浅析降低输电线路渡线除尘的应用和创新

浅析降低输电线路渡线除尘的应用和创新

徐泽明

国网成都供电公司 

摘要:近年来，随着城市规模和国民经济的不断发展，年年用电负荷持续升高，为了完成二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后开始下降；让自身温室气体达到零排放；圆满完成“碳达峰”、“碳中和”目标，切实解决绿色电力能源的输送和使用，在不断开展特高压、直流等远距离输送通道的建设外，妥善解决好现有各类110kV及以上输电线路，存在运行年代久远，导线线径偏小，地线锈蚀严重等紧急隐患，及时利用张牵技术进行导地线增容改造或更换锈蚀架空地线等来进行电网升级改造，消除线路缺陷，满足安全运行要求。

关键词:张牵机,放线,除尘

一、老旧输电线路改造原因

首先，目前成都地区所运维的老旧线路存在架空地线明显锈蚀区段的线路共计65条，其中2009年以前投运线路35条。近年来通过无人机飞巡、人工巡视已经发现10余起断股严重的紧急缺陷。针对跨越主城区等人口稠密区域以及“三跨”区段的重要线路，架空地线的安全运行至关重要。及时开展锈蚀架空地线的整治尤为必要。

其次，现有线路中旧导线已经运行多年，导线表面存在各类氧化物和尘埃，在采用张牵放线施工过程中，旧导线会在进入牵引机牵磨盘处，因弯曲而产生大量黑色的粉尘。这种粉尘，一部分会散落在地上和牵引机展放处，污染农田和土地。一部分会随着牵引机的转动而被扬起到空气中，严重危害到操作人员和周围人员的健康,长期处于这种环境下，工作人员容易得肺结核等疾病。

最后，在张牵机设备施工处，当地农民对扬尘和铝、铁氧化物污染土地的意见很大，部分区域甚至出现了停止施工和改变施工方式的情况，严重影响了工作进度。为了保护环境，减少施工对周围群众和工作人员的危害，所以根据实际生产需求和经验，浅谈一下降低牵引机渡线扬尘面积这个应用和创新。

二、渡线污染原因分析

根据分析结果我们找出了10条主要原因：

1、技术不成熟，操作不规范       

2、自我防护意识不够，对职业病意识不足

3、磨盘震动较大

4、自身没有消尘设备

5、导地线年限较久

6、导地线氧化物、尘埃较多

7、未采取降尘措施

8、未采取减震措施

9、下雨天不能施工作业

10、施工地点在郊外、风大

三、现有除尘设备的现状

现有的除尘设备按辅助介质主要分为干式和湿式两类，其中常用的干式除尘器中最具有代表性的两种便是机械除尘设备和电除尘设备。

机械除尘设备的原理主要依赖于三种物理学力：惯性力、重力、离心力。这种设备结构比较清晰、花费较少且节省动力资源，除尘的效率也维持在70%左右，是常用的除尘设备之一。对于输电线路渡线工作中，需要再带一个专门的除尘机器，成本太高也不利于施工作业。

重力除尘器——运用了空气和粉尘比例差异的原理，让扬起的粉尘依靠自身的重力沉降到底部。它结构较为简单，有一个特殊的被称作沉降室的设备，当含有粉尘的气体从一侧缓慢进入沉降室时，粉尘也将逐步下沉，较长的时间过后粉尘就会沉降到底部。但是由于沉降室设备需求，重力除尘器体积很大、阻力小、虽便于维护但随之而来的便是占地面积大，搬运不方便，且效率低，通常只能用于粗净化。所以也不能满足放紧线渡线场地小且机动性强等问题。

旋风除尘器——借助离心力的作用，当包裹着粉尘的气体从入口进入除尘器的铁皮壳和排气通道中间时，形成了旋转朝下方的外流动旋涡。相比重力除尘器，旋风除尘器体积较小，操作方便，无论是费用还是效果都比较出彩，为此它的应用最为广泛。只不过适用它净化的粉尘有特殊的要求：非粘性、非纤维、干燥，为此在牵引机渡线时不适用此类除尘器。

电除尘器则是运用领域最广、运行效果最好的一类除尘器。如今认知较多的电除尘器多为四种：按空气流向分为立式、卧式，按极形分为板式、管式。它们的工作原理无一例外的都依赖于静电。对于在外场地施工的输电线路渡线场地来说，电除尘器还需要格外电源，就肯定不满足现场要求了。

作为使用程度最普遍的除尘器，电除尘器自然拥有着相当的优势：净化效率高，最高能净化0.01μm的微小粉尘；阻力损失小，可一次性处理气体量大；可完全实现自动控制等等。同时，它还是有着部分缺点：设备技术成分高，要求运行、安装、维护水平高；要求粉尘具有固定的电阻比；气体温度、湿度会影响电场从而影响净化效率；投资较大，实用效果不一定能达到设计要求。

考虑到长期以来施工在户外而非封闭，环境条件不好把握，机械可活动范围小以及人力、财务资源有限，上述机械除尘器和电除尘器分别有体积大搬运困难和成本投资大的缺点，最主要的是开放空间粉尘扩散太快，无法针对性除尘，所以干式除尘器注定得不到有效应用。

四、新型除尘器的创新

在牵引机放线的过程中，由于机器自身的震动和导线在进入磨盘前来回舞动而造成扬尘污染，设备周围的工作人员一般都会戴上口罩和眼镜来减少自身伤害。

为此特意考虑了湿式除尘器的可行性。顾名思义湿式除尘器就是利用含有粉尘的气体冲击除尘器内壁的一层水膜，水膜吸收掉粉尘后自然也就净化了气体。筒壁上的几个喷头把水横向喷出，这样内壁就一直有这样的一层水膜，而只要进入除尘器内的气体粉尘都会被离心力抛向内壁水膜上，得到净化。这种湿式除尘器相对来说就比较方便，可以局部内快速除尘，耗电耗水量都少，实现起来较为轻松。

决定在牵引机上面安装一个消尘设备，具体实施如下：

1、组成部分：

本设备由电源、变压器、控制器、储水箱、水泵、过滤器、水管、喷头、废水盆和储水器构成。其中电源设备包含有一个固定电源和牵引机蓄电池电源，通过小型变压器将牵引机蓄电池电源降压到适合水泵工作的电压。

2、工作部分

通过控制器来控制水雾喷头的出水速度和出水量，当导电线牵引速度慢或者扬尘不大时，降低喷头出水速度；当导电线牵引速度快或者扬尘大时，提高喷头出水速度。

导、地线在进入牵引机磨盘前就已经被水雾浸湿，致使附着在上面的氧化物或尘埃无法随着牵引而被扬起到空气中，这样便达到了环境污染和人身伤害的目的。

3、废水回收

导、地线被浸湿后，部分水后掉落到放置在下面的废水盆中，其中包含了废渣和废水。经过专门的过滤装置后，废渣和水被隔离开了，其中水被工程水管引导到储水器中。然后，我们就可以将废渣和储水器的水运输到专门的污水处理机构，以达到环保回收的目的。

下面附上自行安装并运行的效果图：

三、实际工程中应用

自创新发明以后，就迅速将其应用到了220千伏太金一、二线技改工程中，该工程因220千伏太金一、二线部分杆塔锈蚀严重，且001号-020号段导地线老旧，需进行更换。该段共计拆除5基旧铁塔，新建5基钢管杆，将220千伏太金一、二线太和变电站构架001号-020号段导地线进行更换，老旧铁塔地网重新敷设。

该线路最早投运于上世纪90年代，已经为金牛片区和郫都片区经济发展做出了重要贡献。随着经济的不断发展，现在大修技改后新投运后将及时缓解金牛地区今年迎峰度夏的用电压力。与普通导线相比，陶瓷碳纤维复合芯导线具有耐高温、大容量、低弧垂、低能耗、重量轻等优点，能提高送电能力60%以上。

因该导线施工要求高、工艺复杂，220千伏太金一、二线技改项目部为确保该新型导线的安全展放，克服了地质条件复杂、长期阴雨、拆迁赔偿困难等不利因素，在展放前期做了大量细致的研究、试验工作。

所有技术工作准备就绪后，随着张力机轮盘的转动，新更换的导地线在220千伏太金一、二线001号缓缓升向天空，新型除尘器对旧导线进行了及时除尘工作。

本次工作意义重大，一是对旧导线在张牵机工作过程中利用新型除尘器喷发出来的水雾来吸附旧导线上的氧化物和尘埃，从而验证会该创新能够及时消除或降低施工过程中导线弯曲产生大量污浊的粉尘，极大程度地减轻操作人员和周围辅助人员粉尘危害；二是对新型导线及其直线接续管允许经过最大放线滑车数量、包络角、型线损伤补修、放紧线工器具进行实践校验；三是对导线在最大牵、张力下对导线直线接续管的影响进行实证研究，从而获取导线展放的关键数据和可推广的成熟的施工技术及经验。因此，本次220千伏太金一、二线技改工程中，牵引机导线除尘的应用和创新，必将成为输电线路工程施工中的一个里程碑。

在工程建设过程中，公司全方位、全过程对张牵机除尘工作进行指导和督查，采用无线视频监控设备、无人机等最新科技加强空气扬尘强度进行实时监控。同时请求环保部门对项目部张牵机司机、旧导线回线工人、现场监督人员在创新利用中存在的问题提出改进意见和建议。最终，在相关部门领导和项目组成员的共同努力下，除尘技术不仅在实际施工中有效降低了扬尘浓度，而且还保护了在场人员及施工区域居民的身体健康。

在此以后，牵引机导线除尘技术还利用到了220千伏源山南、北线技改、220千伏龙棉东线技改、220千伏回云一、二线技改等工程中，除尘效果显著。

牵引机渡线自动消尘设备制造成功后，通过线路实际操作，无论是从工作效率和工作效果来看都是达到了预期目标了的。

扬尘面积和废渣污染环境的情况得到了极大的改善，工作人员可以不需要戴眼镜和口罩操作牵引机设备。当地居民对此设备也是赞不绝口。

参考文献:《张、牵机使用操作管理规定》      

《电动除尘器工作原理》

《增压泵工作原理》