تحلیل فنی نگهداری زنده خطوط انتقال برق با ولتاژ بسیار بالا

به‌عنوان حاملی مهم برای انتقال انرژی، خطوط انتقال فوق فشار (UHV) تأکید ویژه‌ای بر ایمنی و کارایی عملیات زنده دارند. در مواجهه با سطوح ولتاژ بسیار بالا و محیط‌های کاری پیچیده، فناوری‌های نگهداری برای عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار طی سال‌ها با مجموعه‌ای از چالش‌ها روبه‌رو بوده‌اند. بنابراین، تقویت مداوم تحقیقات در زمینه فناوری‌های نگهداری برای عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار امری ضروری است.

1. زمینه تحقیق
عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار به معنای فعالیت‌های تعمیر و نگهداری، بازرسی یا ساخت‌وساز در حالی است که خطوط تحت ولتاژ و در سطوح ولتاژ ±800 کیلوولت یا بالاتر از 1000 کیلوولت در حال کار هستند. این نوع عملیات دارای ریسک بالایی است و نیازمند آمادگی کامل تکنسین‌ها از نظر ایمنی و دارا بودن توانایی‌های فنی لازم برای مقابله با مشکلات پیچیده است. فناوری نگهداری تأثیر قابل توجهی بر کارایی عملیات دارد. این مقاله به طور خلاصه به بررسی فناوری‌های کلیدی نگهداری برای عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار از جنبه‌های زیر می‌پردازد:

1.1 فناوری عایق‌بندی
در عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار، فناوری عایق‌بندی اساسی برای تضمین ایمنی عملیات است. این فناوری از موادی با عملکرد عایقی بالا مانند عایق‌های کامپوزیتی استفاده می‌کند که قادر به تحمل میدان‌های الکتریکی شدید در شرایط فوق فشار هستند. تجهیزات و ابزارهای مورد استفاده در کارهای زنده باید دارای مقاومت عالی در برابر پیری بوده تا بتوانند در معرض طولانی‌مدت شرایط بیرونی قرار گیرند و همچنین باید به سرعت به نوسانات ولتاژ پاسخ دهند تا تشکیل قوس جلوگیری شود. فناوری عایق‌بندی نه تنها ایمنی عملیات را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و خطر برق‌گرفتگی را به‌طور مؤثر کاهش می‌دهد، بلکه عمر تجهیزات عایقی را نیز افزایش داده و بنیان فنی محکمی برای عملکرد قابل اعتماد خطوط فوق فشار ایجاد می‌کند.

1.2 فناوری عملیات هم‌پتانسیل
فناوری عملیات هم‌پتانسیل یکی از تکنیک‌های کلیدی در عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار است. با اتصال افراد به پتانسیل یکسان با تجهیزات تحت ولتاژ، این فناوری به‌طور مؤثر اختلاف پتانسیل را حذف کرده و خطر برق‌گرفتگی را به‌شدت کاهش می‌دهد. این فناوری به پلتفرم‌های هم‌پتانسیل، ابزارهای عایقی و لباس‌های محافظتی وابسته است. ویژگی‌های کلیدی آن شامل دستیابی به تعادل پتانسیل، تضمین پایداری عملیات و پشتیبانی از تغییر سریع برای تطبیق با سناریوهای عملیاتی پیچیده است. این ویژگی‌ها نه تنها خطر تماس مستقیم با قطعات تحت ولتاژ را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند، بلکه محیط کاری پایداری را فراهم کرده و در نتیجه کارایی و کیفیت عملیات را بهبود می‌بخشند.

1.3 فناوری نظارت ایمنی و هشدار زودهنگام
فناوری نظارت ایمنی و هشدار زودهنگام برای تضمین ایمنی عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار ضروری است. این فناوری شامل نظارت لحظه‌ای بر شرایط خط، پارامترهای محیطی و عملکرد تجهیزات، همراه با تکنیک‌های پیشرفته تحلیل داده برای شناسایی ناهنجاری‌ها و ریسک‌ها است. هنگامی که خطرات بالقوه شناسایی شوند، سیستم هشدار فوراً اخطار صادر کرده و افراد را به انجام اقدامات پیشگیرانه راهنمایی می‌کند. مزیت این فناوری در توانایی آن برای جلوگیری مؤثر از حوادث و کاهش قابل توجه خسارات از طریق پاسخ سریع به موقعیت‌های غیرعادی است که بدین ترتیب ایمنی عملیات را تضمین می‌کند.

1.4 فناوری عملیات رباتیک
فناوری عملیات رباتیک نقش محوری در عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار دارد. از طریق قابلیت‌های کنترل از راه دور و ناوبری خودکار، ربات‌ها قادر به انجام وظایف خطرناک یا دسترسی‌ناپذیر مانند بازرسی خط و تعمیر نقص در محیط‌های پیچیده هستند. چندکاره بودن آن‌ها اجازه می‌دهد تا مجهز به ابزارهای مختلفی شوند تا به‌صورت انعطاف‌پذیر به نیازهای متنوع عملیاتی پاسخ دهند. مزیت اصلی این فناوری کاهش قابل توجه قرار گرفتن افراد در مناطق خطرناک است، در حالی که اجرای دقیق توسط ربات کیفیت عملیات را به‌طور مؤثر افزایش می‌دهد.

1.5 فناوری عایق‌بندی و جداسازی هم‌پتانسیل
فناوری عایق‌بندی و جداسازی هم‌پتانسیل یکی از اقدامات ایمنی مهم در عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار است. این فناوری از دستگاه‌های با عایق‌بندی بالا مانند موانع عایقی و پوشش‌های محافظ استفاده می‌کند تا به‌طور مؤثر منطقه تحت ولتاژ را از منطقه کار جداسازی کرده و از افراد محافظت کند. این فناوری دارای عملکرد عایقی بالا و پایداری ساختاری است و قادر به تحمل تنش‌های مکانیکی در حین عملیات است. 

طراحی آن بر اجرای سریع تأکید دارد تا امکان اجرای انعطاف‌پذیر فراهم شود. مزایای کاربردی آن شامل افزایش قابل توجه اثربخشی جداسازی، جلوگیری مؤثر از تماس افراد با قطعات تحت ولتاژ و فراهم کردن فضای کاری بیشتر و انعطاف‌پذیری بیشتر برای اپراتورها در شرایط ایمن است.

2. روند توسعه فناوری‌های نگهداری برای عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار
با پیشرفت مداوم فناوری و توسعه سریع فناوری انتقال فوق فشار، فناوری‌های نگهداری برای عملیات زنده نیز در حال تحول و ارتقا هستند. بر اساس مسیرهای فعلی فناوری، فناوری‌های نگهداری آینده برای عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار به سمت هوشمندی و فناوری‌شدن حرکت خواهند کرد.

2.1 قابلیت‌های هوشمند و خودکار به‌طور مداوم بهبود خواهند یافت
تقویت قابلیت‌های هوشمند و خودکار جهت مهمی در توسعه فناوری‌های عملیات زنده روی خطوط انتقال فوق فشار خواهد بود. با یکپارچه‌سازی فناوری‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، ربات‌های عملیاتی قادر خواهند بود وظایف پیچیده‌تری مانند شناسایی خودکار نقص و تعمیر خودکار خطا انجام دهند. 

سیستم‌های هوشمند حجم زیادی از داده‌های لحظه‌ای را تحلیل کرده و خطرات بالقوه را پیش‌بینی کرده و به‌طور خودکار استراتژی‌های عملیاتی را تنظیم خواهند کرد. معرفی تجهیزات خودکار دخالت دستی را کاهش داده و کارایی و ایمنی را افزایش خواهد داد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند و فناوری واقعیت مجازی تجربه‌های راهنمایی شهودی‌تر و واقعیت افزوده را برای اپراتورها فراهم خواهد کرد.

2.2 کاربرد تکنولوژی‌های عملیات دور و تلکنترول
تکنولوژی‌های عملیات دور و تلکنترول به کارکنان اجازه می‌دهند ربات‌ها یا تجهیزات را از فواصل ایمن کنترل کنند. با پیشرفت در تکنولوژی‌های ارتباطی—به ویژه 5G و IoT—عملیات دور بیش از پیش پایدار و قابل اعتماد خواهد شد. این تکنولوژی‌ها مخاطرات تماس مستقیم با اجزای برق‌رسان را به طور چشمگیری کاهش می‌دهند، در حالی که انعطاف‌پذیری و کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهند. سیستم‌های عملیات دور آینده بر تعاملات کاربر-ماشین کاربرپسند و رابط‌های کنترلی هوشمندانه تمرکز خواهند کرد تا کنترل دقیق تجهیزات حتی از محل‌های دور اطمینان‌بخش باشد.

2.3 توسعه و کاربرد مواد عایق جدید
در عملیات زنده خطوط انتقال UHV، انتخاب و کاربرد مواد عایق تأثیر مستقیمی بر ایمنی عملیات و قابلیت اطمینان خط دارد. با پیشرفت تکنولوژی انتقال UHV، نیازهای مواد عایق همچنان افزایش می‌یابد. روندهای فعلی نشان می‌دهند که توسعه عایق‌های مرکب جدید نقطه کانونی خواهد بود. این عایق‌ها معمولاً از چند ماده مانند کاوچوی سیلیکون و پلی‌ایمید تشکیل شده‌اند که مزایایی مانند عملکرد عایق بالای کاوچوی سیلیکون و مقاومت حرارتی پلی‌ایمید را ترکیب می‌کنند. 

علاوه بر این، مواد عایق نانوسکالی توجه قابل توجهی را جلب کرده‌اند. مواد نانویی دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد مانند ثابت دی الکتریک بالا و ضریب تلفات کم هستند که پتانسیل عظیمی برای افزایش عملکرد عایق فراهم می‌کنند. ادغام مواد نانویی در سیستم‌های عایق می‌تواند مقاومت دی الکتریک و مقاومت در برابر سن کردن را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

2.4 به‌روزرسانی سیستم‌های نظارت ایمنی و هشدار اولیه
به‌روزرسانی سیستم‌های نظارت ایمنی و هشدار اولیه برای اطمینان از ایمنی عملیات زنده ضروری خواهد بود. سیستم‌های آینده بیشتر سنسور را برای نظارت بر وضعیت خط، پارامترهای محیطی و عملکرد تجهیزات به صورت زنده یکپارچه خواهند کرد. با استفاده از تحلیل داده‌های بزرگ و الگوریتم‌های هوش مصنوعی، این سیستم‌ها قادر خواهند بود ناهماهنگی‌ها و خطرات بالقوه را به طور دقیق‌تری شناسایی کرده و هشدارهای به موقع صادر کنند. 

سیستم‌های هشدار بیشتر هوشمند خواهند شد و پیشنهادات ایمنی شخصی‌سازی شده و برنامه‌های واکنش اضطراری متناسب با محیط عملیاتی و وضعیت تجهیزات ارائه خواهند داد. علاوه بر این، رابط‌های کاربری بیشتر قابل فهم خواهند بود که به اپراتورها امکان درک و واکنش سریع را می‌دهد. با یکپارچه‌سازی IoT و محاسبات ابری، این سیستم‌ها اشتراک داده‌های زنده و دسترسی دوردست را ممکن می‌کنند که نظارت و تصمیم‌گیری دوردست را تسهیل می‌کند. این سیستم‌ها همچنین قابلیت‌های یادگیری خودکار و بهینه‌سازی خودکار را دارند که با تحلیل داده‌های تاریخی، مدل‌های هشدار را به طور مداوم بهبود می‌بخشند تا دقت و به‌موقعیت را افزایش دهند.

3. نتیجه‌گیری
تکنولوژی‌های نگهداری عملیات زنده خطوط انتقال UHV به سمت هوشمندی، اتوماسیون، عملیات دور و کارایی بالاتر پیش می‌روند. در آینده، با پیشرفت تکنولوژی، کاربرد مواد عایق جدید، سیستم‌های نظارت هوشمند و تکنولوژی‌های رباتیک، ایمنی، قابلیت اطمینان و کارایی عملیات زنده را بیشتر افزایش خواهد داد. توسعه این تکنولوژی‌های نگهداری همچنان یک وظیفه سخت است که نیاز به کاوش و نوآوری مداوم دارد تا اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار شبکه‌های برق فراهم شود.