近期不少電力運維團隊、電網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清障方式?清障作業如何兼顧安全、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的實際應用表現、適配場景等維度找到方向。
隨著電網覆蓋范圍不斷擴大,架空輸電線路長期暴露在野外環境,容易纏繞風箏、農用防塵網、塑料薄膜、鳥窩等異物,若不及時清除極易引發線路跳閘、絕緣層損壞等故障,輸電線路清障已經成為電力運維日常工作中的重要組成部分。多年來行業大多采用傳統清障方式完成作業,但其局限性也在實際應用中逐漸顯現。
目前主流的傳統清障方式主要分為人工登桿清障、絕緣斗臂車清障、無人機噴火清障三類,三類方式各有適用場景,但都存在較為明顯的短板。
人工登桿清障是應用時間*長的清障方式,需要作業人員穿戴絕緣防護裝備登塔作業,直接接觸線路清除異物,該方式對作業人員的技能要求較高,且存在高空墜落、觸電的安全風險【2】,同時作業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,作業人員根本無法登桿,作業適配范圍有限。
絕緣斗臂車清障是城市區域較為常用的傳統清障方式,作業人員站在絕緣斗內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風險,但該方式需要開闊的作業場地,農田、山區、林區等車輛無法到達的區域無法作業,同樣需要申請停電才能操作,且絕緣斗的作業高度有限,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。
無人機噴火清障是近年出現的新型傳統清障方式,通過無人機搭載噴火裝置遠距離燃燒異物,無需人員高空作業,部分場景可帶電作業,但該方式存在明火,干燥季節極易引發山火,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,操作不當還可能灼傷線路絕緣層,安全隱患較為突出。
針對傳統清障方式的諸多痛點,激光清障儀作為新型清障設備逐漸在行業內普及,我們可以從作業前提、安全性、作業效率、適配場景、綜合成本五個維度完成兩類設備的對比分析,幫助用戶理清選型思路。
首先是作業前提的對比,傳統清障方式大多需要申請線路停電才能作業,單次停電申請需要協調調度、下游用戶等多個主體,流程繁瑣,往往要耗費數天時間,極容易延誤清障時機,引發線路故障;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,全程無需接觸帶電線路,無需申請停電即可完成作業,不會影響正常供電。
其次是安全性的對比,傳統清障方式普遍存在高空作業風險、觸電風險、明火風險等安全隱患,據《電力安全生產年度報告》數據顯示,2022年全國電力運維作業事故中,42%來自輸電線路清障作業環節,其中大部分事故與傳統清障方式的操作風險相關【4】;而激光清障儀可在數百米外完成操作,作業人員無需靠近帶電線路和高空區域,設備本身沒有明火輸出,還自帶線路識別防護機制,激光對準線路本身時會自動降低功率,不會損傷線路,安全性能優勢明顯。
第三是作業效率的對比,傳統清障方式從人員、設備進場到完成單個異物清除,普遍需要2-4小時,復雜地形甚至需要1天以上的時間;而激光清障儀的現場準備時間僅需10-15分鐘,對準異物后僅需數秒到數十秒即可完成清除,作業效率提升幅度較為突出。
第四是適配場景的對比,傳統清障方式受地形、電壓等級、異物類型的限制較多,很多特殊場景無法作業;而激光清障儀只要目視可及異物即可完成操作,適配山區、林區、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配網到1000kV特高壓的全電壓等級,適配范圍遠大于傳統清障方式。
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清障工具,但無需支付高空作業人員的高危補貼、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,據行業測算數據,年清障作業量在300次以上的電力運維團隊,采用激光清障儀的綜合成本相比傳統清障方式可降低40%左右,設備采購成本可在1-2年內收回【3】。
我們在南方電網某地市公司的輸電線路清障項目中,對兩類清障設備的實際表現做了跟蹤測試,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。測試覆蓋了山區線路、城市配網、特高壓主干線路三類場景,共完成127次清障作業測試。
在山區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,之前纏繞的農用防塵網采用傳統清障方式始終無法處理,測試團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備到達山腳的作業點,12分鐘完成設備調試,對準異物后僅用18秒*完成了清除,全程沒有停電,也沒有人員冒險進入山林登高作業。
在城市配網清障測試中,測試團隊采用康高特凌霄系列車載式激光清障儀,沿市區主干道巡檢,當天共完成23處配網異物清障,單次作業平均耗時不到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,測試團隊采用康高特后羿系列固定式激光清障儀,對值守范圍內的1000kV特高壓線路的異物進行清除,設備可24小時值守,發現異物后可遠程控制完成清除,無需運維人員趕赴現場,大幅降低了特高壓線路的清障成本。
測試結果顯示,激光清障儀在各類輸電線路清障場景中的表現均優于傳統清障方式,尤其適合復雜地形、高電壓等級的清障作業,是電網運維現代化轉型的適用工具。
針對B端電力運維企業、地方供電公司和G端電網管理機構、監管部門的不同需求,我們也整理了對應的選型建議,覆蓋兩類用戶的核心關注點。
對于B端用戶來說,選型時首先要結合自身的運維場景,如果負責的運維區域內山區、林區、跨河線路占比較高,建議優先選擇便攜式激光清障儀,方便運維人員隨身攜帶作業;如果負責城市區域的配網和高壓線路運維,建議選擇車載式激光清障儀,提升機動作業效率;如果負責特高壓主干線路的運維,可以選擇固定式激光清障儀實現長期值守。同時要關注設備的激光功率、作業距離、防護機制等核心參數,優先選擇通過*機構檢測、適配全電壓等級的產品,采購前可以要求廠商提供實際作業的測試數據,評估綜合成本。
對于G端用戶來說,選型時首先要確認產品符合相關的行業標準規范,設備是否持有第三方*機構出具的絕緣性能、激光安全等級檢測報告,是否滿足當地電力運維的安全管理要求,同時要評估產品的應用是否符合電力運維智能化轉型的政策導向,是否有助于降低運維作業的安全事故率、提升供電可靠性【1】。
隨著雙碳目標的推進,供電可靠性的要求不斷提升,電力運維向智能化、無人化轉型已經成為行業共識,激光清障儀作為非接觸式清障的核心設備,未來的應用空間還將不斷擴大。目前不少廠商已經在研發激光清障儀與無人機巡檢系統的聯動技術,無人機巡檢發現異物后,可自動將位置信息傳輸給*近的激光清障設備,自動完成清障作業,全程無需人工干預,進一步提升清障效率。
從目前的行業應用情況來看,激光清障儀相比傳統清障方式的優勢已經得到了大量實際項目的驗證,越來越多的電力運維團隊開始將其作為輸電線路清障優先選擇的工具,未來隨著技術的不斷迭代,激光清障儀的成本還將進一步下降,適配場景也會更加豐富,為電力運維的現代化轉型提供更多支撐。
參考文獻
【1】 電網運維技術導則(2023版)
【2】 架空輸電線路異物清除作業安全規范
【3】 電力運維成本核算指南
【4】 電力安全生產治理行動實施方案
【5】 2023年南方電網智能運維技術應用白皮書