电线燃定仪

输电线路动态增容技术在智能电网中的应用1. 前言 向可持续和环境友好型能源供应过渡对社会和工业都是一个挑战，而电网正成为一个瓶颈。同时，随着社会经济持续快速增长，用电负荷增长迅速，而输电线路的输送容量受到热稳定限额的制约，远不能满足实际需求。然而，扩建电网既费时又费钱。但实际上，已经有可能通过依赖天气的架空线路运行来提高现有容量的利用率，简而言之：输电线路动态增容（DLR— Dynamic Line Rating）。 输电线路动态增容技术是在保证系统稳定、设备安全的前提下，通过对线路的运行状况和外界环境进行实时监测和分析，实时计算出满足热稳定限额的最大输送容量，并根据计算结果进行实时调整输送容量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送能力，同时减少输电设备的投资。动态增容技术在不突破现行技术规程规定的条件下，可保证系统稳定和设备安全运行，因此有很强的实用性，对满足社会经济快速增长有着积极的作用。2. 影响输送容量的因素 输送容量由载流量决定。载流量是在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。导线温度的变化受发热功率和散热功率决定，发热功率包括：太阳光照射吸热、电流作用热、磁滞损耗等，散热功率主要包括有空气流动引起的热量流失、导线自身向外界辐射的热量等。综上，导线实际输送容量或载流量主要与 2 个因素有关：Ø 自然因素o 风速风向、温湿度、太阳总辐射，导线温度等Ø 导线的物理性能。o 导线的吸收系数、辐射系数、最大允许温度、导线直径、阻抗等 图1 影响线路载流量的环境因素 导线的物理性能不在本文的讨论范畴。导线随着温度的升高而膨胀，线路下垂，产生弧垂现象，垂度同时受到线路的电流负荷和线路周围的小气候的影响。为了更好地监控弧垂和净距控制，需要对线路周围的小气候进行智能可靠的监测，监测因素包括：大气温度、光辐射、风速等。下面展示了几个要素对输送容量的影响程度：Ø 大气温度F 2 ℃的波动 – 约±2% 容量F 10 ℃的下降 – 约+11% 容量Ø 光辐射F 云遮挡 – 比较小F 日食 – +18% 容量Ø 风速提高1m/sF 45゜ – 约 18% 容量F 90゜ – 约 23% 容量 图2风速对等电流线路温升的影响 图3风对线路的影响 从图2可以看出，风速越大，线路的温升越小；反之，风速越小，温升越大。图3直观的展示了受风影响的一段线路，温度较低，线会更加紧绷；相反，在无风或弱风状态下的线路，温度更高，线会变得更松弛，弧垂越严重。3. 输电线路动态增容的概念 在有利的天气条件下，导体能承受高达约150%的电流负荷增加或更高。为了保证极端条件下的安全运行，德国电网运营商根据所谓的标准仲夏天气条件计算了很长一段时间，即：在静态环境下，温度35°C（95°F），风速0.6米/秒的弱风和900瓦/平方米的强太阳辐射。在中欧地区，这种情况在一年中的只有几天而已。因此，在所有其他时间里，线路可以承受更大的电流负荷。输电线路动态增容的目标是使用这些以前未使用的容量，在不突破现行技术规程规定的条件下或不超过静态容量前提下，来提高传输容量，充分利用传输线路。 图3 输电线路动态增容的示意图 从图3很清晰地看出，一个比较长的时间段里（如：1年）， 可以利用的未使用的容量是非常巨大的。在使用过程中需要注意以下几点：一、实时地确定可以利用的真实动态容量；二、提高系统的可靠性；三、优化电网的时效。4. 动态增容监测系统的系统结构 输电线路动态增容实时在线监测系统，就是利用传感器采集这些自然因素，结合导线的物理性能 计算出导线的实时载流量，分析并计算出输电线路的隐性容量。动态增容在线监测系统，共包括 3部 分：采集终端、动态增容主站和数据存储服务器。其中，采集终端包括：机箱、供电、数采、传输模块、各类传感器和摄像头。 5. 气象要素监测解决方案 导体温度直接接触测量固然是一种方案，但是受外界强电磁干扰等因素，测量难度大。外界环境因素测量是对导体温度直接测量的补充，同时，优化动态容量实时调整提供数据支撑。OTT Hydromet公司是一家专业的气象水文系统解决方案服务商，以下产品可以很好的服务于电网动态增容系统里。Ø 气象传感器Lufft WS501，集成度高，用于测量温度、湿度、气压、太阳辐射、风速和风向Ø 安装在桅杆上，尽可能精确地测量导线上的主要条件；Ø 用于可靠数据收集和存储的Sutron XLink 500数据记录器； Ø 电源和通信由专门设计的OTT 机柜提供，由太阳能电池板供电；

高压绝缘子用于将电线连接到电线杆和输电塔，其作用是避免危险的电流通过输电塔流向地面。由于陶瓷和复合材料具有较高的电阻水平，因此被用作输电线路和铁路牵引电线的绝缘体。涂层可以解决污染问题随着时间的推移，大气污染物，如：盐雾或化学粉尘，会堆积在绝缘子上，形成导电路径，以致于会引起一种被称为闪络的高压放电现象。当闪络发生时，如果人与绝缘子离得太近，会很危险，甚至会有生命安危。进行机械操作或在高压线附近工作的建筑、农业和铁路工人都会面临这种风险。高压绝缘子的表面涂上有机硅层，可以防止因污染物积聚而引起的闪络。要达到预期效果，涂层必须符合最低厚度的要求，而且要牢固地粘接到绝缘子的表面。由于涂层的价格昂贵，大多数制造商只会使用具有最小要求厚度的涂层。作为质量控制的一个环节，绝缘子制造商会对涂层的厚度和粘接情况进行检查，而且在绝缘子使用的过程中，还需要对其进行例行维护检测，以确保高压绝缘子能够继续符合安全要求。在这些检测中经常会用到两个奥林巴斯解决方案：涂层厚度的测量，和有机硅绝缘子的粘接检测。测量涂层的厚度超声厚度测量可以无损方式快速核查有机硅涂层是否符合最小厚度的要求。超声波会从具有不同声学阻抗的两种材料的交界处反射回来。由于有机硅的阻抗低于陶瓷或复合材料绝缘子，因此声能会从有机硅和绝缘子的交界处反射回来。通过将测厚仪校准为有机硅的声速，可以在不损坏绝缘子的情况下，快速、重复地测量涂层的厚度。可以使用38DL PLUS或装有单晶软件的45MG超声测厚仪对有机硅涂层的厚度进行测量。当检测空间够大，可以进行耦合操作时，我们建议使用10 MHz的M1016接触式探头。可以使用手柄式线缆（LCMH-74-3），接触到距离更远的被测部位。当绝缘子的几何形状不允许耦合M1016探头时，我们建议使用20 MHz的手柄式M2055延迟块探头。可测厚度的范围从约0.12毫米到1.25毫米以上。检测涂层较厚或涂层的衰减性较高的材料时，可能需要使用低频探头，如：5 MHz的M110-RM接触式探头。有机硅绝缘子的粘接检测有机硅涂层和复合材料绝缘子必须完好地粘接在一起，才可以有效地发挥电气性能，如果粘接不好，会导致发生闪络。使用超声探伤仪或带有波型显示功能的测厚仪，可以无损方式快速核查涂层粘接的完整性。我们建议使用EPOCH 650或EPOCH 6LT超声探伤仪、38DL PLUS，或带有单晶和波形软件的45MG超声测厚仪，配合小直径接触式探头，如：V112-RM 10 MHz探头，完成这类粘接检测。这种小直径探头可以伸到绝缘子的波浪裙式外层的凹陷区域中进行检测。

电线电缆行业作为国民经济中最大的配套行业之一，是各产业的基础，在国民经济的整个产业链中位于中游，其产品广泛应用于电力、通信、能源、建筑、运输、船舶、汽车以及石油化工等领域。近年来，我国基础设施建设力度加大，加之政策上的利好，我国电线电缆需求逐年增加，同时带动产量不断提升，在良好的国家宏观经济环境下，未来几年我国的电线电缆产量将保持稳定的增长幅度。 电线电缆行业存在“料重工轻”的特点，其上游行业主要为铜材行业和橡胶及塑料等化工原料行业。从结构上讲，电线电缆通常是由导体线芯、绝缘层和护套层三部分组成，其中的导体线芯是产品进行电流或电磁波信息传输功能的主要构件。而常见的电线电缆导体构件以铜作为最常见的材料（导体构件材料有很多种，包括铜、铝、铜包钢、铜包铝、光导纤维等），这部分原材料在产品成本中占比较大，所以铜材的价格波动对本行业的产品成本与价格有非常大的影响。 我国的电线电缆行业集中度低，企业众多，中小企业占比95%以上，产品主要集中在中低端市场，市场竞争日益激烈。由于各企业的规模有限，很难做到全产业链的覆盖，所以各个上下游企业间必定存在持续的业务往来。 如企业A为铜厂，专门负责将电解铜生产成标准的电工用铜线坯，如Φ8.0 mm铜杆，同时生产一些常用尺寸的拉丝电工圆铜线。企业B为其下游客户，铜线缆生产厂家，专门负责成品线缆的生产及前续加工，拥有自主的拉丝车间，可以将Φ8.0 mm铜杆拉丝成所需直径的铜线并生产出成品线缆。两企业在做产品出库与进料时一定会涉及到称重。 由于铜产品的体积及重量大的特点，所以操作员在称重的过程中一定会使用到平台秤。经了解，很多企业使用的平台秤经常会出现一些问题，新秤在使用的前期一切还正常，但使用一段时间后，台面局部位置发生变形，或者出现四角不一致，偏差在0.5-1kg左右。 我们来计算一下：由于铜材的价格波动很大，所以我们暂且以当下的价格为例：电解铜67000元/吨，如果秤的精度误差为0.5kg，那么每称量1吨的铜，就会有单方损失：67元/kg x 0.5kg = 33.5元/吨 进一步计算，每天出库及收料通常在300-600吨，那么，这个损失就会高达10,050元-20,100元/天。这种情况，谁来买这个单？ 考虑此行业应用的特殊性，奥豪斯专门制定了此行业解决方案，帮助企业主们完美地解决这个问题，排除您的困扰。 针对铜线缆行业的特点，如客户要求精度高，称重过程中存在集中载荷，奥豪斯的解决方案为： Defender 5000系列平台秤，该平台秤表面使用加厚花纹钢板，不易变形；秤体底部采用U型骨架钢板冲压而成，创新式结构，坚固耐用，且耐重载疲劳设计。 另外，产品采用4只符合OIML R60认证的合金钢传感器，精确稳定，满足客户对称量精度的要求。同时，配有功能丰富的TD52仪表，支持多种选件，可以满足您对重量数据的记录及追溯要求。奥豪斯Defender 5000系列平台秤，为您提供可靠、精准的称量！