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黑龙江省应对极寒天气及季节性冻土的智能化管理创新成果.pdf

编号：138064

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黑龙江省应对极寒天气及季节性冻土的智能化管理创新成果.pdf

1、国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院汇报人：盛杰黑龙江省应对极寒天气及季节冻土的智能化管理创新成果汇报国网黑龙江省电力有限公司总体情况数字智能管理创新冻土基础韧性提升123未来展望401总体情况架空难题电缆难题环境困扰改进举措总体情况架空线路路径长，途径大面积无人区，夏季防火冬季大雪巡视困难架空难题电缆户外终端面临极低温考验，长期大温差导致运维难度增加电缆难题极端天气逐年增多，线路覆冰、基础冻胀成为入冬前电网最大考验环境困扰充分发挥科技创新作用，开展针对性科技研发，解决痛点改进举措总体情况0304黑龙江省地广人稀，为保障村镇供电需求，主干网架线路普遍长度超过200km，个别线路长度超

2、400km。0102架空难题省内南北联络线穿过大兴安岭无人区，东西联络线穿过小兴安岭、长白山脉无人区省内20%左右线路为1937-1960年建设，部分线路经简易升压改造后持续运行至今。途径原始森林等地域的线路改造成本高，新建线路征地困难。线路路径长线路途经无人区线路建设时间早线路改造难度大总体情况0304冬季城市气温可达到-35，户外终端、塔上终端受低温影响出现渗油开裂等问题0102电缆难题黑龙江主要城市均建设在水系发达地区，电缆敷设以直埋为主。早期隧道建设多利用旧有地下通道进行建设，已不符合现有设计标准。城市地下水系复杂，旧有地下设施较多，改造、新建城市中心电缆隧道难度大。冬季气温低电缆直埋

3、多建设时间早改造难度大总体情况0304黑龙江省冬夏季温差超过70，近年极低温达到-53，最高温达到35，剧烈温度变化导致设备寿命周期缩短。0102环境困扰大兴安岭、小兴安岭地区存在永冻土，全省均存在季节冻土，土壤周期冻融破坏力大。省内线路经过自然保护区，原始森林，等，线路通道距离问题、鸟类问题频发。近年因气候变化，导致省内出现百年一遇冰冻雨雪灾害，同时每年线路覆冰情况不断增加。气温变化大永冻土与季节冻土自然保护压力大出现覆冰隐患总体情况利用无人机、可视化、微气象监测等智能化手段对人员难以开展周期巡视的线路进行实时监测。智能化巡检告别传统巡视手段，采用数字化手段直观缓解季节冻土问题。技术创新研发

4、新型抗冻胀混凝土配方，配合多种防治手段，改造病害多发区段，根治基础冻胀融沉问题。标本兼治充分开发防灾减灾预测预警延伸手段，利用暴雨地灾预测结果，提前治理降低冬季基础冻胀隐患概率。防患未然02数字智能管理创新智能化巡检无人机除冰装置新型防鸟装置防灾减灾预测预警数字智能管理创新灵活利用无人机对高压电缆户外终端开展定期巡视，同时巡视外观、开展红外测温等工作，有效避免高压电缆终端因冬季低温导致的故障发生。数字智能管理创新近年来受冬季暖湿气流北上影响，出现线路覆冰情况，总体呈现周期短、厚度低，全线覆冰少等特点。自主研发了低空遥感线路覆冰治理装置，效率高，可带电作业，减少覆冰舞动隐患。数字智能管理创新

5、黑龙江省地处候鸟回归北端，典型鸟类为东方白鹳。对于这种大型鸟类，研发出新型防鸟装置，具备光学驱鸟、声音驱鸟，灵活反弹防止筑巢等功能。数字智能管理创新建立了季节冻土隐患预测预警平台，对高危区段开展监测预警，在隐患发生初期开展治理工作，避免杆塔发生倾斜倒塔事故。获得国网公司科技进步奖三等奖。03冻土基础韧性提升季节冻土区划混凝土改良剂运维革新技术冻害防控技术冻土基础韧性提升2012年发现线路频繁出现杆塔倾斜现象，经过论证发现是由于气温逐年上升导致冻土层逐渐退化，季节冻土影响变大。2017年经过多年实地勘测调研，总结多年冻土退化规律，绘制黑龙江省季节冻土标准冻深区划图。2019年针对季节冻土开展

6、研究，确认不同地域的季节冻土冻结指数及融化指数，并确定风险地域划分，针对高风险地域的杆塔基础进行监测。2021年针对现有高风险基础开展针对性研究，研发小成本冻害缓解防控技术，便于后续进行推广应用。2022年针对基础通用设计选型开展针对性研究，研发抗冻融的混凝土改良剂，便于从根本上延长季节冻土区域内的杆塔基础寿命，提升基础韧性。冻土基础韧性提升通过采集数据和对近50年历史数据进行分析研判，对省内多年冻土、季节冻土区标准冻深进行区划，为后续针对季节冻土的冻胀诊断治理奠定良好。冻土基础韧性提升早期对湿地及泄洪区杆塔采取块石换填技术，通过增大孔隙防止冬季积水过多导致基础冻胀发生。这种换填方法在后续

7、监测中出现泥沙反复淤积排水性逐步减弱的缺点。冻土基础韧性提升后期采用我们自主研发的这种柔性防冻拔结构装置对现有基础进行改造，通过多处复位弹簧吸收季节冻土冻拔力，有效减轻季节冻土对基础的破坏。冻土基础韧性提升为了探寻一种抗冻融劣化的新型混凝土改良剂，我省在漠河设立室外自然冻融验证场，结合室内仿真模拟冻融循环实验，研发新型混凝土改良剂，目前正在黑河、漠河地区线路上应用验证。04未来展望低温电池技术基础抗冻拔技术广域冻融监测电缆故障监测未来展望90%10%70%30%氢能电池的示范应用目前国内氢能电池的应用已处于世界领先地位。其低温长效的性能十分适合我省低温环境开展智能化数字化运维工作，计

8、划后续寻找合作方开展氢能电池实景应用研发工作。推进基础抗冻拔应用目前的研究成果已能保障季节冻土区的基础不出现明显冻拔情况，但改造成本仍然较高，在设计施工阶段介入也无法控制成本。计划后续整合现有措施，降低成本实现广泛应用。低温电池技术氢能电池续航较锂离子电池提升90%，且-20低温环境下也可良好运行。基础抗冻拔技术通过应用现有技术有效降低基础故障70%，后续计划研发防冻胀基础保护技术继续提高基础韧性。未来展望90%10%60%40%广域基础冻胀融沉监测尽管目前针对重点监控区域内的杆塔冻胀融沉监测手段已趋于成熟，但逐点进行监测装置埋设成本过高，计划利用广域D-InSAR监测技术实现对省内线路的监测全覆盖。电缆故障监测及快速选线目前高压电缆发生单相接地故障时，通常通过线路两侧变电站进行选线确认故障线路后开展巡视工作确认故障点，效率低下且对线路损伤大。计划研制基于全控电力电子技术的全要素治理装备，实现故障点位快速查找定位、第一时间开展消缺作业，提升效率。广域冻融监测针对目前仅实现定点监测继续推进后续广域冻融监测手段，实现省内线路全覆盖。电缆故障监测目前省内110（66）千伏电缆如发生单相接地故障，允许继续运行一定时间，这对于电缆线路会产生一定的损伤。汇报完毕！

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