تحلیل فنی نگهداری زنده‌خط برای خطوط انتقال بسی‌توان

به عنوان یک حامل اصلی برای انتقال برق، خطوط انتقال فشار خیلی بالا (UHV) تأکید ویژه‌ای بر ایمنی و کارایی عملیات زنده دارند. در مواجهه با سطوح ولتاژ بسیار بالا و محیط‌های کاری پیچیده، تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده روی خطوط UHV به طولانی مدت با چالش‌هایی روبرو بوده‌اند. بنابراین، ادامه تحقیقات درباره تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده روی خطوط UHV بسیار ضروری است.

۱. زمینه تحقیق
عملیات زنده روی خطوط UHV به معنای نگهداری، بازرسی یا فعالیت‌های ساخت و ساز انجام شده در حالی که خطوط برق‌دار هستند و در سطح ولتاژ ±۸۰۰ kV یا بالاتر از ۱,۰۰۰ kV کار می‌کنند. این نوع عملیات خطرات بالایی دارد و نیاز به آمادگی کامل فنی و ایمنی فنی‌دانان برای مقابله با مشکلات پیچیده دارد. تکنولوژی نگهداری به طور قابل توجهی بر کارایی عملیات تأثیر می‌گذارد. این مقاله به صورت خلاصه به بررسی تکنولوژی‌های کلیدی نگهداری عملیات زنده روی خطوط UHV از جنبه‌های زیر می‌پردازد:

۱.۱ تکنولوژی عایق‌بندی
در عملیات زنده روی خطوط UHV، تکنولوژی عایق‌بندی اساسی برای تضمین ایمنی عملیات است. این تکنولوژی از مواد با عملکرد عایق‌بندی بالا مانند عایق‌های مرکب استفاده می‌کند که می‌توانند در شرایط UHV در مقابل میدان‌های الکتریکی شدید مقاومت کنند. تجهیزات و ابزارهای مورد استفاده در عملیات زنده باید مقاومت خوبی در برابر پیری در معرض محیط خارجی و واکنش سریع به تغییرات ولتاژ داشته باشند تا تشکیل قوس الکتریکی جلوگیری شود. تکنولوژی عایق‌بندی نه تنها به طور قابل توجهی ایمنی عملیات را افزایش می‌دهد و خطر لمس الکتریکی را کاهش می‌دهد بلکه عمر مفید تجهیزات عایق‌بندی را نیز افزایش می‌دهد و بنابراین پایه فنی محکمی برای عملکرد قابل اعتماد خطوط UHV ایجاد می‌کند.

۱.۲ تکنولوژی عملیات هم‌پتانسیل
تکنولوژی عملیات هم‌پتانسیل یکی از تکنیک‌های کلیدی در عملیات زنده روی خطوط UHV است. با اتصال شخص به همان پتانسیل تجهیزات برق‌دار، به طور مؤثر تفاوت‌های پتانسیل را حذف می‌کند و خطر لمس الکتریکی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این تکنولوژی از پلتفرم‌های هم‌پتانسیل، ابزارهای عایق‌بندی و لباس‌های محافظ استفاده می‌کند. ویژگی‌های کلیدی آن شامل تعادل پتانسیل، تضمین پایداری عملیات و حمایت از تغییر سریع برای تطبیق با سناریوهای عملیاتی پیچیده است. این ویژگی‌ها نه تنها خطر تماس مستقیم با قطعات برق‌دار را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند بلکه محیط کاری پایداری فراهم می‌کنند و بنابراین کارایی و کیفیت عملیات را بهبود می‌بخشند.

۱.۳ تکنولوژی نظارت و هشدار ایمنی
تکنولوژی نظارت و هشدار ایمنی برای تضمین ایمنی عملیات زنده روی خطوط UHV ضروری است. این تکنولوژی شامل نظارت زنده بر شرایط خطوط، پارامترهای محیطی و عملکرد تجهیزات، با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته تحلیل داده برای شناسایی ناهماهنگی‌ها و خطرات است. هنگامی که خطرات بالقوه شناسایی می‌شوند، سیستم هشدار ایمنی به طور فوری هشدارهایی صادر می‌کند تا راهنمایی کند تا اقدامات پیشگیرانه انجام شود. مزیت این تکنولوژی در توانایی آن برای جلوگیری مؤثر از حوادث و کاهش قابل توجه خسارات از طریق واکنش سریع به وضعیت‌های غیرعادی است و بنابراین ایمنی عملیات را حفظ می‌کند.

۱.۴ تکنولوژی عملیات رباتیک
تکنولوژی عملیات رباتیک نقش مهمی در عملیات زنده روی خطوط UHV ایفا می‌کند. با استفاده از قابلیت‌های کنترل دور و ناوبری خودکار، ربات‌ها می‌توانند وظایف خطرناک یا دست‌نیافتنی مانند بازرسی خطوط و تعمیر نقص‌ها در محیط‌های پیچیده انجام دهند. چندکاربردی آن‌ها امکان مجهز کردن آن‌ها با ابزارهای مختلف را برای تأمین نیازهای عملیاتی متنوع فراهم می‌کند. مزیت اصلی این تکنولوژی کاهش قابل توجه مواجهه کارکنان با مناطق خطرناک است و اجرای دقیق رباتیک به طور مؤثر کیفیت عملیات را افزایش می‌دهد.

۱.۵ تکنولوژی عایق‌بندی و جدا سازی هم‌پتانسیل
تکنولوژی عایق‌بندی و جدا سازی هم‌پتانسیل یک اقدام ایمنی مهم در عملیات زنده روی خطوط UHV است. این تکنولوژی از دستگاه‌های عایق‌بندی بالا مانند موانع عایق‌بندی و پوشش‌های محافظ استفاده می‌کند تا به طور مؤثر مناطق برق‌دار را از مناطق کاری جدا کند و بدین ترتیب کارکنان را محافظت کند. این تکنولوژی دارای عملکرد عایق‌بندی بالا و پایداری ساختاری است که قادر به تحمل تنش‌های مکانیکی در طول عملیات است. 

طراحی آن بر روی نشر سریع تمرکز دارد تا اجرای انعطاف‌پذیر را تسهیل کند. مزایای کاربرد آن شامل افزایش قابل توجه اثربخشی جدا سازی، جلوگیری مؤثر از تماس کارکنان با قطعات برق‌دار و ارائه فضای کاری بیشتر و انعطاف‌پذیری برای اپراتورها تحت شرایط ایمنی تضمین شده است.

۲. روندهای توسعه تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده روی خطوط UHV
با پیشرفت مداوم فنی و توسعه سریع تکنولوژی انتقال UHV، تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده نیز در حال تکامل و به‌روزرسانی هستند. بر اساس مسیرهای فنی فعلی، تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده روی خطوط UHV در آینده به سمت هوشمندسازی و فنی‌سازی حرکت خواهند کرد.

۲.۱ توانایی‌های هوشمند و خودکار به طور مداوم بهبود خواهند یافت
افزایش توانایی‌های هوشمند و خودکار یکی از جهت‌های اصلی توسعه تکنولوژی‌های عملیات زنده روی خطوط UHV خواهد بود. با یکپارچه‌سازی تکنولوژی‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، ربات‌های عملیاتی قادر خواهند بود وظایف پیچیده‌تری مانند شناسایی خودکار نقص‌ها و تعمیر خودکار خطاها را انجام دهند. 

سیستم‌های هوشمند داده‌های زنده بزرگ را تحلیل خواهند کرد تا خطرات بالقوه را پیش‌بینی کرده و به طور خودکار استراتژی‌های عملیاتی را تنظیم کنند. معرفی تجهیزات خودکار مداخله دستی را کاهش خواهد داد و به طور همزمان کارایی و ایمنی را افزایش خواهد داد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند و تکنولوژی واقعیت مجازی ارائه راهنمایی‌های بصری بیشتر و تجربیات واقعیت افزوده به اپراتورها خواهد کرد.

۲.۲ کاربرد تکنولوژی‌های عملیات دوردست و تلهکنترل
تکنولوژی‌های عملیات دوردست و تلهکنترل امکان می‌دهند که کارکنان بتوانند ربات‌ها یا تجهیزات را از فواصل ایمن کنترل کنند. با پیشرفت در تکنولوژی‌های ارتباطی، به ویژه ۵جی و اینترنت اشیا، عملیات دوردست به طور گسترده‌ای پایدارتر و قابل اعتمادتر خواهد شد. این تکنولوژی‌ها خطر تماس مستقیم با اجزای برق‌رسان را به شدت کاهش می‌دهند و انعطاف‌پذیری و کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهند. سیستم‌های عملیات دوردست آینده بر تعاملات کاربر-ماشین دوستانه و رابط‌های کنترلی هوشمندانه تمرکز خواهند کرد تا کنترل دقیق تجهیزات حتی از مکان‌های دور نیز تضمین شود.

۲.۳ توسعه و کاربرد مواد عایق جدید
در عملیات زنده‌سیم روی خطوط انتقال برق با ولتاژ فوق‌العاده بالا (UHV)، انتخاب و کاربرد مواد عایقی مستقیماً بر ایمنی عملیاتی و قابلیت اطمینان خطوط تأثیر می‌گذارد. با پیشرفت تکنولوژی انتقال برق UHV، نیازهای مواد عایقی نیز افزایش می‌یابد. روندهای فعلی نشان می‌دهند که توسعه عایق‌های مرکب جدید نقطه تمرکز خواهد بود. این عایق‌ها معمولاً از مواد متعددی مانند کائوچو سیلیکونی و پلی‌ایمید تشکیل شده‌اند که مزایایی مانند عملکرد عایقی بالای کائوچو سیلیکونی و مقاومت در برابر گرمای پلی‌ایمید را ترکیب می‌کنند. 

به علاوه، مواد عایقی نانوسکالی توجه زیادی را جلب کرده‌اند. مواد نانویی دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند، مانند ثابت دی الکتریک بالا و ضریب تلفات کم، که پتانسیل بزرگی برای بهبود عملکرد عایقی دارند. ادغام مواد نانویی در سیستم‌های عایقی می‌تواند قدرت دی الکتریک و مقاومت در برابر پیری را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

۲.۴ به‌روزرسانی سیستم‌های نظارت ایمنی و هشدارهای اولیه
به‌روزرسانی سیستم‌های نظارت ایمنی و هشدارهای اولیه برای تضمین ایمنی عملیات زنده‌سیم ضروری خواهد بود. سیستم‌های آینده حسگرهای بیشتری را برای نظارت بر وضعیت خط، پارامترهای محیطی و عملکرد تجهیزات به صورت واقعی ادغام خواهند کرد. با استفاده از تحلیل داده‌های بزرگ و الگوریتم‌های هوش مصنوعی، این سیستم‌ها به طور دقیق‌تری ناهماهنگی‌ها و خطرات بالقوه را شناسایی و هشدارهای به موقع صادر خواهند کرد. 

سیستم‌های هشدار دهی هوشمندتر خواهند شد و پیشنهادات ایمنی شخصی‌سازی شده و برنامه‌های واکنش اضطراری متناسب با محیط‌های عملیاتی و وضعیت تجهیزات ارائه خواهند داد. علاوه بر این، رابط‌های کاربری به طور هوشمندانه‌تری طراحی خواهند شد تا کاربران بتوانند به سرعت آن‌ها را درک و واکنش نشان دهند. با ادغام اینترنت اشیا و محاسبات ابری، این سیستم‌ها امکان به اشتراک گذاری داده‌ها و دسترسی دوردست را فراهم خواهند کرد که نظارت و تصمیم‌گیری دوردست را تسهیل می‌کند. این سیستم‌ها همچنین توانایی‌های یادگیری خودکار و بهینه‌سازی خودکار را خواهند داشت و با تحلیل داده‌های تاریخی، مدل‌های هشدار دهی را به طور مداوم تکامل خواهند داد تا دقت و به‌موقعیت را افزایش دهند.

۳. نتیجه‌گیری
تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده‌سیم روی خطوط انتقال برق با ولتاژ فوق‌العاده بالا (UHV) به سمت هوشمندسازی، اتوماتیک‌سازی، عملیات دوردست و کارایی بالاتر پیش می‌روند. در آینده، با پیشرفت تکنولوژی، کاربرد مواد عایقی جدید، سیستم‌های نظارت هوشمند و تکنولوژی‌های رباتیک، ایمنی، قابلیت اطمینان و کارایی عملیات زنده‌سیم را به طور قابل توجهی افزایش خواهد داد. توسعه این تکنولوژی‌های نگهداری یک وظیفه چالش‌برانگیز است که نیازمند اکتشاف و نوآوری مداوم برای تضمین عملکرد ایمن و پایدار شبکه‌های برق است.