電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法在配網(wǎng)可靠性中的應(yīng)用

白晶晶 白慶永 單春文

1.國(guó)網(wǎng)冀北固安供電有限公司 河北 廊坊 065000

2.國(guó)網(wǎng)冀北廊坊供電公司 河北 廊坊 065000

3.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司 北京 100055

0 引言

電纜事故是配網(wǎng)線路中較為棘手的事故之一，它的特點(diǎn)是：維修過(guò)程復(fù)雜，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用也高，對(duì)配網(wǎng)可靠性影響很大。

根據(jù)電纜受外力破壞的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為原有的理論是指導(dǎo)性的約束標(biāo)尺，是強(qiáng)制性的法律和法規(guī)，是保護(hù)電纜安全的有效方法。探討完善的防范電纜外力破壞的新理論和新方法，最終逐步實(shí)現(xiàn)電纜零事故的目標(biāo)。

防范電纜外力破壞的新方法，簡(jiǎn)稱“電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法”。它以國(guó)家規(guī)定和規(guī)程、函數(shù)逼近論的Lagrange插值公式和Newton插值公式為基礎(chǔ)，細(xì)化了現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)管理理論和方法。

新方法的理論基礎(chǔ)主線是：當(dāng)y表示電纜埋設(shè)深度，x表示電纜正截面圓心點(diǎn)距離某端點(diǎn)的數(shù)值，每條電纜中心可表示為曲線y=f（x），且y是實(shí)變量x的單值函數(shù)；設(shè)yi=f（xi），（i=0，1，…，n ）；設(shè)有唯一的n次多項(xiàng)式Pn（x）滿足條件：Pn（xi）=yi（ i=0，1，…，n）；則有且僅有一個(gè)n 次多項(xiàng)式Pn（x）與函數(shù)f（x）在n+1個(gè)不同點(diǎn)上取相同的數(shù)值。當(dāng)通過(guò)有限n+1個(gè)點(diǎn)得到電纜中心信息曲線Pn（x）時(shí)，Pn（x）可看成f（x）的近似值。

據(jù)此，我們便可以具體地找出每條運(yùn)行電纜的風(fēng)險(xiǎn)部位，以文字和圖形方式標(biāo)注在圖紙上，繪制電纜風(fēng)險(xiǎn)部位空間（或平面）位置圖，也稱電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制圖。由線路專責(zé)人通過(guò)照相或繪圖，在不斷落實(shí)查找、完善、監(jiān)督、增減電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)電纜可靠供電。

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法，針對(duì)防止配網(wǎng)電纜遭受外力破壞的情況產(chǎn)生。該理論要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是，如何實(shí)現(xiàn)降低電纜遭受外力破壞事故率，提高配網(wǎng)供電可靠性。

1 電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)簡(jiǎn)介

1.1 電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)概念

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)就是電纜在運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生事故的地點(diǎn)、部位、場(chǎng)所，以及導(dǎo)致事故的行為和不可抗力。

1.2 電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)是誘發(fā)事故的因素，對(duì)運(yùn)行電纜可能存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析評(píng)估，制定并落實(shí)可靠的安全措施，變被動(dòng)防范為主動(dòng)預(yù)防、超前控制，確保電纜安全。

1.3 19種電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

電纜安全問(wèn)題可以分為兩類。即道路周圍的電纜安全、工地的電纜安全。道路周圍的電纜安全包括：道路景觀升級(jí)改造、使用道路、修理道路、拓寬道路、各種管道穿越道路過(guò)程中的電纜安全問(wèn)題。工地周圍的電纜安全包括：新建工地、工地舊址的電纜安全。新建工地指的是：在建的高樓大廈、辦公樓、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、公園、路標(biāo)（基礎(chǔ)）、綠化帶和其它公共設(shè)施。工地舊址指的是：已完工的高樓大廈、辦公樓、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、公園和其它公共設(shè)施。

在理論上電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)種類一般分為19種。

1.4 電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)間觀念

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)按照管理控制時(shí)間可劃分為兩類，即短期控制和長(zhǎng)期控制。

對(duì)新建工地、新道路（含高速公路、高速鐵路等）而言，電纜維護(hù)是短期的；對(duì)工地舊址而言，電纜維護(hù)是長(zhǎng)期的。對(duì)道路拓寬中的電纜維護(hù)是比較長(zhǎng)期的。以下是電纜常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)匯總表（表1）。

由表1得到風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總量求和式：

表1 電纜常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)匯總表

1.5 建立并應(yīng)用電纜風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)

1）建立電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制圖

根據(jù)實(shí)際情況，以上述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總量為依據(jù)，建立完善的電纜系統(tǒng)圖。通過(guò)照相或AutoCAD繪圖，把信息隨時(shí)整理存檔，建立三維立體位置圖。也可以對(duì)每一條（或共用通道）電纜建立電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的相對(duì)周圍環(huán)境的三維立體位置圖，標(biāo)注有風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的位置圖就是電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制圖。

2）建立電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制系統(tǒng)

建立電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制系統(tǒng)，對(duì)于新增風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)添加在系統(tǒng)中，對(duì)退出運(yùn)行的電纜要及時(shí)從系統(tǒng)中刪除，始終保證電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制系統(tǒng)能反映實(shí)際情況。對(duì)市區(qū)的各施工單位都要建立聯(lián)絡(luò)，各施工單位在相關(guān)地段施工動(dòng)土前，都要納入電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制系統(tǒng)。聯(lián)絡(luò)單位包括市政建設(shè)部門(mén)、小區(qū)物業(yè)、各機(jī)關(guān)單位等，進(jìn)行電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制。

3）運(yùn)行使用電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制系統(tǒng)

利用電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制圖，加強(qiáng)電纜線路巡視。如果做到每天對(duì)每處電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)都能巡視一次，電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)引發(fā)的故障就可能會(huì)避免，提高運(yùn)行可靠性。

通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)線路電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制圖抽樣檢查，督促線路維護(hù)人員不斷增減電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，預(yù)測(cè)電纜事故，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)防止電纜事故發(fā)生，提高配網(wǎng)可靠性。

2 控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的常用方法及應(yīng)用

1）時(shí)間逼近控制法

線路專責(zé)人在得知電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)周圍有即將動(dòng)工的工程時(shí)，主動(dòng)地提前到達(dá)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)加以科學(xué)控制，即時(shí)間逼近控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)法，簡(jiǎn)稱“時(shí)間逼近控制法”。

2）距離逼近控制法

在專業(yè)人員指導(dǎo)下，在電纜附近取土施工的方法，即距離逼近控制電纜風(fēng)險(xiǎn)法，簡(jiǎn)稱“距離逼近控制法”。

［例1］在道修路中，筆者利用挖出的電纜上方的保護(hù)蓋磚，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)挖掘機(jī)在多條同路徑電纜上方挖掘取土，圓滿完成了28條10kV電纜的安全控制任務(wù)。

3）電話逼近控制法

記錄頂管施工單位的電話，采用不定期或定期詢問(wèn)該單位的施工地點(diǎn)，電話指導(dǎo)或到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的方法，簡(jiǎn)稱“電話逼近控制法”。

4）用電纜路徑深度探測(cè)儀和電力電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)方法

使用先進(jìn)的地下管線探測(cè)儀，能及時(shí)獲取地下電纜精確路由及部分風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)深度，快速掌握地下管線轉(zhuǎn)彎或復(fù)雜情況，在一定程度上有效避免誤開(kāi)挖，實(shí)現(xiàn)地下電纜信息動(dòng)態(tài)管理；可視為函數(shù)逼近論逐步線性插值法的應(yīng)用。

5）探坑逼近控制法

在地埋電纜可能敷設(shè)的位置開(kāi)挖一定形狀和深度的探坑，尋找電纜位置以求達(dá)到控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的方法，簡(jiǎn)稱“探坑逼近控制法”。

【例2】開(kāi)挖探坑,施工人員往往將探坑挖成近似“酒瓶”或“葫蘆”的形狀。某公司開(kāi)挖探坑尋找電力電纜，探坑的形狀近似“扁酒瓶”，沒(méi)有找到電纜（圖1）。在我們現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，在“酒瓶”頸部東側(cè)的距離地表0.8米的位置被找到了鋪設(shè)的電纜。

圖1 某公司電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制示意圖

6）理論逼近控制法

將電纜資料送到常年與修路有關(guān)的管道線纜敷設(shè)維護(hù)單位和在建工地，當(dāng)面?zhèn)魇陔娎|風(fēng)險(xiǎn)控制理論，得到他們發(fā)自內(nèi)心的認(rèn)同和支持，這種通過(guò)理論傳授并使施工單位人員參與其中的控制電纜風(fēng)險(xiǎn)的方法，稱為“理論逼近控制法”。

7）最新資料逼近控制法

由于道路景觀升級(jí)改造，許多的地下設(shè)施重新布置，大量控制井遷移。利用這一機(jī)會(huì)，記錄暴露的電力電纜空間三維敷設(shè)軌跡，確定電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的三個(gè)數(shù)值（相對(duì)位置、相對(duì)深度、彎曲特征）。當(dāng)其它單位（如：熱力、自來(lái)水、天然氣、網(wǎng)通等公司）再次在相關(guān)的電纜附近動(dòng)土?xí)r，可以立即提供最新最準(zhǔn)確的電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。這種利用巡線人整理的最新資料控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的方法，稱為“最新資料逼近控制法”。

8）聯(lián)合護(hù)線信息逼近控制法

由于道路景觀升級(jí)改造，很多的地下設(shè)施控制管理者認(rèn)為，聯(lián)合維護(hù)地下管線方法值得探討。在我公司倡議和市政府有關(guān)單位制定了市區(qū)道路景觀升級(jí)改造聯(lián)合護(hù)線協(xié)議，一旦各單位現(xiàn)場(chǎng)護(hù)線人員發(fā)現(xiàn)可疑管線，可與我公司確認(rèn)核實(shí)。這種利用聯(lián)合護(hù)線協(xié)議互通信息控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的方法，稱為“聯(lián)合護(hù)線信息逼近控制法”。

9）電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)測(cè)逼近控制法

對(duì)于新開(kāi)發(fā)的住宅小區(qū)、市政工程和用戶電力增容，在動(dòng)工前，我們要把地下和附近的電纜及電纜中間接頭列為風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，做好電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)測(cè)工作。

10）盯緊看守逼近控制法

針對(duì)涉及的重要電纜風(fēng)險(xiǎn)地點(diǎn)和電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)密集地段（城區(qū)景觀升級(jí)改造或基建工地），采取“死盯死守”手段，控制電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的方法，稱為“盯緊看守逼近控制法”。

對(duì)反復(fù)翻土地段的電纜，應(yīng)增派專人盯緊看守，利用長(zhǎng)旗桿的小旗或白灰線或判別標(biāo)識(shí)，對(duì)電纜位置隨時(shí)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)附近，禁止盲目使用機(jī)械及利刃（鋼鎬、鋼釬等）進(jìn)行挖掘工作。

［例3］某公司在距離高壓電纜北0.2至0.5米處進(jìn)行打眼，護(hù)線員每天巡視4次，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)盯緊看守，順利完成打眼57個(gè)的任務(wù)，避免了外力對(duì)電纜造成的破壞。

由以上分析，電纜事故可以預(yù)防，實(shí)現(xiàn)不發(fā)生電纜被外力破壞事故是完全可能的。

3 實(shí)施效果

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法與原有方法應(yīng)用效果比較，見(jiàn)表2。

表2 效果比較表

電纜未被破壞時(shí)的工作 隨時(shí)準(zhǔn)備搶修①電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)測(cè)；②對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)采取控制措施；③認(rèn)真實(shí)施控制措施；④保證了電纜安全運(yùn)行。后者降低了事故發(fā)生率，明顯節(jié)約了搶修費(fèi)用電纜可靠性 后者提高了可靠性

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制方法的實(shí)施效果實(shí)例如下。

［例4］某市城區(qū)2009年1～4月份，電纜運(yùn)行狀況及管理維護(hù)情況，見(jiàn)表3、圖2。

表3 電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法情況對(duì)比表

圖2 應(yīng)用電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制方法情況對(duì)比圖

從以上表圖可見(jiàn)，市區(qū)一班月電纜考核0次故障。

實(shí)踐證明，有了電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法，電纜維護(hù)管理就有了方向和對(duì)策，對(duì)預(yù)防電纜事故起到了決定性的作用。

4 社會(huì)效益

1）理論價(jià)值

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法與以往電纜理論的不同點(diǎn)表現(xiàn)在：一是它應(yīng)用函數(shù)逼近理論作為電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)控制的理論基礎(chǔ)，使電纜實(shí)現(xiàn)零事故成為可能；二是它對(duì)電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的控制研究奠定了基礎(chǔ)。三是總結(jié)電纜維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，為制定防范電纜外力破壞的提供了借鑒。

2）使用價(jià)值

電纜風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)逼近控制法的應(yīng)用，提高了巡視效率，降低了維護(hù)成本，延長(zhǎng)了使用壽命，對(duì)提高配網(wǎng)運(yùn)行可靠性具有重要意義，具有廣泛的推廣前景。

［1］徐利治，王仁宏，周蘊(yùn)時(shí).函數(shù)逼近的理論與方法［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983.

［2］李建輝.電力電纜故障檢測(cè)方法與應(yīng)用［J］.河北電力技術(shù)，2009，（3）.

［3］徐丙銀，李勝祥，陳宗軍.電力電纜故障探測(cè)技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

［4］陳家賓，怎樣查找電氣設(shè)備故障［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.