全壽命周期管理理念在輸電線路檢修技改工程中的應用

郭敏

【摘 要】文章對全壽命周期管理的概念進行了解釋定義，通過全壽命周期理論在輸電設備防腐、輸電線路導、地線壽命配合、輸電線路綜合防雷改造的應用、對全壽命周期理論在輸電線路檢修技改工程中的運用進行了分析對比，體現了輸電線路檢修、技改工程遵循全壽命周期理念的價值所在。為合理制訂輸電線路的檢修、技改工程方案，提供了參考。

【關鍵詞】全壽命周期；輸電線路；應用

0.前言

在我國，全壽命周期管理（LCC）技術已在有關軍、民領域的大型工程項目應用上取得了較好的經濟效益，在電力建設工程上的運用也在逐步推廣應用，為建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”工程項目提供了科學依據。在已經運行的輸電線路檢修、技改項目上的運用全壽命周期理論進行統(tǒng)籌規(guī)劃，保障輸電線路檢修、技改項目的合理性、適宜性、經濟性有重要作用。

1.全壽命周期管理

全壽命周期管理理念最初是由美國國防部于20世紀60年代提出的，目前得到公認的定義為：大型系統(tǒng)在預定有效期內發(fā)生的直接、間接、重復性、一次性及其它有關的費用。它是設計、開發(fā)、制造、使用、維修、支援等過程中發(fā)生的費用，以及預算中所列入的必然發(fā)生的費用總和?！?/p>

針對輸電線路，該理念可以理解為：包括工程項目可行性研究、設計、建設、監(jiān)理的費用所構成的制造成本，又包括運行、保養(yǎng)、維修、報廢的費用所構成的使用成本。

2.全壽命周期管理理念在輸電線路檢修、技改工程中的應用

當前我國輸電線路大部分運行時間超過25年，個別線路超過50年。架空輸電線路、架空地線、導地線及其基礎設施的腐蝕劣化導致材料性能退化和結構損傷，影響其使用壽命和安全性，成為輸電線路安全性的潛在威脅，嚴重時甚至釀成災難性的事故。因此，需要對輸電網及其設備進行剩余壽命評估，從全壽命周期角度合理論證、制定合理的輸電線路大修、技改等延壽改造方案，保障輸電線路大修、技改方案的合理性、經濟性。

2.1輸電設備、線路腐蝕的維護

目前，在線路投運約8-10年后開始做輸電線路的第一次防腐，輸電線路的鐵塔、鐵附件的銹蝕程度為中等，從此，每5年需做一次防腐直到線路報廢。若一條線路長度20千米，壽命按40年計算，每次防腐需資金15萬元，則在該線路的運行周期內，僅防腐一項需105萬元。若按照全壽命周期管理理念，采用利用熱噴涂、納米電刷鍍、微弧等離子等新技術，對線路進行防腐處理，則防腐周期可延長到10-15年，一次投資約需25萬元。則在線路的運行壽命期內，僅做3次防腐，約75萬元即可，考慮利息等因素，在線路防腐方面，運用全壽命周期理念進行維護可節(jié)約投資約25萬元。

2.2輸電線路導、地線壽命配合的應用

送電線路的運行經驗表明，鍍鋅鋼絞線一般運行10～15年后即會銹蝕，強度降低，甚至出現斷線事故?？紤]JLB20A-80使用壽命與鋼芯鋁絞線大致匹配（約40年），因此在線路投運年內不用換地線。

普通鋼絞線GJ-80價格約7194元/噸，折合4533元/km；鋁包鋼絞線JLB20A-80價格約13500元/噸，折合7133元/km；兩者價格比值是1.57倍。另外更換地線會產生費用（包含施工、附件金具、其他費用），按8000元/km考慮；普通鋼絞線更換下來考慮殘值約折合1000元/km，停電更換的損失不可估量。

從以上分析可得出，在設計之初即按全壽命周期理念架空地線采用鋼芯鋁絞線可在線路的壽命周期內，每公里線路節(jié)約4000元。但是，在運行的線路上進行更換地線的項目，若也采用鋼芯鋁絞線進行更換則會增加成本，導致架空地線與導線的壽命不配合的問題，造成投資浪費，這也是目前輸電線路大修技改工程中普遍存在的誤區(qū)。

2.3輸電線路綜合防雷改造

輸電線路跳閘約65%是因雷擊線路引起的，因此防雷接地是輸電線路運行維護工作的重點。近年，針對輸電線路的綜合防雷整治投資很大，雖然也取得了一定的成效，但是，由于未根據全壽命周期的理念進行全面系統(tǒng)的防雷設計，這些防雷措施的適宜性值得商榷。目前主要采取的主要防雷手段有：（1）輸電線路接地改造；（2）加裝線路避雷器、避雷針。防雷措施的制定基本靠現場運維人員的判斷，而現場人員的經驗水平、對地形地貌的判斷都存在良莠不齊的現象，這就造成很多的防雷措施與現場實際需要不適應，防雷效果不好甚至達不到防雷的效果。已運行輸電線路的防雷是一個系統(tǒng)工程。對已運行輸電線路進行防雷改造，要了解輸電線路的結構、運行情況、所經地段的地形、地貌、地質及季風活動情況，要收集輸電線路發(fā)生的雷害事故及其事故原因、雷電活動情況等多種歷史運行數據和現場測試數據，總結出雷害事故的原因，找出在防雷上存在的缺陷和不足。這樣才能制訂出合乎實際的改造措施并進行有針對性的改造，使改造取得真正的實效。運用全壽命周期管理理念，對防雷改造項目進行調研設計，主要包括以下幾個方面的內容。

①線路運行資料，包括雷害事故，雷害事故損壞的設備狀況，雷擊跳閘情況，雷電侵入波對變電設備的危害情況，線路易擊桿塔序號。

②線路設計和建設的資料、圖紙（線路走向圖，桿塔結構、回路數，桿塔接地體結構、接地電阻，桿塔周邊地形圖及周邊土壤電阻率情況等），建設驗收記錄，特別是避雷線的條數和保護角，外絕緣爬距，同桿架設情況等。

③氣象資料收集，包括季風大致走向，平均雷暴日，雷電活動強烈區(qū)域和雷暴活動集中的月份等。

根據調查研究結果，確定線路在防雷上存在的缺陷，并根據現場勘測結果確定“易擊段、易擊桿塔和易擊相”。并相應的采取措施，才能使防雷工作做到有的放矢。

3.結束語

對已運行線路的綜合檢修、技改工程項目運用全壽命周期管理理念，綜合考慮輸電線路建設成本與運行維護成本，體現線路各構成部分功能協(xié)調、壽命周期協(xié)調，對輸電線路建設、運行維護的全過程進行統(tǒng)籌優(yōu)化，全局優(yōu)化，是適應當今社會發(fā)展的輸電線路的發(fā)展方向。