國網山西省電力公司完成“輸電線路采空區治理典型案例匯編"的編制。該案例匯編系統梳理了該公司在采空區輸電線路隱患治理方面的有效做法和典型經驗，為統籌隱患治理與供電保障提供了重要支撐。
山西省煤炭資源豐富，長期開采煤炭使山西形成近5000平方千米、約占全省面積3%的采空區。采空區隱蔽性強、分布無規律、塌陷突發性高，易導致地面垂直塌陷和山體滑坡。據統計，目前山西電網110千伏及以上線路位于采空影響區的鐵塔共計1592基。采空區地質災害已成為威脅輸電線路安全運行的重要因素之一。
面對這一挑戰，國網山西電力結合設備實際運行狀況，因地制宜、因時施策，堅持“預控為主、現場巡檢、監測預警、技術治理"的管理體系，強化源頭防范、危害預警和閉環整治。
在工程規劃階段，國網山西電力提前避讓采空區跨度與礦體開采厚度的比值小于40的采空區；在設計階段，提高鐵塔關鍵構件強度，避免在采空區建設同塔雙回桿塔。該公司主動與政府部門溝通，協調多條重要線路所在采空區煤礦停采；擬合全省六大煤田、2442個煤礦礦界，實現桿塔壓覆情況可視化管控。
在運維監測方面，國網山西電力繪制采空區分布圖，實施分類分級管理，廣泛應用“人工+智能監控+無人機"三位一體巡檢模式。該公司為采空區重要線路桿塔安裝沉降在線監測裝置300余套，以實時采集桿塔基礎沉降與位移數據，相關數據接入了山西電網自然災害監測預警平臺，實現風險精準預警。同時，該公司應用合成孔徑雷達測量技術，實現紅、橙、黃三色風險等級預警，確保第一時間發現隱患。
在隱患治理方面，國網山西電力組建專家團隊攻關技術難題，制訂“一塔一案"專項治理方案。該公司在帶電治理上應用桿塔基礎加固糾偏、帶電扶正等技術，2023年實現特高壓1000千伏丹長一線直線塔帶電扶正。該公司推廣應用的帶電更換受損塔腿、加強拉線等技術措施，解決了塔腿結構損傷和桿塔穩定性不足的問題。
一、產品簡介（LYGCXT9000電力行業新產品“光聲光譜油色譜在線監測裝置"快捷簡便，性能穩定）
目前電力及工業系統中的油色譜產品大多是以氣相色譜作為主要的監測手段，但采用氣相色譜技術的產品普遍維護量大且頻繁（需要定期換氣），相比之下，我公司研發生產的新一代變壓器油中溶解氣體在線監測裝置采用以光聲效應為基礎的新型光聲光譜分析檢測技術，實現快速地在線監測變壓器等油浸式電力高壓設備的油中氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等氣體的含量及增長率，并通過故障診斷專家裝置早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。
二、工作原理（LYGCXT9000電力行業新產品“光聲光譜油色譜在線監測裝置"快捷簡便，性能穩定）
光聲光譜技術是基于光聲效應來檢測吸收物體積分數的一種光譜技術，即氣體分子吸收特定波長的電磁輻射（紅外光）所產生的效應。氣體分子吸收經過調制的特定波長紅外輻射而被激發到高能態，由于高能態極不穩定，分子隨即以無輻射躍遷形式將吸收的光能變為熱能而回到基態；宏觀上表現為壓力的變化，即產生聲波。光聲信號的相位與光的調制相位相同，而光聲信號的強度與氣體的體積分數及光的強度成正比。光的強度一定時，根據光聲信號強度就可以定量分析出氣體的體積分數。
三、產品特點（LYGCXT9000電力行業新產品“光聲光譜油色譜在線監測裝置"快捷簡便，性能穩定）
產品集控制，測量、分析功能為一體，在保證產品性能和質量的前提下，解決了氣相色譜技術不可避免的需要定期維護更換的問題，降低了維護成本。該裝置保持了我公司產品向來所具有的穩定性、可靠性、準確性等方面的優勢：
1.在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的濃度及增長率，并可根據用戶需要增加氧氣（O2），氮氣（N2）及微水（H2O）的監測；
2.相較氣相色譜監測方式，無需載氣部分，后期基本免維護；
3.檢測周期短，下限檢測周期一小時；
4.高穩定性、高精度氣體檢測技術，傳感器漂移小，可校準，測量結果準確；
5.成熟可靠的通信方式，采用標準網絡協議，支持遠程數據傳輸；
6.多樣的數據顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數據存儲量大；
7.開放的數據庫，可接入電力系統局域網；
四、技術指標（LYGCXT9000電力行業新產品“光聲光譜油色譜在線監測裝置"快捷簡便，性能穩定）
1.性能參數
參數項 | 參考值 | |
工作電源 | AC220V±15%，50Hz±1Hz，1000VA 或 1400VA（帶伴熱帶） | |
檢測油溫 | 0～100℃ | |
環境溫濕度 | -40℃～+65℃；5%～95%(產品內部，無凝露、無結冰) | |
大氣壓力 | 80kPa～110kPa | |
上限風速 | 35m/s(離地面 10m 高、10min 平均風速、戶外） | |
上限日溫差 | 25℃（戶外） | |
日照強度 | 0.1W/cm2(風速 0.5m/s、戶外） | |
覆冰厚度 | 10mm（戶外） | |
防護等級 | IP55 | |
設備尺寸 | 643mm（長）×550mm（寬）×1151mm（高） | |
設備重量 | 150kg | |
檢測周期 | 下限1小時，檢測周期可自行設定 | |
數據存儲 | ≥10 年 | |
報警設定 | 氣體濃度、相對產氣率、一定產氣率超限告警；硬結點輸出、報警可遠傳 | |
功能擴展 | 氧氣（O2）、氮氣（N2）和微水（H2O）監測。 | |
表1 產品性能參數表
2、檢測項參數
氣體組分 | 檢測范圍（單位：uL/L） | 測量誤差 | |
氫氣 | 2～2000 | 下限檢測限值或±30% | |
一氧化碳 | 25～5000 | 下限檢測限值或±30% | |
二氧化碳 | 25～15000 | 下限檢測限值或±30% | |
甲烷 | 0.5～1000 | 下限檢測限值或±30% | |
乙烷 | 0.5～1000 | 下限檢測限值或±30% | |
乙烯 | 0.5～1000 | 下限檢測限值或±30% | |
乙炔 | 0.5～1000 | 下限檢測限值或±30% | |
氧氣 | 100～50000 | ±10% | |
氮氣 | 100～130000 | ±15% | |
微水 | 0～100%RS | ±30% | |
表2 氣體檢測參數表
五、結構組成（LYGCXT9000電力行業新產品“光聲光譜油色譜在線監測裝置"快捷簡便，性能穩定）
產品主要由脫氣模塊和氣體檢測模塊兩部分組成
1.脫氣模塊
通過變壓器出油口將油抽入采集循環裝置內，采用真空脫氣方法，由真空裝置抽取真空將特征氣體與被檢測油樣分離，輸入到氣體檢測模塊，油泵將循環裝置內油抽回變壓器本體。
2.氣體檢測模塊
由光源、濾光片組、光聲池、微音器、信號處理組成
光源：保證可調制的周期性單色光輸入，壽命高，提高氣體檢測能力。
濾光片組：篩選特定頻率光輻射以分別測量各種氣體。濾光片設計以有效消除各種氣體間的交叉干擾，提高檢測精度。
光聲池：光聲池是光聲光譜檢測儀器中核心的部分。它是一個裝有微音器、放置被測氣體的密閉腔體。實質就是“光-熱-聲"的轉換器。光聲池是由池體、光學窗片、微音器和氣體接口組成。配合系統設計要求進行高精度的加工。專門的設計可使光聲轉換效率高，提高檢測靈敏度。
微音器： 微音器的作用是將聲信號轉化為電信號。更好地配合光聲池，微音器也進行了專門的設計、改造，確保了信號的穩定性。
3.變壓器油中溶解氣體在線監測網絡
變壓器油中溶解氣體在線監測裝置通過用戶的 MIS 裝置遠端顯示監測界面、數據查詢、參數設置等現場具備的全部功能。采用有線接入方式，一個電廠或變電站可以用一臺數據處理服務器，通過 RS485 總線控制多臺光譜數據采集器，每一臺光譜數據采集器可監測一臺電力變壓器。
4.變壓器油中溶解氣體在線監測裝置配置
標準配置 | 光譜數據采集器 | 脫氣模塊/氣體檢測模塊（光源、濾光片組、光聲池、微音器、信號處理） |
數據處理服務器 | 液晶彩色顯示器 | |
輔助單元一：通訊單元 | 有線方式：網線 | |
RS485通訊接口 | ||
輔助單元二： 接口法蘭及油管 | 接口法蘭根據變壓器接口圖紙及加工油管長度根據現場安裝方案需要確定 | |
非標配置 | 電源電纜 | 鎧裝屏蔽電纜， 2 ×2.5 |
表3 產品配置表
針對隱患嚴重、需緊急介入的情況，國網山西電力總結出短時停電集中處置的方法處理多起缺陷。該公司通過頂升塔腳板、加裝板凳樁等手段解決桿塔基礎偏移問題；對整體結構受損桿塔則采取整塔移位或更換等全部治理措施。該公司采用大型機械對1000千伏湛長一線71號耐張塔進行扶正處理；通過主材斷裂補強技術恢復了500千伏錦忻一線的核心構件承載強度，進一步拓展了隱患治理手段。
國網山西電力加強與煤礦企業信息溝通，定期走訪對接煤礦企業，了解其開采計劃與開采影響范圍，通過留設保安煤柱等措施協同保護電力設施，處置多處采空區線路隱患。該公司還強化新技術應用，推廣應用桿塔自適應調整技術、直線桿塔不平衡張力自動釋放裝置等科技成果，推動防治模式由被動整改向主動智能預防轉變。
國網山西電力持續深化采空區輸電線路監測與治理技術研究，推動隱患治理能力不斷提升，全力保障電網安全穩定運行。
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