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架空輸電線路導地線損傷檢測系統及其修復的安全作業方法研究

文檔作者：李文何海清施金潤江澤輝郜春潮文檔來源：云南電網公司臨滄供電局		點擊數：	更新時間： 2025年07月13日
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274研究探討Research
架空輸電線路導地線損傷檢測系統及其修復的安
全作業方法研究
李文何海清施金潤江澤輝郜春潮
(云南電網公司臨滄供電局云南省臨滄665600)
中圖分類號：(3322 文獻標識碼：B 文章編號1007—6344(2017)01-0274—02
摘要：隨著我國現代化經濟建設的不斷發展和人們對生產生活用電的需求不斷提升，人們對電力系統的安全穩定性能要求也越
來越高。輸電線路將配電、發電、輸電、變電以及用電等有機地結合起來。在整個電力系統中發揮著重要的作用，而架空輸電線路
導地線是實現電能輸送的重要渠道。輸電導地線在長期的外力破壞以及雷擊閃絡等作用下會造成導地線表面損傷，在長期多種應力
作用下會使導地線材質發生脆變，這些損壞嚴重影響了輸電線路的正常運行，影響了整個電力系統的安全穩定性能。因此有必要對
架空輸電線路導地線的損傷進行科學、有效的檢測，并進行及時修復作業。
關鍵詞：架空輸電線路：損傷檢測；導地線
本文主要介紹了一種基于漏磁檢測原理和渦流檢測原理的架空輸電線路導地
線檢測系統，它能夠根據高壓輸電線路的結構特點有效檢測導線的鋼芯和鋁絞線
的受損情況。該系統也能夠在停電的情況下對輸電線路地線進行損傷檢測。本文
主要分析了漏磁檢測原理與渦流檢測原理，對儀器的信號處理軟件以及各部分結
構進行了簡單的探討。
1架空輸電線路導地線損傷概述及其主要檢測方法
架空輸電線路由于本身的不完整性和復雜性，容易受到外力破壞的影響和長
期應力的作用。輸電線路導地線在長期的外力破壞以及雷擊閃絡等作用下會造成
導地線表面損傷，在長期多種應力作用下會使導地線材質發生脆變，尤其在一些
工業區和海濱地區，特殊的氣候、空氣、環境導致輸電導地線更容易被腐蝕，產
生斷股或者裂紋等缺陷 嚴重影響了輸電線路的正常運行，也影響了整個電力系
統的安全穩定性能。因此應該有效檢測架空輸電線路導地線的損傷并及時進行修
復作業，保證電力系統的正常運行。
架空輸電線路導地線的損傷缺陷嚴重影響了整個電力系統安全有效地運行，
但是就目前而言，對輸電線路導地線損傷檢測的方法并不多，歸納起來主要包括
以下幾種：(1)目測法。即用望眼鏡或者直接用肉眼觀測導地線。(2)光學法。
即將輸電導地線拍攝下來通過人工檢測判斷損傷情況。(3)航測法。即通過輸電
線路附近的直升飛機對沿線異常發熱點進行觀測并記錄。(4)紅外線成像無損檢
測法。由于輸電導地線的紅外輻射場在導地線無缺陷和有缺陷時是不相同的，因
此只要檢測導地線附近的紅外輻射場就可以知道導地線是否損傷。但是這種方法
只適用于被測電路電流較大的情況，且受到風雪情況、風力、溫度等環境條件影
響較大。(5)渦流檢測法。即根據電渦流在試件表面有缺陷時會發生畸變，來提
取輸電線路導地線的缺陷信息。(6)超聲波檢測法。因為輸電導地線表面不光滑，
加上超聲波檢測需要耦合劑，聲波發散性大，故這種檢測方法不適宜檢測輸電導
線。
2損傷檢測儀檢測原理
輸電線路損傷檢測儀根據架空輸電導地線的損傷一般為幾股或一股斷裂的特
征，對其內部鋼芯缺陷通過霍爾元件傳感器進行檢測，而對外部鋁絞線缺陷通過
電渦流法進行檢測。檢測儀分為空中和地面兩個部分。如下圖所示。
圖1輸電線渦流檢測機器人系統框圖
2．1爬行小車
爬行小車主要包括電機(驅動部分)、控制部分、電源部分以及行走部分。系
統采用12V鎳氫充電電池作為電源，為整個系統A／D轉換電路、渦流傳感器和電
機的電路、工控機、遙控接收裝置、霍爾元件的勵磁電路供電。
2．2霍爾元件及渦流檢測傳感器
鋁導線的裂紋、斷裂等缺陷信號通過渦流傳感器檢測輸電線外層鋁絞線而獲
取。鋼芯的裂紋缺陷信號通過霍爾元件檢測輸電線內部鋼芯而獲取。
2．3信號處理和MD轉換電路
輸電線路導地線的缺陷信號經過信號處理電路一系列的處理(檢波、放大等)
之后，將信噪比與幅值符合要求的模擬量信號經過A／D轉換，即送入數據采集器
進行處理，將獲得的數字量信號保存入計算機。
2．4接收裝置和遙控發射裝置
遙控發射裝置和接收裝置控制工控機的開停機，控制檢測傳感器的電源開關，
控制行走小車的行走速度、行走方向以及行走啟動和停止，控制整個檢測程序的
啟動和停止。
2．5缺陷信號處理軟件和地面計算機
工控機中的數據信號通過小型網絡傳輸到地面計算機，計算機通過缺陷信號
處理軟件分析處理相關信號，對輸電線缺陷作出判斷，將具體缺陷狀況在屏幕顯
示Hj來，同時發出警報信號。
3渦流傳感器檢測概述
渦流檢測對象為輸電線路導地線的鋁絞線。被測導線與測量線圈兩者間的相
互作用同兩線圈耦合相類似。其渦流檢測等效圖如下所示。
圖2渦流檢測等效電路圖
當在被測導線上方放置測量線圈時，在渦流效應的影響下，等效電感隨著等
效電阻的增大而減小。測量線圈的反應電感與反應電阻受激勵頻率的影響，當激
勵頻率保持不變時，測量線圈的反應電感和反應電阻與被測金屬物的電感、電阻
以及互感系數有關。當被測金屬物與線圈的距離保持不變時，互感系數為一定值，
此時，被測金屬有缺陷時，就會改變線圈的阻抗，這樣被測導線的缺陷就可以通
過測量線圈上的電壓變化情形來進行判斷。
4漏測檢測原理概述
因為渦流檢測在輸電線鋼芯檢測中受到檢測深度的影響，導致檢測準確度變
差，因此高壓輸電電路中 部鋼芯的缺陷通過漏磁法進行檢測。鋼芯主要受到各
種外界荷載和拉力應力。當這些荷載應力導致鋼芯發生缺陷時，若沿輸電線路鋼
芯軸向用一磁場將鋼芯磁化，那么此時鋼芯表面就會發生漏磁現象，導致鋼芯磁
路內的磁通發生變化或者出現漏磁場。通過對磁場畸變利用相關的磁敏感元件進
行檢測，就能準確獲取輸電線鋼芯的缺陷信息。當在磁檢測器中穿過輸電導線時，
(下轉第253頁)
Research研究探討253
電商自動化倉儲系統的應用和發展
孫雅芝段茜王治
(沈陽理工大學)
中圖分類號：G322 文獻標識碼：B 文章編號1007—6344(2017)01—0253—01
摘要：本文擬對于電商自動化倉儲系統在互聯網商業的大環境下面臨的經營特點進行分析和研究，對于互聯網商業在發展中呈
現的新問題和新特點對于整個電商自動化倉儲行業的影響進行總結和概括，并試圖從時間和理論層面為電商自動化倉儲系統的應用
和發展中存在的問題，提供有效的意見和對策。
引言在互聯網蓬勃發展的過去的近20年時間里，我國電子商務在行業形成
和發展上歷經了巨大的變化。其中的一個顯著特色，就是電子商務自動倉儲系統
的建立和完善。商品數量激增，商品的種類更加豐富，商品流通的地域性跨度更
加廣泛，對于倉儲和物流的需求越來越高，幾乎主導了電子商務自動倉儲系統的
設計和實現的全過程。為了應對更高額度和更大數量的訂單，電子商務自動倉儲
系統在應用和發展逐漸面臨著新要求和新挑戰。特別是近年來，國內幾家電子商
務巨頭紛紛投巨資建設自動化倉儲系統，將電商倉儲行業自動化的發展，推向了
新的高度。
一
、電商倉儲運營的特殊性，以及在當代互聯網商
業模式下的新特點
作為一個傳統行業，倉儲模式的歷史發展非常悠久，所以在人們的思維定勢
里，對于倉儲的理解，主要源于傳統倉儲在運營模式上的特點。所以，當互聯網
商業的蓬勃發展，使電商倉儲運營作為一種新的經濟結構，在受到商家促銷、節
假日行業性活動以及換季等特定時間內的商品銷售高強度，大規模物流需求影響
時，倉儲運營行業必然會發生革命性的變革。具體表現在以下幾個方面：
單位面積存儲具有高水平的存儲能力不斷提升。隨著土地成本的上升和人們
需求的增高，以及經濟活動追求利潤的本性使然，電商自動化倉儲系統作為一種
特殊的倉儲業務形態要求單位面積出來能夠達到所能承受的極限，來滿足電商在
物流運輸、存儲以及經貿業務的發展的需要。可以說，這種對于單位面積存儲必
須達到高水平的存儲能力的需求是一個從無到有、逐步發展的過程。一方面取決
于電商行業內部的同行業從業者的競爭，另一方面取決于于計算機、人機自動化
等相關技術領域的發展和人力成本的提高。為了滿足終端客戶的層出不窮的個性
化需求，電商的商品在數目上遠遠超出傳統倉庫的限制和能力：據了解，國際知
名的電商亞馬遜，目前已經能夠達到，在建筑面積1 0萬平方米的存儲空間中，
同時放置400萬種以上s K U。這種力度在以往傳統的業態下，是無論如何也難
以達到的。其次，自動化倉儲系統在有限的面積和時間內能夠處理高數目的訂單。
近年來，國內幾家電子商務巨頭的訂單數隨著互聯網營銷的高水平和人們財富和
消費觀念的提升而呈現暴增趨勢。接受訂單的量，也成幾何倍數增加。更何況到
了促銷旺季，和平常工作日相比，訂單數會增加十倍甚至幾十倍。因此，如何通
過建設自動化，智能化的倉倉儲系統，應對好把每個季節的促銷節點和節假日客
戶的高強度需求，就成為電子商務儲運營系統必須及時應對，有效承接的業務挑
戰。
第三，互聯網購物訂單的數量呈現不斷波動的態勢，熱銷商品的內容變更
速度快，難以做到精準預測，這些變化給電商自動化倉儲系統在應對這些市場價
格和商品內容波動上提出更高的要求。無論電商自動化倉儲系統在建設中如何提
升技術水平和存儲規模，市場固有的規律和目前電商領域風起云涌的業態特征，
使自動化倉儲系統除了要在儲貨量，處理訂單速度和與物流的對接上表現優異，
還必須具備隨時應對來自市場方面的變化的能力。
第四、客戶預期的不斷升高和勞動力成本攀升的雙重夾擊。從目前的情況上
看，對于電商的高度需求和電商經濟的增長熱點，主要集中在一線城市和大型城
市的客戶，這些區域的客戶由于地處經濟發達區域，對于經濟市場和商貿活動的
認知水平高，因此對電商的服務要求也偏高，同時在這些地區，城市的企業用工
成本大部分在3 5元每小時以上，其中還包含保險、公積金與各種福利等成本。
因此，如何處理客戶需求的升高和勞動力支出的升高這雙高之下的企業經營和盈
利，也是目前互聯阿電商行業面臨的一項難題，這種難題勢必會波及自動化倉儲
系統運營模式的制定。以上這些行業的痛點已經在電商領域達成了許多共鳴，因
此繼續找到破解問題的出路。
二、為電商自動化倉儲系統的設計和經營提供對策
行業總的水平的發展，一定將是解決以上問題的根本，但是這需要時間的驗
證和諸多業內人士的巨大努力，也需要政府在政策方面的調整和支持，以及人們
在電商購物活動中理念和心態的變化。因此，對于自動化倉儲系統目前的生存狀
況看，主要從以下幾點進行努力和改善。
電商自動化倉儲系統在進行自動化系統規劃設計前要確定倉儲策略與倉儲運
營流程。在開始搭建電商自動化倉儲系統時，首先不要去考慮選擇使用哪些類型
的設備，而是應該確定倉儲策略和運營流程。此外，還要對整個運營流程的產能
平衡與冗余設計倉庫布局設計引起重視。如倉庫分區、區域功能設定、存放位置
為了實現區域功能，內部需要選擇哪些自動化設備，需要多大的面積；為了實現
整個倉庫的功能，每個區域又需要使用哪些輸送設備將整個庫房的各個區域連接
起來。這時候就需要注意整個流程的產能平衡和冗余設計。只有把這些可能出現
的問題在事先針對倉儲物品的具體特點進行研究和分析設計，才能確保在執行時
能夠順暢。
電商自動化倉儲系統的形成時間非常短暫，伴隨著互聯網電商的興起只有短
短的十幾年，但對于客戶的需求以及社會經濟發展環境的變化，需要應對的問題
是在不斷更新的，這就需要相關技術人員，和從經貿活動的業內人士持續不斷的
摸索和改進，共同推動電商自動化倉儲系統的發展。
參考文獻
[1]甘仲平與時俱進的自動化倉儲系統fJ】．物流技術與應用．2016(11)
[2]崔江波，朱瑞龍．自動化倉儲系統引發的企業流程再造問題『J1_電f3]甘仲平．
自動化物流裝備技術發展現狀與趨勢[J]．物流技術與應用．2Ol2(1O)腦知識與技術．
2014(35)
(上接第274頁)
兩者的相對運動使得被檢測導線內部鋼芯將被磁檢測傳感器磁化，進而在鋼芯斷
日處出現漏磁場。一旦輸電線上的鋼芯有斷裂缺陷，則鋼芯在穿過傳感器時將會
實時輸出鋼芯斷股信號，進而被霍爾元件獲取。
5輸電線路導地線損傷修復作業
應該首先判斷鋼芯鋁絞線導地線的損傷處是否傷及鋼芯，充分計算、判斷、
分析導地線的損傷狀態。對于一般導線，當損傷點不超過l0厘米長度時。可以采
用修補管進行修補。對于電壓等級在330KV以上的超高輸電線路的導地線，為了
防止在補修過程中補修處發生新的電暈點，則應該采用預絞式護線條、預絞式補
修條、連續管補強接續條、預絞式連續條、以及端頭圓弧形補修管接續管。進行
補修前，應該將輸電線路導地線的損傷處恢復至原絞制線股狀態，并進行平整處
理。
6結束語
電力系統的安全穩定性能常常受到各種環境因素和人為因素的影響。在對輸
電電路導地線進行檢測的過程中，主要對導線是否出現變形、過熱的現象、導線
之間間距是否發生變化以及導線是否出現腐蝕等現象進行檢測。本文介紹的輸電
線路導地線損傷檢測儀能夠對輸電導地線鋼芯的缺陷利用霍爾元件進行檢測，對
輸電線路導地線外部的鋁絞線缺陷利用渦流法進行檢測，從而實現對輸電線路導
地線缺陷的定量和定性檢測。同其他檢測方法相比，基于漏磁檢測原理和渦流原
理的輸電線路導地線損傷檢測也能適用于輸電線路停電的情況，因此能夠很好地
對架空地線進行檢測。通過檢測試驗表明，該檢測儀能夠重復檢測，各項儀器參
數指標都滿足設計要求，且檢測儀人機界面簡單便捷，采用中文操作菜單，十分
方便。對于不同規格的輸電線路導線和地線，只需要將檢測探頭換成相應的尺寸
就能很好地進行檢測。
參考文獻
[11楊秀友．深度探討輸電線路狀態監測系統fJ1．科技資訊，2011(30)．
[21李為，李婧，毋東東．輸電線路運行監管系統中的數據分析與研究Ⅱ1．中國電
力教育，2011(22)．
作者簡介：孫雅芝，1994 12 11，女，重慶市大足區，工商管理，沈陽理工大學
段茜，1994．1 12，女，重慶市彭水縣，電子信息科學與技術，沈陽理工大學
王治，1994年5月24日，男，遼寧沈陽，自動化，沈陽理工大學

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