智慧城市︱港燈藉AI及大數據監察電網  電纜異常事件激減4成

智慧城市的運作離不開電力,城市的輸配電網絡就如同人的循環系統般重要,但電纜就像血管一樣會老化,需頻密和深入地維護。港燈過去10多年一直主動檢測電纜的健康狀況,近年發展及應用新的電纜「3高指數」,更仔細地反映電纜絕緣損耗情況及電力表現。港燈今年初亦開始運用AI人工智能及大數據模型,進一步量化電纜電路出現異常的機率,精準度達7成。經過多年努力,港燈電纜異常的宗數由2019年的235宗,逐年下跌至去年的140宗,大幅減少約4成。

 

港燈工程師朱科示範用「極低頻電纜測試」檢查電纜健康狀況。   歐樂年攝
港燈工程師朱科示範用「極低頻電纜測試」檢查電纜健康狀況。 歐樂年攝

 

港燈工程師朱科示範用「極低頻電纜測試」檢查電纜健康狀況。   歐樂年攝
港燈工程師朱科示範用「極低頻電纜測試」檢查電纜健康狀況。 歐樂年攝

 

早期製造的電纜較容易出現「水樹」。   歐樂年攝
早期製造的電纜較容易出現「水樹」。 歐樂年攝

 

早期製造的電纜較容易出現「水樹」。   歐樂年攝
早期製造的電纜較容易出現「水樹」。 歐樂年攝

 

電纜接駁位亦有機會故障。    歐樂年攝
電纜接駁位亦有機會故障。 歐樂年攝

 

電纜接駁位亦有機會故障。    歐樂年攝
電纜接駁位亦有機會故障。 歐樂年攝

 

顯微鏡下的「水樹」(經過染色處理)。   港燈提供
顯微鏡下的「水樹」(經過染色處理)。 港燈提供

 

港燈電纜總長度接近7000公里,其中11-kV高壓電纜佔一半。港燈輸配電科工程建設及保養主管楊廣通表示,電纜最大的敵人是絕緣出現問題,只要能絕緣,電纜就可發揮正常作用;相反絕緣層一但出問題,整條電纜很快會報銷。電纜可能受路面挖掘工程等外力因素影響,致絕緣層及接駁箱受損;或一些1989年前製造的初代「交聯聚乙烯電纜」,抵抗俗稱「水樹」的樹狀結構聚合物晶體現象的能力相對薄弱,當地下水進入電纜,在電場和水氣的作用下,較易出現「水樹」,降低電纜絕緣強度,最後被電壓擊穿而出現故障。

2010年起 按風險等級逐步更換

電纜深埋地底難以檢測,故以往只能被動地更換出現異常部分。楊廣通指,港燈於2010年起参考電機電子工程師學會的指引,引入「電纜健康管理指數」,每年利用「極低頻電纜測試」,主動檢測200至300條11-kV電纜的狀況,並按運營風險將電纜分為5個等級,相應地進行維修和更換,提高維護效率。2019年,港燈更研究全新的電纜「3高指數」,在傳統標準的絕對值上,額外加入絕緣損耗測量的DTD (差動值)、SDTD (波動率)及Tu-Tu (傾斜率),其中Tu-Tu更是港燈工程師的研究成果。

「3高指數」更精確 工程師研究功勞

研究Tu-Tu的港燈工程師朱科解釋,過去沿用的標準只看檢測當刻的絕對值,卻忽略數字的變化。他以身體檢查作例子,以往醫生只幫病人量一量血壓,現在會分析一段時間的血壓升降數據,更好地反映身體不同狀況。而電纜「3高指數」於前年試行後反應良好,去年已全面採用,又透露曾有電纜通過「電纜健康管理指數」被診斷為低風險,但其後透過「3高指數」發現異常,反映新指數能彌補以往未能涵蓋的某些異常狀況,真正做到防患於未然。

港燈去年與香港理工大學創立的產品可靠性暨系統安全研發中心(CAiRS)合作,開發一款AI人工智能軟件,新模型結合港燈過往10多年的檢測大數據,可預測是電纜線身或是接駁箱出現異常的風險較大。楊廣通說,一段電纜長約1000至2000米,中間接駁的連接箱也有機會故障,以往發現問題電纜後,需要工程人員靠專業經驗判斷。港燈今年初試行AI模型,能量化電纜各部件異常機率,為一條電纜不同位置分別評分,可大幅提升檢查電纜的準確度及效率。現時精準度達7成,相信未來有更多數據投入作分析,可以更快更準,守護城市血管的健康。

記者 趙克平

 

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