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架空輸電線路導(dǎo)地線損傷檢測系統(tǒng)及其修復(fù)的安全作業(yè)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(wǎng)公司臨滄供電局		點擊數(shù)：	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(dǎo)地線損傷檢測系統(tǒng)及其修復(fù)的安
全作業(yè)方法研究
李文何海清施金潤江澤輝郜春潮
(云南電網(wǎng)公司臨滄供電局云南省臨滄665600)
中圖分類號：(3322 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號1007—6344(2017)01-0274—02
摘要：隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展和人們對生產(chǎn)生活用電的需求不斷提升，人們對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能要求也越
來越高。輸電線路將配電、發(fā)電、輸電、變電以及用電等有機地結(jié)合起來。在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，而架空輸電線路
導(dǎo)地線是實現(xiàn)電能輸送的重要渠道。輸電導(dǎo)地線在長期的外力破壞以及雷擊閃絡(luò)等作用下會造成導(dǎo)地線表面損傷，在長期多種應(yīng)力
作用下會使導(dǎo)地線材質(zhì)發(fā)生脆變，這些損壞嚴(yán)重影響了輸電線路的正常運行，影響了整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。因此有必要對
架空輸電線路導(dǎo)地線的損傷進行科學(xué)、有效的檢測，并進行及時修復(fù)作業(yè)。
關(guān)鍵詞：架空輸電線路：損傷檢測；導(dǎo)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(dǎo)地
線檢測系統(tǒng)，它能夠根據(jù)高壓輸電線路的結(jié)構(gòu)特點有效檢測導(dǎo)線的鋼芯和鋁絞線
的受損情況。該系統(tǒng)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(jié)
構(gòu)進行了簡單的探討。
1架空輸電線路導(dǎo)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(fù)雜性，容易受到外力破壞的影響和長
期應(yīng)力的作用。輸電線路導(dǎo)地線在長期的外力破壞以及雷擊閃絡(luò)等作用下會造成
導(dǎo)地線表面損傷，在長期多種應(yīng)力作用下會使導(dǎo)地線材質(zhì)發(fā)生脆變，尤其在一些
工業(yè)區(qū)和海濱地區(qū)，特殊的氣候、空氣、環(huán)境導(dǎo)致輸電導(dǎo)地線更容易被腐蝕，產(chǎn)
生斷股或者裂紋等缺陷 嚴(yán)重影響了輸電線路的正常運行，也影響了整個電力系
統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。因此應(yīng)該有效檢測架空輸電線路導(dǎo)地線的損傷并及時進行修
復(fù)作業(yè)，保證電力系統(tǒng)的正常運行。
架空輸電線路導(dǎo)地線的損傷缺陷嚴(yán)重影響了整個電力系統(tǒng)安全有效地運行，
但是就目前而言，對輸電線路導(dǎo)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(dǎo)地線。(2)光學(xué)法。
即將輸電導(dǎo)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(fā)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(dǎo)地線的紅外輻射場在導(dǎo)地線無缺陷和有缺陷時是不相同的，因
此只要檢測導(dǎo)地線附近的紅外輻射場就可以知道導(dǎo)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(fēng)雪情況、風(fēng)力、溫度等環(huán)境條件影
響較大。(5)渦流檢測法。即根據(jù)電渦流在試件表面有缺陷時會發(fā)生畸變，來提
取輸電線路導(dǎo)地線的缺陷信息。(6)超聲波檢測法。因為輸電導(dǎo)地線表面不光滑，
加上超聲波檢測需要耦合劑，聲波發(fā)散性大，故這種檢測方法不適宜檢測輸電導(dǎo)
線。
2損傷檢測儀檢測原理
輸電線路損傷檢測儀根據(jù)架空輸電導(dǎo)地線的損傷一般為幾股或一股斷裂的特
征，對其內(nèi)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(tǒng)框圖
2．1爬行小車
爬行小車主要包括電機(驅(qū)動部分)、控制部分、電源部分以及行走部分。系
統(tǒng)采用12V鎳氫充電電池作為電源，為整個系統(tǒng)A／D轉(zhuǎn)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(dǎo)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(nèi)部鋼芯而獲取。
2．3信號處理和MD轉(zhuǎn)換電路
輸電線路導(dǎo)地線的缺陷信號經(jīng)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(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換，即送入數(shù)據(jù)采集器
進行處理，將獲得的數(shù)字量信號保存入計算機。
2．4接收裝置和遙控發(fā)射裝置
遙控發(fā)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(guān)，
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(shù)據(jù)信號通過小型網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C，計算機通過缺陷信號
處理軟件分析處理相關(guān)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(fā)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(dǎo)地線的鋁絞線。被測導(dǎo)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(dāng)在被測導(dǎo)線上方放置測量線圈時，在渦流效應(yīng)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(yīng)電感與反應(yīng)電阻受激勵頻率的影響，當(dāng)激
勵頻率保持不變時，測量線圈的反應(yīng)電感和反應(yīng)電阻與被測金屬物的電感、電阻
以及互感系數(shù)有關(guān)。當(dāng)被測金屬物與線圈的距離保持不變時，互感系數(shù)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(dǎo)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(dǎo)致檢測準(zhǔn)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(yīng)力。當(dāng)這些荷載應(yīng)力導(dǎo)致鋼芯發(fā)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(fā)生漏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼芯磁
路內(nèi)的磁通發(fā)生變化或者出現(xiàn)漏磁場。通過對磁場畸變利用相關(guān)的磁敏感元件進
行檢測，就能準(zhǔn)確獲取輸電線鋼芯的缺陷信息。當(dāng)在磁檢測器中穿過輸電導(dǎo)線時，
(下轉(zhuǎn)第253頁)
Research研究探討253
電商自動化倉儲系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展
孫雅芝段茜王治
(沈陽理工大學(xué))
中圖分類號：G322 文獻標(biāo)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(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)的大環(huán)境下面臨的經(jīng)營特點進行分析和研究，對于互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)在發(fā)展中呈
現(xiàn)的新問題和新特點對于整個電商自動化倉儲行業(yè)的影響進行總結(jié)和概括，并試圖從時間和理論層面為電商自動化倉儲系統(tǒng)的應(yīng)用
和發(fā)展中存在的問題，提供有效的意見和對策。
引言在互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的過去的近20年時間里，我國電子商務(wù)在行業(yè)形成
和發(fā)展上歷經(jīng)了巨大的變化。其中的一個顯著特色，就是電子商務(wù)自動倉儲系統(tǒng)
的建立和完善。商品數(shù)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(dǎo)了電子商務(wù)自動倉儲系統(tǒng)的
設(shè)計和實現(xiàn)的全過程。為了應(yīng)對更高額度和更大數(shù)量的訂單，電子商務(wù)自動倉儲
系統(tǒng)在應(yīng)用和發(fā)展逐漸面臨著新要求和新挑戰(zhàn)。特別是近年來，國內(nèi)幾家電子商
務(wù)巨頭紛紛投巨資建設(shè)自動化倉儲系統(tǒng)，將電商倉儲行業(yè)自動化的發(fā)展，推向了
新的高度。
一
、電商倉儲運營的特殊性，以及在當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)商
業(yè)模式下的新特點
作為一個傳統(tǒng)行業(yè)，倉儲模式的歷史發(fā)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(tǒng)倉儲在運營模式上的特點。所以，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)
商業(yè)的蓬勃發(fā)展，使電商倉儲運營作為一種新的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，在受到商家促銷、節(jié)
假日行業(yè)性活動以及換季等特定時間內(nèi)的商品銷售高強度，大規(guī)模物流需求影響
時，倉儲運營行業(yè)必然會發(fā)生革命性的變革。具體表現(xiàn)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(jīng)濟活動追求利潤的本性使然，電商自動化倉儲系統(tǒng)作為一種
特殊的倉儲業(yè)務(wù)形態(tài)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(jīng)貿(mào)業(yè)務(wù)的發(fā)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(fā)展的過程。一方面取決
于電商行業(yè)內(nèi)部的同行業(yè)從業(yè)者的競爭，另一方面取決于于計算機、人機自動化
等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)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(shù)目上遠遠超出傳統(tǒng)倉庫的限制和能力：據(jù)了解，國際知
名的電商亞馬遜，目前已經(jīng)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(tǒng)的業(yè)態(tài)下，是無論如何也難
以達到的。其次，自動化倉儲系統(tǒng)在有限的面積和時間內(nèi)能夠處理高數(shù)目的訂單。
近年來，國內(nèi)幾家電子商務(wù)巨頭的訂單數(shù)隨著互聯(lián)網(wǎng)營銷的高水平和人們財富和
消費觀念的提升而呈現(xiàn)暴增趨勢。接受訂單的量，也成幾何倍數(shù)增加。更何況到
了促銷旺季，和平常工作日相比，訂單數(shù)會增加十倍甚至幾十倍。因此，如何通
過建設(shè)自動化，智能化的倉倉儲系統(tǒng)，應(yīng)對好把每個季節(jié)的促銷節(jié)點和節(jié)假日客
戶的高強度需求，就成為電子商務(wù)儲運營系統(tǒng)必須及時應(yīng)對，有效承接的業(yè)務(wù)挑
戰(zhàn)。
第三，互聯(lián)網(wǎng)購物訂單的數(shù)量呈現(xiàn)不斷波動的態(tài)勢，熱銷商品的內(nèi)容變更
速度快，難以做到精準(zhǔn)預(yù)測，這些變化給電商自動化倉儲系統(tǒng)在應(yīng)對這些市場價
格和商品內(nèi)容波動上提出更高的要求。無論電商自動化倉儲系統(tǒng)在建設(shè)中如何提
升技術(shù)水平和存儲規(guī)模，市場固有的規(guī)律和目前電商領(lǐng)域風(fēng)起云涌的業(yè)態(tài)特征，
使自動化倉儲系統(tǒng)除了要在儲貨量，處理訂單速度和與物流的對接上表現(xiàn)優(yōu)異，
還必須具備隨時應(yīng)對來自市場方面的變化的能力。
第四、客戶預(yù)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(jīng)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(qū)域的客戶由于地處經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域，對于經(jīng)濟市場和商貿(mào)活動的
認(rèn)知水平高，因此對電商的服務(wù)要求也偏高，同時在這些地區(qū)，城市的企業(yè)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(yè)經(jīng)營和盈
利，也是目前互聯(lián)阿電商行業(yè)面臨的一項難題，這種難題勢必會波及自動化倉儲
系統(tǒng)運營模式的制定。以上這些行業(yè)的痛點已經(jīng)在電商領(lǐng)域達成了許多共鳴，因
此繼續(xù)找到破解問題的出路。
二、為電商自動化倉儲系統(tǒng)的設(shè)計和經(jīng)營提供對策
行業(yè)總的水平的發(fā)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(yè)內(nèi)人士的巨大努力，也需要政府在政策方面的調(diào)整和支持，以及人們
在電商購物活動中理念和心態(tài)的變化。因此，對于自動化倉儲系統(tǒng)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(tǒng)在進行自動化系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)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(tǒng)時，首先不要去考慮選擇使用哪些類型
的設(shè)備，而是應(yīng)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(chǎn)能
平衡與冗余設(shè)計倉庫布局設(shè)計引起重視。如倉庫分區(qū)、區(qū)域功能設(shè)定、存放位置
為了實現(xiàn)區(qū)域功能，內(nèi)部需要選擇哪些自動化設(shè)備，需要多大的面積；為了實現(xiàn)
整個倉庫的功能，每個區(qū)域又需要使用哪些輸送設(shè)備將整個庫房的各個區(qū)域連接
起來。這時候就需要注意整個流程的產(chǎn)能平衡和冗余設(shè)計。只有把這些可能出現(xiàn)
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(shè)計，才能確保在執(zhí)行時
能夠順暢。
電商自動化倉儲系統(tǒng)的形成時間非常短暫，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)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(jīng)濟發(fā)展環(huán)境的變化，需要應(yīng)對的問題
是在不斷更新的，這就需要相關(guān)技術(shù)人員，和從經(jīng)貿(mào)活動的業(yè)內(nèi)人士持續(xù)不斷的
摸索和改進，共同推動電商自動化倉儲系統(tǒng)的發(fā)展。
參考文獻
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自動化物流裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]．物流技術(shù)與應(yīng)用．2Ol2(1O)腦知識與技術(shù)．
2014(35)
(上接第274頁)
兩者的相對運動使得被檢測導(dǎo)線內(nèi)部鋼芯將被磁檢測傳感器磁化，進而在鋼芯斷
日處出現(xiàn)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(dǎo)地線損傷修復(fù)作業(yè)
應(yīng)該首先判斷鋼芯鋁絞線導(dǎo)地線的損傷處是否傷及鋼芯，充分計算、判斷、
分析導(dǎo)地線的損傷狀態(tài)。對于一般導(dǎo)線，當(dāng)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(dǎo)地線，為了
防止在補修過程中補修處發(fā)生新的電暈點，則應(yīng)該采用預(yù)絞式護線條、預(yù)絞式補
修條、連續(xù)管補強接續(xù)條、預(yù)絞式連續(xù)條、以及端頭圓弧形補修管接續(xù)管。進行
補修前，應(yīng)該將輸電線路導(dǎo)地線的損傷處恢復(fù)至原絞制線股狀態(tài)，并進行平整處
理。
6結(jié)束語
電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能常常受到各種環(huán)境因素和人為因素的影響。在對輸
電電路導(dǎo)地線進行檢測的過程中，主要對導(dǎo)線是否出現(xiàn)變形、過熱的現(xiàn)象、導(dǎo)線
之間間距是否發(fā)生變化以及導(dǎo)線是否出現(xiàn)腐蝕等現(xiàn)象進行檢測。本文介紹的輸電
線路導(dǎo)地線損傷檢測儀能夠?qū)旊妼?dǎo)地線鋼芯的缺陷利用霍爾元件進行檢測，對
輸電線路導(dǎo)地線外部的鋁絞線缺陷利用渦流法進行檢測，從而實現(xiàn)對輸電線路導(dǎo)
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(dǎo)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(fù)檢測，各項儀器參
數(shù)指標(biāo)都滿足設(shè)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(guī)格的輸電線路導(dǎo)線和地線，只需要將檢測探頭換成相應(yīng)的尺寸
就能很好地進行檢測。
參考文獻
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力教育，2011(22)．
作者簡介：孫雅芝，1994 12 11，女，重慶市大足區(qū)，工商管理，沈陽理工大學(xué)
段茜，1994．1 12，女，重慶市彭水縣，電子信息科學(xué)與技術(shù)，沈陽理工大學(xué)
王治，1994年5月24日，男，遼寧沈陽，自動化，沈陽理工大學(xué)

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