基于零缺陷理論的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系構(gòu)建與應(yīng)用

袁奇　周韞捷　張屹　安然　夏慧

[摘 要]隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市電纜規(guī)模增長(zhǎng)迅速，地下通道資源愈發(fā)緊張，電纜運(yùn)維工作量持續(xù)增加，電纜運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)維壓力陡增。在高壓電纜全過程質(zhì)量管控要求愈發(fā)嚴(yán)格的大背景下，急需構(gòu)建更加高效的電纜運(yùn)維管控模式，全方位提升電纜運(yùn)維水平。鑒于此，本文將零缺陷理論與高壓電纜運(yùn)維管理工作相融合，研究設(shè)計(jì)基于零缺陷理論的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系，助力提升高壓電纜運(yùn)維精益化、智能化水平，提高電纜運(yùn)維管理質(zhì)效，進(jìn)一步保障城市供電可靠性。

[關(guān)鍵詞]高壓電纜;“四維融合”;運(yùn)維管理體系

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.067

[中圖分類號(hào)]F273.2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673-0194（2021）04-0-03

1 ? ? 高壓電纜運(yùn)維管理現(xiàn)狀

相比架空線，高壓電纜憑借大容量、高可靠、占地少等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受青睞。加之城市化進(jìn)程不斷提高，促使城市電網(wǎng)電纜化率持續(xù)攀升，近年來，上海高壓電纜設(shè)備總量保持年均10%的快速增長(zhǎng)。與此同時(shí)，給高壓電纜運(yùn)維管理帶來以下幾方面的問題和挑戰(zhàn)。

1.1 ? 高壓電纜本質(zhì)安全水平提升迫在眉睫

伴隨著城市電網(wǎng)電纜化率持續(xù)攀升，地下電纜通道資源愈發(fā)緊張，各電壓等級(jí)電力電纜同通道、多回路、密集敷設(shè)情況不斷增多，火災(zāi)、外破等安全隱患較為突出，亟待構(gòu)建更加高效的電纜運(yùn)維管控模式，增強(qiáng)高壓電纜災(zāi)害抵御能力、降低大面積停電風(fēng)險(xiǎn)、保障城市電網(wǎng)高可靠性供電。

1.2 ? 高壓電纜精益管理水平提升勢(shì)在必行

隨著設(shè)備規(guī)模快速增長(zhǎng)，電纜及通道的運(yùn)維、檢修和工程配合等業(yè)務(wù)量同步快速增長(zhǎng)，專業(yè)人才結(jié)構(gòu)斷層和短缺問題日益突出。在電網(wǎng)迅猛發(fā)展、電纜外部運(yùn)行環(huán)境日趨復(fù)雜，全社會(huì)對(duì)供電可靠性要求不斷提高的背景下，推動(dòng)電纜運(yùn)維管理更趨精益化是實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢提質(zhì)增效的必然趨勢(shì)。

1.3 ? 高壓電纜智能運(yùn)檢水平提升刻不容緩

目前，高壓電纜及通道智能巡檢技術(shù)仍處起步階段，相關(guān)智能狀態(tài)感知技術(shù)發(fā)展有限，覆蓋不足，運(yùn)檢大數(shù)據(jù)接入、融合處理及分析診斷能力相對(duì)薄弱。在高壓電纜全過程質(zhì)量管控要求下，需要加快推進(jìn)電纜運(yùn)檢技術(shù)與“大云物移智”等現(xiàn)代信息通信技術(shù)的進(jìn)一步融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)維的數(shù)字化、智能化管理。

1.4 ? 高壓電纜技術(shù)創(chuàng)新水平提升是大勢(shì)所趨

隨著電纜專業(yè)化管理要求越來越高，公司在電纜絕緣狀態(tài)診斷、新型試驗(yàn)檢測(cè)方法與狀態(tài)感知等技術(shù)研究方面還需進(jìn)一步加強(qiáng)，以對(duì)電纜運(yùn)檢工作形成強(qiáng)有力支撐。因此，研究建立電纜運(yùn)維管理體系，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新工作，是進(jìn)一步提高電纜運(yùn)行維護(hù)能力、樹立電纜運(yùn)行標(biāo)桿地位的必然選擇。

2 ? ? 構(gòu)建基于零缺陷理論的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系

2.1 ? 體系框架建立

零缺陷（Zero Defects）的概念誕生于1962年，由被譽(yù)為全球質(zhì)量管理大師、“零缺陷”之父的美國(guó)質(zhì)量管理學(xué)家菲利浦·克勞士比率先提出，其核心思想是通過構(gòu)建一套預(yù)防控制體系，明確輸出目標(biāo)、控制輸入內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“一次就把事情做對(duì)”。而對(duì)于高壓電纜運(yùn)維管理工作來說，最重要的一點(diǎn)就是要做好預(yù)防檢修，提升運(yùn)行維護(hù)能力、保障高可靠性供電，這與零缺陷的預(yù)防控制理念與不謀而合。

為此，在“具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”戰(zhàn)略指引下，國(guó)家電網(wǎng)有限公司相關(guān)構(gòu)建了以零缺陷理論為基礎(chǔ)，以本質(zhì)安全為核心，以精益管理和智能運(yùn)檢為支柱，以技術(shù)創(chuàng)新為依托，以“助力建設(shè)具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”為目標(biāo)的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系框架。體系框架如圖1所示。

2.2 ? 體系內(nèi)容構(gòu)建

2.2.1 ? 強(qiáng)化源頭預(yù)防，加強(qiáng)施工、產(chǎn)品質(zhì)量管控與風(fēng)險(xiǎn)隱患治理

①強(qiáng)化項(xiàng)目源頭管控。要通過前移運(yùn)維陣線，深度介入電纜建設(shè)項(xiàng)目可研、初設(shè)、施工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，做好源頭預(yù)防。并借助電纜工程項(xiàng)目管控系統(tǒng)，推動(dòng)工程前期作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，強(qiáng)化電纜線路在設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收階段的安全質(zhì)量管控。②加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管控。按照設(shè)備全壽命周期管理的理念，重點(diǎn)從設(shè)備選型、設(shè)備采購、設(shè)備投運(yùn)和設(shè)備改造4個(gè)方面，對(duì)電纜設(shè)備進(jìn)行全面質(zhì)量管控。選型階段加大優(yōu)質(zhì)設(shè)備技術(shù)規(guī)范應(yīng)用力度，采購階段嚴(yán)格履行物資監(jiān)造檢驗(yàn)和驗(yàn)收制度，投運(yùn)階段積極落實(shí)電纜及附件“首臺(tái)首套”機(jī)制，改造階段加快中壓老舊電纜和油紙電纜隱患排查與更新改造。③加強(qiáng)施工質(zhì)量管控。建立施工現(xiàn)場(chǎng)“雙重”監(jiān)管保障機(jī)制?！暗谝恢亍笔前押萌藛T資質(zhì)審核關(guān)，基于施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管控平臺(tái)，開發(fā)人臉識(shí)別功能，對(duì)附件安裝人員進(jìn)行資質(zhì)審核與確認(rèn);“第二重”是把好施工作業(yè)質(zhì)量關(guān)，建立附件安裝施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員從安全、技術(shù)、環(huán)境3方面對(duì)施工過程進(jìn)行評(píng)分，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果改進(jìn)閉環(huán)。④加快風(fēng)險(xiǎn)隱患治理。以國(guó)網(wǎng)公司“六防”隱患管理體系為基礎(chǔ)，結(jié)合上海電纜運(yùn)維實(shí)際，補(bǔ)充加入“假雙回、密集通道、上排敷設(shè)、埋深淺、休止易盜”等多項(xiàng)細(xì)分內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)通道風(fēng)險(xiǎn)隱患全覆蓋、全監(jiān)控。建立風(fēng)險(xiǎn)隱患評(píng)估模型，按照“正常、注意、異常、嚴(yán)重”4個(gè)等級(jí)，實(shí)時(shí)評(píng)估設(shè)備最新狀態(tài)，根據(jù)評(píng)估結(jié)果提供科學(xué)的運(yùn)維檢修策略建議，實(shí)現(xiàn)智能決策。

2.2.2 ? ?完善管理體系機(jī)制，加強(qiáng)人員意識(shí)能力培養(yǎng)

①完善制度標(biāo)準(zhǔn)體系。梳理分析現(xiàn)有高壓電纜生產(chǎn)制造、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收、運(yùn)維檢修等方面的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)體系，針對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)的差異化技術(shù)條款提出修改建議，促進(jìn)專業(yè)管理要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融合統(tǒng)一，進(jìn)一步完善電纜帶電檢測(cè)設(shè)備、在線監(jiān)測(cè)裝置相關(guān)技術(shù)規(guī)范，參與推進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提升，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行力度。②提升狀態(tài)檢測(cè)能力。組織保障方面，對(duì)照狀態(tài)檢測(cè)工作技術(shù)要求，構(gòu)建包含技術(shù)管理人員、運(yùn)維人員和試驗(yàn)人員等多層次人員組成的狀態(tài)檢測(cè)專項(xiàng)工作網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)保障方面，加強(qiáng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)體系建設(shè)，針對(duì)各種檢測(cè)手段制定相關(guān)技術(shù)規(guī)范，確保狀態(tài)檢測(cè)工作的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化。③加強(qiáng)零缺陷意識(shí)培養(yǎng)。開展“零缺陷”理論宣傳和教育，使運(yùn)維人員樹立“零缺陷”運(yùn)維管理意識(shí)，準(zhǔn)確把握“做正確的事、正確的做事和一次做正確”的零缺陷意識(shí)內(nèi)涵，轉(zhuǎn)變運(yùn)維管理觀念，形成“一次就把事情做對(duì)”的工作文化，盡量避免高壓電纜運(yùn)行故障的發(fā)生。④加強(qiáng)人員交流與培訓(xùn)。構(gòu)建“培訓(xùn)需求分析—培訓(xùn)計(jì)劃制訂—培訓(xùn)計(jì)劃實(shí)施—培訓(xùn)總結(jié)評(píng)估”的閉環(huán)培訓(xùn)運(yùn)作模式，依托公司“智攬創(chuàng)新工作室”“技能大師工作室”“首臺(tái)首套工作基地”“滿天星女子局放團(tuán)隊(duì)”4個(gè)平臺(tái)，廣泛開展電纜理論技術(shù)交流、實(shí)操競(jìng)賽比武、技能培訓(xùn)考核、創(chuàng)新項(xiàng)目攻關(guān)等活動(dòng)，形成良性的電纜專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制。⑤完善應(yīng)急管理機(jī)制。組建應(yīng)急搶修隊(duì)伍，完善與政府等相關(guān)單位工作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息共享，提升應(yīng)急處置效率。制定電纜故障應(yīng)急搶修處置制度，編制標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程卡，借助移動(dòng)作業(yè)App等信息化作業(yè)工具，對(duì)搶修響應(yīng)、搶修方案、搶修過程、搶修結(jié)果等環(huán)節(jié)的全過程實(shí)時(shí)管控，提升應(yīng)急保障能力和水平。

2.2.3 ? ?構(gòu)建電纜設(shè)備監(jiān)測(cè)管理體系，推廣移動(dòng)巡檢技術(shù)，開展智能輔助決策

①構(gòu)建電纜設(shè)備監(jiān)測(cè)管理體系。根據(jù)電纜本體與通道環(huán)境狀態(tài)實(shí)時(shí)感知與監(jiān)控分析的實(shí)際需求，完成光纖測(cè)溫、高頻局放、智能巡檢機(jī)器人等電纜運(yùn)行監(jiān)控裝備、儀器儀表配置工作。通過電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)裝有狀態(tài)采集裝置的電纜及通道數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、狀態(tài)診斷與自動(dòng)預(yù)警和遠(yuǎn)程操作，確保電纜設(shè)備故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速處置。②推廣移動(dòng)巡檢技術(shù)。通過射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）電子標(biāo)簽、二維碼等標(biāo)識(shí)的現(xiàn)場(chǎng)加裝，配合無人機(jī)、探測(cè)器、智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高壓電纜及通道移動(dòng)巡檢、智能巡檢。并借助電纜管控平臺(tái)對(duì)隧道巡檢工作進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤及管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜及通道的巡檢及時(shí)率、到位率的準(zhǔn)確監(jiān)控，進(jìn)一步提高電纜及通道巡檢質(zhì)量。③開展智能輔助決策。梳理電纜設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)管理歷史實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立電纜線路及通道隱患數(shù)據(jù)庫與治理經(jīng)驗(yàn)案例庫。利用高壓電纜專業(yè)精益化管理綜合平臺(tái)，對(duì)電纜本體、通道環(huán)境和附屬設(shè)備信息進(jìn)行多維度綜合分析和診斷，實(shí)現(xiàn)設(shè)備受損狀況智能評(píng)估和故障位置的迅速研判、及時(shí)消除。

2.2.4 ? ?建立新技術(shù)新裝備試點(diǎn)應(yīng)用與項(xiàng)目創(chuàng)新管理機(jī)制，提升電纜運(yùn)維技術(shù)創(chuàng)新水平

①大力推進(jìn)新技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用。開展內(nèi)置局放、內(nèi)置測(cè)溫、渦流探傷、光纖振動(dòng)反外損等技術(shù)應(yīng)用，完成基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的高壓電纜故障智能診斷系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高壓電纜故障精準(zhǔn)定位，提高搶修效率。②廣泛開展新裝備推廣應(yīng)用。推廣應(yīng)用具有遠(yuǎn)程授權(quán)開閉鎖、智能傳感功能的新一代智能電力井蓋，安裝輕型化具備圖像識(shí)別功能的隧道巡檢機(jī)器人等，提升通道環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警能力，實(shí)現(xiàn)電纜通道狀態(tài)全感知，進(jìn)一步提升高壓電纜本質(zhì)安全水平。③開展科技項(xiàng)目研究。積極開展科技項(xiàng)目攻關(guān)，做好機(jī)制和平臺(tái)兩方面的建設(shè)工作，深入開展高壓電纜緩沖層故障機(jī)理與關(guān)鍵技術(shù)研究等電纜檢測(cè)新技術(shù)的科技項(xiàng)目攻關(guān)，以及各類先進(jìn)技術(shù)工具的研發(fā)創(chuàng)新，努力在電纜工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、檢測(cè)等全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先。

3 ? ? 體系應(yīng)用情況

基于零缺陷理論的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系在500千伏三安5192智慧電纜線路建設(shè)工作中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。500千伏三安5192智慧電纜線路建成之后，電纜本體在全線安裝在線局放、分布式光纖測(cè)溫以及接地環(huán)流等多種類在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了故障區(qū)自動(dòng)判別與故障分析模塊;通道環(huán)境在安裝火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警、風(fēng)水電自動(dòng)監(jiān)測(cè)、隧道出入門禁技防、視頻紅外監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了有毒有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急廣播系統(tǒng)、煙感消防報(bào)警系統(tǒng)及智能巡檢機(jī)器人與通道應(yīng)急感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電纜本體、通道環(huán)境和隧道安防全范圍智能監(jiān)控及電纜線路健康狀況的全方位掌握，提高了高壓電纜設(shè)備的精益化管理水平，保障了高壓電纜線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

500千伏三安5192智慧電纜線路建成運(yùn)行至今從未發(fā)生過故障，已成為系統(tǒng)內(nèi)高壓電纜線路及通道運(yùn)維管理的范本，未來可作為體系深化應(yīng)用的典型案例，在高壓電纜運(yùn)維管理專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行全面推廣。

4 ? ? 結(jié) 語

通過建設(shè)基于零缺陷理論的高壓電纜“四維融合”運(yùn)維管理體系，打造了高壓電纜智慧管控模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理全景化、運(yùn)行狀態(tài)透明化、巡檢工作智能化，診斷決策智慧化和設(shè)備修復(fù)高效化，支撐高壓電纜精益高效運(yùn)維，推動(dòng)電纜專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

體系建設(shè)與應(yīng)用的具體成效包括3個(gè)方面：①可以強(qiáng)化高壓電纜運(yùn)行本質(zhì)安全水平，輔助電纜運(yùn)維管理決策判斷，提升電纜運(yùn)檢工作質(zhì)效;②可以實(shí)現(xiàn)高壓電纜運(yùn)行智能評(píng)估和輔助決策，節(jié)約運(yùn)檢成本、減少停電損失;③可以提升高壓電纜運(yùn)維精益化、智能化水平，進(jìn)一步保障城市供電可靠性，助力上海智慧城市建設(shè)。

主要參考文獻(xiàn)

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