傳感器選擇范圍廣。巡檢人員在地面操作，無墜機傷亡風險。具有自動駕駛和精確定位功能。巡線快速，巡檢結(jié)果數(shù)字化。可以識別缺陷種類豐富，巡檢效果較好。人員利用率高。培訓、使用、維護費用較低，容易掌握[3]。同時無人機還可以根據(jù)具體的輸電線路工程的可行性設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計階段的不同，選取合適分辨率的信息數(shù)據(jù)，運用3S 技術(shù)，極大地提高工作效率和質(zhì)量[4]。