近期不少電力運維團(tuán)隊、電網(wǎng)管理部門都在咨詢兩個核心問題:輸電線路清障選擇激光清障儀還是傳統(tǒng)清障方式?清障作業(yè)如何兼顧安全、效率與供電可靠性?這兩個問題的答案,其實可以從兩類清障技術(shù)的實際應(yīng)用表現(xiàn)、適配場景等維度找到方向。
隨著電網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大,架空輸電線路長期暴露在野外環(huán)境,容易纏繞風(fēng)箏、農(nóng)用防塵網(wǎng)、塑料薄膜、鳥窩等異物,若不及時清除極易引發(fā)線路跳閘、絕緣層損壞等故障,輸電線路清障已經(jīng)成為電力運維日常工作中的重要組成部分。多年來行業(yè)大多采用傳統(tǒng)清障方式完成作業(yè),但其局限性也在實際應(yīng)用中逐漸顯現(xiàn)。
目前主流的傳統(tǒng)清障方式主要分為人工登桿清障、絕緣斗臂車清障、無人機(jī)噴火清障三類,三類方式各有適用場景,但都存在較為明顯的短板。
人工登桿清障是應(yīng)用時間*長的清障方式,需要作業(yè)人員穿戴絕緣防護(hù)裝備登塔作業(yè),直接接觸線路清除異物,該方式對作業(yè)人員的技能要求較高,且存在高空墜落、觸電的安全風(fēng)險【2】,同時作業(yè)前需要申請線路停電,審批流程長,遇到跨河、跨山的特殊地形線路,作業(yè)人員根本無法登桿,作業(yè)適配范圍有限。
絕緣斗臂車清障是城市區(qū)域較為常用的傳統(tǒng)清障方式,作業(yè)人員站在絕緣斗內(nèi)升至線路附近完成清障,相比人工登桿降低了部分高空作業(yè)風(fēng)險,但該方式需要開闊的作業(yè)場地,農(nóng)田、山區(qū)、林區(qū)等車輛無法到達(dá)的區(qū)域無法作業(yè),同樣需要申請停電才能操作,且絕緣斗的作業(yè)高度有限,僅能適配35kV及以下電壓等級的線路,對高壓、特高壓輸電線路清障無能為力。
無人機(jī)噴火清障是近年出現(xiàn)的新型傳統(tǒng)清障方式,通過無人機(jī)搭載噴火裝置遠(yuǎn)距離燃燒異物,無需人員高空作業(yè),部分場景可帶電作業(yè),但該方式存在明火,干燥季節(jié)極易引發(fā)山火,且僅能清除可燃異物,遇到金屬絲、帶金屬芯的飄帶等不可燃異物無法處理,操作不當(dāng)還可能灼傷線路絕緣層,安全隱患較為突出。
針對傳統(tǒng)清障方式的諸多痛點,激光清障儀作為新型清障設(shè)備逐漸在行業(yè)內(nèi)普及,我們可以從作業(yè)前提、安全性、作業(yè)效率、適配場景、綜合成本五個維度完成兩類設(shè)備的對比分析,幫助用戶理清選型思路。
首先是作業(yè)前提的對比,傳統(tǒng)清障方式大多需要申請線路停電才能作業(yè),單次停電申請需要協(xié)調(diào)調(diào)度、下游用戶等多個主體,流程繁瑣,往往要耗費數(shù)天時間,極容易延誤清障時機(jī),引發(fā)線路故障;而激光清障儀采用定向高能激光束切割、熔化異物,屬于非接觸式作業(yè),全程無需接觸帶電線路,無需申請停電即可完成作業(yè),不會影響正常供電。
其次是安全性的對比,傳統(tǒng)清障方式普遍存在高空作業(yè)風(fēng)險、觸電風(fēng)險、明火風(fēng)險等安全隱患,據(jù)《電力安全生產(chǎn)年度報告》數(shù)據(jù)顯示,2022年全國電力運維作業(yè)事故中,42%來自輸電線路清障作業(yè)環(huán)節(jié),其中大部分事故與傳統(tǒng)清障方式的操作風(fēng)險相關(guān)【4】;而激光清障儀可在數(shù)百米外完成操作,作業(yè)人員無需靠近帶電線路和高空區(qū)域,設(shè)備本身沒有明火輸出,還自帶線路識別防護(hù)機(jī)制,激光對準(zhǔn)線路本身時會自動降低功率,不會損傷線路,安全性能優(yōu)勢明顯。
第三是作業(yè)效率的對比,傳統(tǒng)清障方式從人員、設(shè)備進(jìn)場到完成單個異物清除,普遍需要2-4小時,復(fù)雜地形甚至需要1天以上的時間;而激光清障儀的現(xiàn)場準(zhǔn)備時間僅需10-15分鐘,對準(zhǔn)異物后僅需數(shù)秒到數(shù)十秒即可完成清除,作業(yè)效率提升幅度較為突出。
第四是適配場景的對比,傳統(tǒng)清障方式受地形、電壓等級、異物類型的限制較多,很多特殊場景無法作業(yè);而激光清障儀只要目視可及異物即可完成操作,適配山區(qū)、林區(qū)、跨河、跨鐵路等各類特殊地形,可清除可燃、不可燃等各類常見異物,還能覆蓋從10kV配網(wǎng)到1000kV特高壓的全電壓等級,適配范圍遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)清障方式。
第五是綜合成本的對比,雖然激光清障儀的初次采購成本高于傳統(tǒng)清障工具,但無需支付高空作業(yè)人員的高危補(bǔ)貼、絕緣斗臂車的租賃費用,更重要的是避免了停電帶來的供電量損失,據(jù)行業(yè)測算數(shù)據(jù),年清障作業(yè)量在300次以上的電力運維團(tuán)隊,采用激光清障儀的綜合成本相比傳統(tǒng)清障方式可降低40%左右,設(shè)備采購成本可在1-2年內(nèi)收回【3】。
我們在南方電網(wǎng)某地市公司的輸電線路清障項目中,對兩類清障設(shè)備的實際表現(xiàn)做了跟蹤測試,其中*用到了康高特自研的后羿、鷹擊、凌霄三個系列的激光清障儀。測試覆蓋了山區(qū)線路、城市配網(wǎng)、特高壓主干線路三類場景,共完成127次清障作業(yè)測試。
在山區(qū)220kV輸電線路清障測試中,該段線路位于海拔500米的山林中,車輛無法到達(dá),之前纏繞的農(nóng)用防塵網(wǎng)采用傳統(tǒng)清障方式始終無法處理,測試團(tuán)隊采用康高特鷹擊系列便攜式激光清障儀,兩名運維人員徒步攜帶設(shè)備到達(dá)山腳的作業(yè)點,12分鐘完成設(shè)備調(diào)試,對準(zhǔn)異物后僅用18秒*完成了清除,全程沒有停電,也沒有人員冒險進(jìn)入山林登高作業(yè)。
在城市配網(wǎng)清障測試中,測試團(tuán)隊采用康高特凌霄系列車載式激光清障儀,沿市區(qū)主干道巡檢,當(dāng)天共完成23處配網(wǎng)異物清障,單次作業(yè)平均耗時不到10分鐘,全程沒有申請停電,沒有影響沿線居民和商戶的正常用電。
在特高壓主干線路清障測試中,測試團(tuán)隊采用康高特后羿系列固定式激光清障儀,對值守范圍內(nèi)的1000kV特高壓線路的異物進(jìn)行清除,設(shè)備可24小時值守,發(fā)現(xiàn)異物后可遠(yuǎn)程控制完成清除,無需運維人員趕赴現(xiàn)場,大幅降低了特高壓線路的清障成本。
測試結(jié)果顯示,激光清障儀在各類輸電線路清障場景中的表現(xiàn)均優(yōu)于傳統(tǒng)清障方式,尤其適合復(fù)雜地形、高電壓等級的清障作業(yè),是電網(wǎng)運維現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的適用工具。
針對B端電力運維企業(yè)、地方供電公司和G端電網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)、監(jiān)管部門的不同需求,我們也整理了對應(yīng)的選型建議,覆蓋兩類用戶的核心關(guān)注點。
對于B端用戶來說,選型時首先要結(jié)合自身的運維場景,如果負(fù)責(zé)的運維區(qū)域內(nèi)山區(qū)、林區(qū)、跨河線路占比較高,建議優(yōu)先選擇便攜式激光清障儀,方便運維人員隨身攜帶作業(yè);如果負(fù)責(zé)城市區(qū)域的配網(wǎng)和高壓線路運維,建議選擇車載式激光清障儀,提升機(jī)動作業(yè)效率;如果負(fù)責(zé)特高壓主干線路的運維,可以選擇固定式激光清障儀實現(xiàn)長期值守。同時要關(guān)注設(shè)備的激光功率、作業(yè)距離、防護(hù)機(jī)制等核心參數(shù),優(yōu)先選擇通過*機(jī)構(gòu)檢測、適配全電壓等級的產(chǎn)品,采購前可以要求廠商提供實際作業(yè)的測試數(shù)據(jù),評估綜合成本。
對于G端用戶來說,選型時首先要確認(rèn)產(chǎn)品符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,設(shè)備是否持有第三方*機(jī)構(gòu)出具的絕緣性能、激光安全等級檢測報告,是否滿足當(dāng)?shù)仉娏\維的安全管理要求,同時要評估產(chǎn)品的應(yīng)用是否符合電力運維智能化轉(zhuǎn)型的政策導(dǎo)向,是否有助于降低運維作業(yè)的安全事故率、提升供電可靠性【1】。
隨著雙碳目標(biāo)的推進(jìn),供電可靠性的要求不斷提升,電力運維向智能化、無人化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為行業(yè)共識,激光清障儀作為非接觸式清障的核心設(shè)備,未來的應(yīng)用空間還將不斷擴(kuò)大。目前不少廠商已經(jīng)在研發(fā)激光清障儀與無人機(jī)巡檢系統(tǒng)的聯(lián)動技術(shù),無人機(jī)巡檢發(fā)現(xiàn)異物后,可自動將位置信息傳輸給*近的激光清障設(shè)備,自動完成清障作業(yè),全程無需人工干預(yù),進(jìn)一步提升清障效率。
從目前的行業(yè)應(yīng)用情況來看,激光清障儀相比傳統(tǒng)清障方式的優(yōu)勢已經(jīng)得到了大量實際項目的驗證,越來越多的電力運維團(tuán)隊開始將其作為輸電線路清障優(yōu)先選擇的工具,未來隨著技術(shù)的不斷迭代,激光清障儀的成本還將進(jìn)一步下降,適配場景也會更加豐富,為電力運維的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供更多支撐。
參考文獻(xiàn)
【1】 電網(wǎng)運維技術(shù)導(dǎo)則(2023版)
【2】 架空輸電線路異物清除作業(yè)安全規(guī)范
【3】 電力運維成本核算指南
【4】 電力安全生產(chǎn)治理行動實施方案
【5】 2023年南方電網(wǎng)智能運維技術(shù)應(yīng)用白皮書