这期聊一个比较特殊的场景,高压输电铁塔的监测设备供电,设备挂在几十米高的铁塔上,安装方式和供电思路都有点不一样。
一、场景与问题
地点在杭州城郊,一条高压输电线路沿线的铁塔,需要安装倾斜监测和防外力破坏监测设备。铁塔分布在田间、林地里,离最近的村镇低压电网少说几百米,远的几公里,按理说铁塔上就有高压电,但那是10千伏甚至更高等级的线路,不能直接取电。如果从附近拉低压电缆过来,审批流程很长,造价也不低,而且杭州水田多,埋地电缆长期泡水也有隐患。
二、配置逻辑与数据
监测设备包括倾斜传感器、视频或图像采集模块、4G通信单元,总功耗约5-8W,24小时连续运行,日均耗电约0.15-0.2度。
供电方案:小光伏配小储能,重点是防水和安装便利性。
光伏:单块100W单晶硅组件,杭州年均日照约3.5-4小时,晴天日发电约0.35-0.4度,扣除损耗后实际可用约0.3度,是负载的1.5倍左右。
储能:单块50AH磷酸铁锂电池,12V系统约0.6度电,按日均耗电0.18度算,理论上能撑3天多。杭州梅雨季最长连续阴雨曾达7-8天,单靠电池确实扛不住,但阴雨天光伏并不是完全没输出,弱光条件下每天还能补一点点,综合估算能撑5天左右,基本覆盖梅雨季的连续阴雨窗口。
安装方式:这是这个项目最有特点的地方,光伏板不是单独立杆,而是用抱箍固定在铁塔主材上,位置选在塔身中上部,避开导线和绝缘子,控制器和电池集成在一个不锈钢防水箱里,同样抱箍固定在塔身。整套系统就是两个小箱子加一块板子,不用落地,不占耕地。
防水防雷:杭州梅雨季湿度高,箱体密封等级IP65以上,所有接头做防水处理。铁塔本身有避雷接地系统,控制箱的防雷模块直接接入塔身接地,雷雨天气下,铁塔本身就是天然的接闪器,监测设备反倒比地面设备更安全。
三、安装与运行
今年5月份装的第一批,光伏板和电池箱都是提前组装好的模块,到现场直接挂上去、接线、固定,不需要动火焊接。
运行到7月底,经历了杭州今年的梅雨季,6月中下旬连续阴雨了十来天,光伏系统反馈显示,阴雨天每天还能发0.05-0.1度电,虽然不多,但能明显延缓电池电量下降的速度。
四、几点设计参考
这类铁塔加装光伏的方案,有几个通用设计原则:
第一,铁塔加装设备要控制重量和风荷载,塔身设计有荷载余量,但加装太多东西影响结构安全。光伏板选小块、电池选小容量、支架选轻质材料,整套控制在20公斤以内比较合适。
第二,安装过程不动火、不接线到高压侧,铁塔上有高压线路,任何动火作业都有风险,安全是第一位的。
第三,防水和防雷是江南铁塔场景的两个重点,箱体密封要够,防雷模块要接入塔身接地,接头要做防水处理。
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