冶金企業(yè)電網(wǎng)架空線路的運(yùn)行維護(hù)

劉 鵬

（鞍鋼集團(tuán)公司能源管控中心，遼寧鞍山 114000）

引言

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

1 規(guī)劃線路檢修項(xiàng)目

對(duì)線路實(shí)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(jìn)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(shí)處理。處理線路故障，無論是修復(fù)、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(yàn)收規(guī)范》和DL/T602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求，以保證線路及設(shè)備安全運(yùn)行[1]。對(duì)桿塔檢修時(shí)同步進(jìn)行接地電阻測試，發(fā)現(xiàn)接地電阻數(shù)值過大時(shí)及時(shí)處理，同時(shí)對(duì)直擊雷、感應(yīng)雷、雷電侵入波做好預(yù)防措施，保證雷雨天線路防雷措施的可靠性[2]。

2 加強(qiáng)廠內(nèi)吊車作業(yè)的監(jiān)管

廠區(qū)內(nèi)吊車作業(yè)嚴(yán)重影響架空線路運(yùn)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(shí)對(duì)吊車司機(jī)進(jìn)行安全提醒，對(duì)嚴(yán)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(hù)下進(jìn)行作業(yè)。從每個(gè)細(xì)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(hù)

3 線路下方樹木的砍伐

66 kV 導(dǎo)線垂直距離5 m 為安全距離，如果線路下方樹木與導(dǎo)線之間距離小于5 m，一旦天氣潮濕，線路就會(huì)對(duì)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(duì)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(dǎo)線新材料的應(yīng)用

隨著冶金裝備升級(jí)，用電負(fù)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(jìn)一步完善電網(wǎng)相關(guān)措施，勢在必行。對(duì)年限建造久遠(yuǎn)的線路進(jìn)行增容改造，由于線路架設(shè)年限久遠(yuǎn)，如果全部推倒，重新架設(shè)新線路，投資費(fèi)用巨大，對(duì)企業(yè)是很大的負(fù)擔(dān)。可以考慮采用只更換線路導(dǎo)線的方式，更換碳纖復(fù)合芯鋁鉸線，碳纖復(fù)合芯鋁絞線強(qiáng)度大，導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度為一般鋼絲的1.97 倍，是高強(qiáng)度鋼絲的1.7倍。導(dǎo)電率高，載流量大，復(fù)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(yùn)行溫度，可以減少輸電線損6%左右。另外相同直徑的碳纖復(fù)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(yùn)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(dǎo)線相比具有顯著的低馳度特性，在相同試驗(yàn)條件下，溫度從26 ℃上升到183 ℃時(shí)，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(dǎo)線的1/10，重量輕、耐腐蝕、使用壽命長。碳纖維復(fù)合材料與環(huán)境親和，而且又避免了導(dǎo)體在通電時(shí)鋁線與鍍鋅鋼線之間的電化腐蝕問題，較好地解決了鋁導(dǎo)線長期運(yùn)行的老化問題。當(dāng)鋁鉸線達(dá)到負(fù)荷400 A時(shí)溫度高達(dá)69 ℃，改成碳纖復(fù)合芯鋁絞線達(dá)到負(fù)荷700 A 時(shí)，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(dǎo)線由鋼芯鋁鉸線更換為碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線。既節(jié)省了線路改造成本，又達(dá)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(duì)運(yùn)行線路測溫，對(duì)比溫度的變化，及時(shí)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(duì)線路接手進(jìn)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(shí)發(fā)現(xiàn)，存在線路熔斷的風(fēng)險(xiǎn)。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(dǎo)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(shí)發(fā)現(xiàn)線路金具松動(dòng)、還能發(fā)現(xiàn)金具裂紋和導(dǎo)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(jī)巡線

面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)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(shí)間停電維護(hù)的要求。采用無人機(jī)對(duì)線路巡檢，線路測溫和發(fā)現(xiàn)缺陷工作同時(shí)進(jìn)行，縮短了巡線時(shí)間，節(jié)省了大量的人力資料和費(fèi)用，工作效率高，巡線時(shí)間短，符合冶金企業(yè)不間斷生產(chǎn)的需要。無人機(jī)電力線路巡檢極具優(yōu)勢，在電力線路巡檢工作中，無人機(jī)是一個(gè)具有優(yōu)異性能的空中平臺(tái)，它可以搭載攝像機(jī)、照相機(jī)、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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自主飛行，完成電力線路自運(yùn)巡檢。無人機(jī)作為先進(jìn)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?xiàng)l件的影響較小、機(jī)動(dòng)性和靈活性強(qiáng)。機(jī)型和傳感器選擇范圍廣。巡檢人員在地面操作，無墜機(jī)傷亡風(fēng)險(xiǎn)。具有自動(dòng)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(shí)別缺陷種類豐富，巡檢效果較好。人員利用率高。培訓(xùn)、使用、維護(hù)費(fèi)用較低，容易掌握[3]。同時(shí)無人機(jī)還可以根據(jù)具體的輸電線路工程的可行性設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)階段的不同，選取合適分辨率的信息數(shù)據(jù)，運(yùn)用3S 技術(shù)，極大地提高工作效率和質(zhì)量[4]。