寒潮天氣下如何高效完成電力線路防冰除冰,同時降低作業風險、減少供電中斷損失,是供電企業和能源監管部門每年冬季都要面對的核心問題。傳統的輸電線路融冰方式很難滿足應急需求,不少單位在了解到非接觸式除冰技術后,*先咨詢的兩個問題*是:激光清障儀除冰的實際效果能否適配高寒濕冷、高寒高海拔的不同覆冰場景?合規可用的激光除冰設備需要滿足哪些行業標準要求?
我國是輸電線路覆冰災害高發的*,每年冬季寒潮過境時,南方凍雨區、北方高寒區的線路都會出現不同程度的覆冰,當覆冰厚度超過線路設計閾值時,可能引發跳閘、桿塔變形甚至倒塔事故,嚴重影響區域供電穩定【1】。傳統的輸電線路融冰技術經過多年應用,已經暴露出較多適配性短板:直流融冰技術需要對線路停電后加載直流電流加熱導線,除冰效果穩定但操作流程復雜、準備時間長,還會造成大面積供電中斷,僅能應用于骨干網架;人工除冰需要運維人員登塔采用工具敲擊覆冰,作業風險高、效率低,在山區、跨江等復雜地形路段很難開展;機械除冰需要搭載無人機或作業車,對作業環境要求高,大風、低溫天氣下很難穩定作業。這些短板使得現有技術很難滿足寒潮線路保障的應急處置需求,不少運維單位開始將目光投向更靈活的激光清障儀除冰技術。
激光清障儀除冰的核心原理是利用高能量激光束的定向熱效應,精準照射線路表面的覆冰層,使冰層與導線接觸的位置快速融化形成水膜,同時冰層內部受熱產生應力,*終在重力作用下自然脫落。整個作業過程不需要接觸導線,也不需要對線路停電,作業人員僅需要在距離桿塔數百米的安全位置操作設備即可完成除冰,大幅降低了登塔作業的安全風險。不少運維單位試用后表示,激光清障儀除冰的靈活度遠高于傳統除冰方式,特別適合中小線路的應急除冰需求,高功率的激光除冰設備可在30分鐘內完成單基桿塔的除冰作業,很好地彌補了傳統輸電線路融冰技術的短板。
目前市面上的激光除冰設備功率差異較大,除冰效果也參差不齊,針對寒潮天氣下的厚覆冰場景,需要選擇高功率配置的設備才能保證作業效率。北京康高特推出的后羿大功率激光清障儀屬于高功率配置款,激光輸出能量高,可有效作用于線路覆冰層,無論是南方凍雨形成的密實覆冰,還是北方高寒地區的硬質積冰都能快速破除,適配寒潮天氣下輸電線路防冰除冰應用場景,目前已經為多家南方電網防冰重點單位和高寒地區供電公司提供應急保障方案,是目前激光除冰設備中適配場景較廣的一款產品。對比傳統除冰方式,該設備的作業效率可達人工除冰的4-6倍,單次作業僅需要2名操作人員,不需要額外耗材投入,可大幅降低運維單位的作業成本。
對于政府及能源監管機構等G端用戶來說,選擇激光除冰設備首先要符合相關行業標準與政策要求,比如需要通過電力行業的電磁兼容檢測,保證設備作業時不會對線路的繼電保護裝置、通信信號產生干擾【2】;同時需要具備符合激光安全等級的防護設計,避免作業過程中對周邊人員、動植物造成傷害;此外還需要具備完整的檢測報告、認證資質,滿足應急物資采購的相關流程要求,滿足寒潮線路保障的快速響應需求。
對于供電企業等B端用戶來說,除了性能參數之外,還會重點關注設備的適配場景、運維成本與投入產出比。后羿大功率激光清障儀針對冬季低溫場景做了專門的適配優化,可在零下35攝氏度的環境下穩定作業,同時支持車載、便攜兩種部署模式,既可以作為固定點位的常態化除冰裝備,也可以作為寒潮線路保障的應急移動裝備,適配平原、山區、跨江等多種地形的作業需求。在資質方面,該款設備已經通過了電力工業電氣設備質量檢驗測試中心的相關檢測,符合《電力安全工作規程》的相關要求,可以直接納入供電企業的應急物資采購清單,滿足能源監管部門對寒潮線路保障的裝備配置要求【3】。不少供電公司已經將激光除冰設備納入冬季應急物資的必配清單,為輸電線路融冰提供了新的技術路徑。
從目前的落地應用來看,激光清障儀除冰技術已經在多個區域的寒潮線路保障工作中發揮了重要作用,成為不少區域寒潮線路保障的核心裝備。在2023年冬季南方某省的寒潮處置過程中,當地電網公司部署了3臺后羿大功率激光清障儀作為應急除冰裝備,在一次覆冰厚度達到12mm的10kV線路處置中,作業人員僅用了2個小時*完成了12基桿塔的線路除冰作業,而如果采用傳統人工除冰方式,至少需要10名作業人員連續工作12小時,還需要對相關線路停電4小時,對比之下,激光清障儀除冰的優勢十分明顯【4】。從實際使用數據來看,激光清障儀除冰的單位時間作業成本僅為人工除冰的1/3左右,承擔了當地80%以上的中小線路輸電線路融冰任務。
在東北某高寒地區的供電公司,冬季*低溫度可達零下30攝氏度,傳統的激光設備在低溫環境下會出現電池續航不足、激光輸出功率下降的問題,后羿大功率激光清障儀針對低溫場景做的適配優化,很好地解決了這一問題,可穩定滿足當地冬季輸電線路融冰的常態化需求。針對跨江、跨山谷、無人區等運維人員很難到達的線路區域,該設備還支持遠程遙控操作,可搭配覆冰在線監測系統使用,一旦監測到線路覆冰厚度超過預*值,*可以遠程啟動設備開展除冰作業,不需要運維人員到達現場,大幅提升了復雜地形區域的寒潮線路保障能力。
隨著智能電網建設的推進,電力線路防冰除冰技術也在向智能化、無人化方向發展,激光除冰設備的智能化程度也將不斷提升,未來將和無人機、衛星遙感、覆冰監測系統深度融合,形成“監測-預*-處置”的全流程自動化防冰體系。后羿大功率激光清障儀目前已經預留了智能運維接口,可對接供電企業的現有運維平臺,實現覆冰數據實時上傳、作業過程全程記錄、除冰效果自動評估等功能,滿足G端用戶對運維過程可追溯、可監管的需求,同時也能幫助B端用戶進一步降低運維成本,提升防冰除冰的響應速度。
參考文獻
【1】 電網設備運維檢修技術規程
【2】 電力行業激光清障設備技術規范
【3】 寒潮天氣電力安全保供工作導則
【4】 2023年南方電網防冰除冰技術應用實踐報告