高壓電塔洗礙子危險高 台電AI智慧即時預警「鹽霧害」 找出最佳維護時機 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

高壓電塔洗礙子危險高 台電AI智慧即時預警「鹽霧害」 找出最佳維護時機

2019年11月12日
環境資訊中心記者 陳文姿報導

你曾經觀察過高壓電塔嗎?上面掛著幾串白色長條環狀物,那就是礙子(insulator)。礙子的功能是支撐電線及絕緣,但是,空氣中的鹽分及污染會累積在礙子上,如未能即時清理,嚴重時可能引發跳電危機。因此,除了定期清理,台電在緊急狀況還須雇用直升機。2015年曾發生一起直升機在清理礙子時墜毀的事件,凸顯這項任務的危險與昂貴。

高壓電塔上的礙子(白色的長條環狀物)。攝影:陳文姿
高壓電塔上的礙子(白色的長條環狀物)。攝影:陳文姿

定期清洗未必是最好的策略,太髒沒清洗會有跳電風險,還沒髒就洗則是浪費。台電工作團隊以大數據分析近三年氣候資料與洩漏電流(LCM),開發出「AI即時鹽霧害預測系統」。新系統能即時掌握礙子的污損程度、進而排定最適維護期程。未來將優先使用在鹽害嚴重地區,提升供電穩定之餘,也能節省經費。

礙子的大數據分析  台電尋找最佳維護方案

台灣人口集中在西部,多數輸電線路也佈在西岸。每年10月到隔年3月的鹽霧害季節,東北季風夾帶含鹽份的水氣、灰塵吹向高壓電塔上的礙子,加上大氣中的污染物累積,容易造成電流洩漏。小則發生小型火花、局部電弧放電,大則發生閃絡、甚至是接地短路,引發停電事故。

本月8日,台電首屆「AI大數據人才發展營」舉辦成果發表會,發表多項由台電同仁自行開發的系統。其中,「輸電線路礙子即時鹽霧害預測系統」由台電副所長吳立成領軍,與台電災害防治組組員共同完成。

吳立成解釋,過去礙子的維護是先研究台灣鹽害程度分佈圖,再依鹽害程度設定六個等級的維護週期,短則一年清理一次,有的是兩、三年一次,最好的狀況是靠自然的風雨清理,不須人工維護。維護時要先停電,需要事先規劃。但緊急狀況發生時,即便處於供電狀況,也必須立即清洗。

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台灣地區輸配電線路礙子污損等級分佈圖。圖片來源:台電台灣地區鹽害程度分佈調查研究。 

台電災害防治組、綜合研究所高壓研究室資深專員陳健賢解釋,礙子污染分為累積污染與急速污染。緊急時必須委託廠商派直升機從高空中清洗,這項工作不僅專業而且危險。直升機墜落意外發生後,民間公司都不願意承接這項業務。

鹽害分布圖是靜態資料,無法根據天氣因子即時調整,難以掌握礙子的污染程度,台電災害防治組同仁決定引入大數據分析。先蒐集2016-2019年間三年的溫溼度、風速、風向、大氣壓力、紫外線及礙子洩漏電流等資料,建立礙子洩漏電流的預測模型。進而從氣象條件推估礙子的污染程度,並制定清理時程。

吳立成說明,這套AI系統讓過去以時間導向的清理計畫,變成以狀況為導向的計畫。髒污到達一定等級,可以提前排定時間清理,污損不嚴重,則不需要多洗。除了使供電穩定外,也能減少經費支出。

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台電團隊以彰濱E/S礙子長期加壓試驗場為測試點,找出礙子污損與氣候間的動態關係,進而訂定礙子清洗策略。圖表來源:台電簡報

台電研發團隊說明,目前計畫是以彰濱礙子測試場為基地,下一步會選擇將選擇代表性的重要線路或鹽霧害嚴重的鐵塔,以低成本的氣象感測器建構「鐵塔礙子洩漏電流預測系統」,預計以中火、北港、彰濱先行,未來進一步擴大。

礙子小知識:數礙子、知電壓
輸電線路鐵塔上像白色瓷碗的東西稱之為「礙子」,主要供能是支撐電線及絕緣用,電壓愈高需要的礙子個數越多,也就是礙子串的長度愈長,所以從鐵塔上礙子的數量就可以判斷出電壓。
345kV:耐張(橫的)有22~24個,懸垂(直的)19~21個礙子
161kV:12~14個礙子
69kV :約為7個礙子
(資料來源:台電電力粉絲團

作者

陳文姿

理工科系畢業的打字人~