冶金企业电网架空线路的运行维护

刘 鹏

（鞍钢集团公司能源管控中心，辽宁鞍山 114000）

引言

冶金企业的特点是生产设备负荷大、电压波动变化广，对电网稳定性要求高。冶金企业还存在厂内移动设备较多，这些因素都是对冶金企业电网的考验。冶金企业厂区内环境复杂，各种管道线路、通讯线路、电力电缆、架空线路纵横交错，增加了架空线路检修维护的难度，需要通过合理的检修规划和新技术的引进，提高架空线路的检修效率。

1 规划线路检修项目

对线路实行固定的检修周期，每条线路每年停电检修一次，所有线路周期性进行巡线测温，66 kV线路每季度测温一次，10 kV 以下线路每半年测温一次。在巡线中发现线路下方有树木触线情况、线路杆塔有鸟窝、杂物等应及时处理。处理线路故障，无论是修复、调整、更换、处理，其施工工艺必须符合GB20173-1992《电气装置安装工程35 kV及以下架空电力线路施工及验收规范》和DL/T602-1996《架空绝缘配电线路施工及验收规范》的要求，以保证线路及设备安全运行[1]。对杆塔检修时同步进行接地电阻测试，发现接地电阻数值过大时及时处理，同时对直击雷、感应雷、雷电侵入波做好预防措施，保证雷雨天线路防雷措施的可靠性[2]。

2 加强厂内吊车作业的监管

厂区内吊车作业严重影响架空线路运行安全，在线路巡检中发现线路下方有吊车作业，及时对吊车司机进行安全提醒，对严重危胁线路的施工，全部禁止，督促施工方办理停电手续后，在旁站人员监护下进行作业。从每个细节入手，保证架空线路和相关人员安全。

图1 吊车施工监护

3 线路下方树木的砍伐

66 kV 导线垂直距离5 m 为安全距离，如果线路下方树木与导线之间距离小于5 m，一旦天气潮湿，线路就会对树木放电，造成线路故障。因树木原因导致线路发生接地故障占线路故障的50%，对线路下方超限树木的砍伐，是降低线路故障最直接的办法。

4 导线新材料的应用

随着冶金装备升级，用电负荷大幅增加，原有一些架空线路已经无法保证鞍钢各生产厂的用电需要。在保产的前提下，进一步完善电网相关措施，势在必行。对年限建造久远的线路进行增容改造，由于线路架设年限久远，如果全部推倒，重新架设新线路，投资费用巨大，对企业是很大的负担。可以考虑采用只更换线路导线的方式，更换碳纤复合芯铝铰线，碳纤复合芯铝绞线强度大，导线的抗拉强度为一般钢丝的1.97 倍，是高强度钢丝的1.7倍。导电率高，载流量大，复合材料不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，而且输送相同电力的条件下，具有更低的运行温度，可以减少输电线损6%左右。另外相同直径的碳纤复合芯铝绞线的铝材截面积为常规的1.29倍，因此可以提高载流量29%，在180 ℃条件下运行，其截流量理论上为常规的两倍，线膨胀系统数低，驰度小，与普通导线相比具有显著的低驰度特性，在相同试验条件下，温度从26 ℃上升到183 ℃时，其驰度变化量仅为常规的9.6%，在高温下弧垂不到常规导线的1/10，重量轻、耐腐蚀、使用寿命长。碳纤维复合材料与环境亲和，而且又避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题，较好地解决了铝导线长期运行的老化问题。当铝铰线达到负荷400 A时温度高达69 ℃，改成碳纤复合芯铝绞线达到负荷700 A 时，巡线测温线路温度均值为37 ℃。冶金企业在线路增容方面可以考虑将导线由钢芯铝铰线更换为碳纤维复合芯导线。既节省了线路改造成本，又达到了线路增容的目的。

5 红外线测温技术在线路缺陷处理的应用

在线路巡检中利用红外线测温技术对运行线路测温，对比温度的变化，及时发现设备隐患。如在日常巡检中发现66 kV线路T型接手发热70 ℃，并且持续测温一周后温度不降反升，立即联系线路停电，对线路接手进行检查，发现接手内部钢芯铝铰线已经破股多根线芯，如果不及时发现，存在线路熔断的风险。红外测温技术的使用，极大地提高了电气设备通常肉眼不易发现的设备隐患，提高了巡线人员的工作质量和效率。

图2 利用红外线技术发现导线破股缺陷

在室外平均高度30 m 架空线路应用红外热成像，不仅能及时发现线路金具松动、还能发现金具裂纹和导线破股，降低线路断线事故发生。

图3 利用红外线技术发现架空线路金具隐患

6 无人机巡线

面对错综复杂的架空线路，以往通过人员地面巡线的方式无法满足企业电网只能短时间停电维护的要求。采用无人机对线路巡检，线路测温和发现缺陷工作同时进行，缩短了巡线时间，节省了大量的人力资料和费用，工作效率高，巡线时间短，符合冶金企业不间断生产的需要。无人机电力线路巡检极具优势，在电力线路巡检工作中，无人机是一个具有优异性能的空中平台，它可以搭载摄像机、照相机、激光扫描仪、红外热成像仪、紫外成像仪、GPS、IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)等多种检测装置和传感器，实现远距离自主飞行，完成电力线路自运巡检。无人机作为先进的生产工具和作业手段，与传统的巡线方式相比较具有多方面的优势：受地理条件的影响较小、机动性和灵活性强。机型和传感器选择范围广。巡检人员在地面操作，无坠机伤亡风险。具有自动驾驶和精确定位功能。巡线快速，巡检结果数字化。可以识别缺陷种类丰富，巡检效果较好。人员利用率高。培训、使用、维护费用较低，容易掌握[3]。同时无人机还可以根据具体的输电线路工程的可行性设计、初步设计、施工图设计阶段的不同，选取合适分辨率的信息数据，运用3S 技术，极大地提高工作效率和质量[4]。