電力輸配電線路的運(yùn)行維護(hù)及故障排除

國(guó)網(wǎng)永昌縣供電公司 蘇永寶

作為電力系統(tǒng)傳輸電能的關(guān)鍵組成部分，輸配電線路的穩(wěn)定性對(duì)于供電可靠性和供電質(zhì)量具有直接影響。當(dāng)前電力系統(tǒng)用戶數(shù)量處于持續(xù)增長(zhǎng)階段，用戶對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求要日益增長(zhǎng)，然而面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境干擾以及多樣化的內(nèi)因，數(shù)量龐大、分布范圍廣闊的輸配電線路故障問題依然頻繁出現(xiàn)，這對(duì)電力企業(yè)的運(yùn)行維護(hù)工作提出了更高的要求，電力企業(yè)不僅需要在日常檢查、特殊天氣檢查中發(fā)現(xiàn)相關(guān)缺陷問題，也需要積極推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用、開展線路的優(yōu)化以及各類維保措施的落實(shí)，同時(shí)不斷提升各類故障的排查處理效率，以此來維持輸配電線路的可靠供電。

1 電力輸配電線路的運(yùn)行維護(hù)措施

1.1 巡檢措施

1.1.1 日常巡檢

日常檢查是輸配電線路的重點(diǎn)運(yùn)維措施之一，工作人員需對(duì)線路狀態(tài)進(jìn)行定期巡視、檢測(cè)，根據(jù)巡檢結(jié)果確認(rèn)輸配電線路的運(yùn)行情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路運(yùn)行期間存在的隱患問題，將線路故障消弭于萌芽階段，實(shí)現(xiàn)線路的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行[1]。相對(duì)而言，輸配電線路具有規(guī)模大、范圍廣、設(shè)備零部件繁多等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸配電線路全范圍的精準(zhǔn)檢查，電力企業(yè)需要建立線路的精準(zhǔn)臺(tái)賬，結(jié)合設(shè)備臺(tái)賬、人員儲(chǔ)備情況以及巡檢標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的日常檢查計(jì)劃，確保各區(qū)域的輸配電線路均能夠得到有效的運(yùn)維。在日常巡檢期間，電力企業(yè)需結(jié)合歷史故障相關(guān)信息等易發(fā)生線路故障的部位歸納總結(jié)，并針對(duì)性地增加巡檢頻次和要求。

1.1.2 特殊天氣檢查

雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣的存在是引發(fā)輸配電線路工作的重要因素，為提升設(shè)備運(yùn)行可靠性，增強(qiáng)線路故障時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)效率，電力企業(yè)需針對(duì)特殊天氣制定相應(yīng)的巡檢計(jì)劃，即在日常巡檢的基礎(chǔ)上針對(duì)特殊天氣加強(qiáng)巡檢頻次。當(dāng)出現(xiàn)冰雹、大雪、低溫等特殊天氣時(shí)，線路受外力沖擊或溫度應(yīng)力的影響，更易出現(xiàn)斷線接地等問題，導(dǎo)致線路下級(jí)負(fù)荷供電中斷；當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)大雨天氣時(shí)，位于山區(qū)的輸配電線路更容易受到泥石流、滑坡等自然災(zāi)害的影響，出現(xiàn)桿塔倒塌、線路斷裂等問題。

針對(duì)各類天氣問題，電力企業(yè)應(yīng)組織人員做好與氣象部門的溝通聯(lián)系，確保能在特殊天氣出現(xiàn)前掌握相關(guān)情況，從而及時(shí)針對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)案落實(shí)相關(guān)工作要求，提升輸配電線路的運(yùn)行可靠性。為降低特殊天氣引發(fā)的輸配電線路故障影響，電力企業(yè)可利用中性點(diǎn)不接地等線路裝設(shè)模式，提升輸配電線路度單相接地故障的應(yīng)對(duì)能力[2]。

1.2 防雷保護(hù)措施

雷雨天氣雖也是特殊天氣的一種，但此類問題通常無(wú)法直接控制，針對(duì)雷擊問題，電力企業(yè)需針對(duì)性地落實(shí)相關(guān)防雷保護(hù)措施，并強(qiáng)化對(duì)雷電天氣的監(jiān)測(cè)力度，同時(shí)也需針對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)的管控措施。為提升輸配電線路的防雷水平，電力企業(yè)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況合理采用中性點(diǎn)不接地、避雷針、耦合連接導(dǎo)線等技術(shù)措施[3]。其中，避雷針是應(yīng)對(duì)直擊雷最直觀的防護(hù)措施，僅需對(duì)各避雷針的保護(hù)范圍進(jìn)行計(jì)算并完成裝設(shè)后，即可起到對(duì)輸配電線路有效的防護(hù)作用。絕緣子是輸配電線路中的重要部件，在雷擊的作用下也會(huì)出現(xiàn)破損等異常情況，耦合連接導(dǎo)線對(duì)于提升絕緣子的運(yùn)行穩(wěn)定性具有一定效果。

1.3 線路優(yōu)化措施

為確保輸配電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性，電力企業(yè)需在輸配電線路建設(shè)階段加強(qiáng)對(duì)線路優(yōu)化措施的研究與應(yīng)用，通過現(xiàn)場(chǎng)狀況勘察掌握氣候、地質(zhì)等可能影響線路運(yùn)行穩(wěn)定性的因素，結(jié)合線路運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)制定相應(yīng)的優(yōu)化措施，同時(shí)也需考慮區(qū)域內(nèi)用電負(fù)荷發(fā)展情況，制定更完善可靠的用電規(guī)劃方案，確保輸配電線路的各項(xiàng)參數(shù)符合用電需求，避免因負(fù)荷過載等問題加劇線路老化問題，增加輸配電線路的故障概率[4]。

針對(duì)輸配電線路運(yùn)維管理工作，電力企業(yè)還需建立相應(yīng)的自動(dòng)化、智能化監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，能結(jié)合對(duì)線路相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障情況的自動(dòng)定位與故障類型分析工作，輔助故障處理人員快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障處理，并結(jié)合故障情況完成自動(dòng)重合閘、線路切換相關(guān)工作，縮小故障范圍的同時(shí)提升故障修復(fù)效率。此外，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備輸配電線路運(yùn)行參數(shù)分析功能，能結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出相應(yīng)的運(yùn)行優(yōu)化建議，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸配電線路運(yùn)行穩(wěn)定性的進(jìn)一步優(yōu)化提升。

1.4 維護(hù)管理措施

相對(duì)而言，長(zhǎng)期暴露于外界環(huán)境的輸配電線路更容易出現(xiàn)元器件老化、破損等問題，為提升線路運(yùn)行可靠性，電力企業(yè)需結(jié)合設(shè)備適應(yīng)環(huán)境強(qiáng)化對(duì)各元器件、線纜性能的研究，探尋提升設(shè)備性能參數(shù)的技術(shù)措施或選型標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也需針對(duì)性地開展相應(yīng)的人員培養(yǎng)工作，確保運(yùn)維工作人員能掌握線路的運(yùn)維和故障處理方法，避免因維護(hù)不到位或故障處理效率低下等影響線路運(yùn)行可靠性[5]。

在輸配電線路運(yùn)維過程中，為避免因停電運(yùn)維對(duì)下級(jí)負(fù)荷供電造成影響，通常選擇帶動(dòng)運(yùn)維的方式；為滿足工作需求，電力企業(yè)可借助智能化沖洗設(shè)施實(shí)現(xiàn)對(duì)線路等相關(guān)設(shè)施的清潔處理，此類設(shè)施還能結(jié)合線路的電壓等級(jí)等相關(guān)參數(shù)對(duì)沖洗距離、速率水壓等合理調(diào)整，有效規(guī)避參數(shù)設(shè)置不合理引發(fā)的絕緣降低隱患；電力企業(yè)也可采取直升機(jī)、固定翼、多旋翼等不同機(jī)種完成對(duì)區(qū)域內(nèi)輸配電線路的溫度檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)情況攝影錄像等工作，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率的大幅度提升。此外，電力企業(yè)也需積極推進(jìn)自動(dòng)化、智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)的落地實(shí)施，接貨組各類末端采集傳感器、繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)輸配電系統(tǒng)運(yùn)維參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為線路狀態(tài)修提供數(shù)據(jù)支持。

2 輸配電線路常見故障分析

輸配電故障主要原因分析：城市輸配電線路歷史故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，總故障中約38%的故障為雷擊導(dǎo)致，這與輸配電線路中的架空線路分別廣泛存在關(guān)聯(lián)，大多數(shù)架空線路分布于郊區(qū)、山區(qū)等高大建筑數(shù)量較少的區(qū)域，線路周邊主要為河道、村路、矮房等，無(wú)法吸引雷擊；同時(shí)，在部分線路所裝設(shè)的設(shè)備存在耐壓水平較差的情況，在感應(yīng)雷或直擊雷的作用下更易出現(xiàn)沿面放電、擊穿等故障；此外，建筑施工、用戶違規(guī)或誤操作、設(shè)備老化等也是引發(fā)故障的重要因素。結(jié)合歷史故障時(shí)間可確認(rèn)，雷擊故障具有季節(jié)性特性，普遍發(fā)生于6～9月等雷雨季節(jié)，電力企業(yè)可針對(duì)此類問題進(jìn)行針對(duì)性的巡視與提取維護(hù)，必要時(shí)需做好防雷保護(hù)工作。

輸配電故障主要故障設(shè)備分析：輸配電線路中的主要故障設(shè)備為架空線路以及電纜，兩者在線路故障總數(shù)中占比均超出10%，由于輸配電線路距離長(zhǎng)、分布廣泛零散，相對(duì)室內(nèi)開關(guān)柜相關(guān)設(shè)備更容易受到雷擊、雨雪、大風(fēng)等天氣的影響，也易因野蠻施工導(dǎo)致加快線路或地底敷設(shè)的電纜被機(jī)械設(shè)備沖撞、拉扯而出現(xiàn)斷裂等故障情況。對(duì)于35kV及以上的高壓架空線路，在施工機(jī)械距離線纜較近的情況下也會(huì)引發(fā)空氣擊穿、放電短路等異常情況，這需電力企業(yè)針對(duì)相關(guān)情況做好巡檢、在線監(jiān)測(cè)等相關(guān)工作。

3 電力輸配電線路故障排除措施

3.1 選擇適宜的故障檢測(cè)方法和故障排查程序

輸配電線路故障發(fā)生后，電力企業(yè)相關(guān)工作人員需在最短的時(shí)間內(nèi)選擇適合當(dāng)前故障現(xiàn)場(chǎng)情況的檢測(cè)方式，常用的方法主要包括電子檢驗(yàn)與狀態(tài)檢驗(yàn)。其中，狀態(tài)檢驗(yàn)法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，故障處理人員可將故障所在輸配電線路劃分為多個(gè)單元，分別組織人員對(duì)各單元狀態(tài)進(jìn)行核查，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障范圍的進(jìn)一步縮減；為確保該檢測(cè)方法的順利實(shí)施，故障處理人員需要對(duì)線路故障情況具有整體認(rèn)知，能夠立足于整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分段檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)域的快速鎖定。電子檢測(cè)法需借助各類設(shè)備輔助檢測(cè)，如線纜故障定位儀器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)位的快速鎖定，并組織人員前往現(xiàn)場(chǎng)判斷故障具體情況并進(jìn)行處理。

輸配電線路故障也可借助電壓電流增幅法、卡爾曼濾波技術(shù)、高低頻檢測(cè)法等算法模型實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)位的快速分析，提升故障排除效率。在實(shí)際故障處理過程中，電壓電流增幅法的應(yīng)用需具備一定條件，只有在工作人員確認(rèn)三相電流與三相電壓狀態(tài)無(wú)異常的情況下，方可結(jié)合故障振幅情況應(yīng)用該檢測(cè)方法，但該方法在高阻故障時(shí)缺乏適用性，而在低阻故障中則具有測(cè)量準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)；高低頻檢測(cè)法在輸配電線路狀態(tài)排查過程中應(yīng)用較為廣泛，其工作原理為根據(jù)電流中低次諧波與低價(jià)頻譜的變化情況確認(rèn)故障狀態(tài)；模式識(shí)別與卡爾曼濾波技術(shù)在高阻故障中具有實(shí)用性，能夠針對(duì)電流傳輸期間的電路參數(shù)、弧光高阻接地等現(xiàn)象判斷故障情況。

為提升故障排除效率，電力企業(yè)需針對(duì)歷史故障情況建立相應(yīng)的故障排除流程，具體可以故障現(xiàn)場(chǎng)處置方案等形式呈現(xiàn)，在故障發(fā)生后需要合理借助各類技術(shù)方法或工具做好線路故障的檢測(cè)分析工作，結(jié)合線路運(yùn)行情況對(duì)故障原因和故障類型進(jìn)行研究，通過排除法等方式快速所需故障排查范圍，在故障排查的同時(shí)也需要確保輸配電系統(tǒng)具備相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保將故障的影響范圍降低至最小。

3.2 借助在線監(jiān)測(cè)裝置排除故障

在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)于提升輸配電線路故障的排除效率具有重要意義，同時(shí)也能夠起到線路狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障及時(shí)預(yù)防的作用。在具體應(yīng)用過程中，電力企業(yè)可在重點(diǎn)線路區(qū)域布設(shè)相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，針對(duì)冰雪覆蓋等異常情況引發(fā)的線路斷裂問題能夠及時(shí)掌握線路具體情況，在線路故障前提前組織人員進(jìn)行故障排查，規(guī)避斷線停電相關(guān)事故。針對(duì)輸配電線路范圍廣的問題，電力企業(yè)可合理借助GPRS、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)等途徑實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。同時(shí)，在利用現(xiàn)場(chǎng)攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)，電力企業(yè)也利用建立相應(yīng)的智能化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)對(duì)視頻信息進(jìn)行評(píng)估分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常情況的自動(dòng)診斷。

例如，智能化監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠針對(duì)桿塔歪斜情況、線路周邊大型機(jī)械施工情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并為管理人員發(fā)出預(yù)警。在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)存在隱患風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械施工情況發(fā)出預(yù)警，有效規(guī)避因施工不當(dāng)引發(fā)的電纜挖斷等故障隱患。

輸配電線路具有電纜、架空線路等多種形式，架空線路由于長(zhǎng)期處于外界環(huán)境之中，更容易在水、風(fēng)、溫濕度等環(huán)境因素的影響下出現(xiàn)負(fù)載參數(shù)的變化，線路自身也會(huì)受力出現(xiàn)變形情況，導(dǎo)致線路及其周邊建筑物的安全性受到影響。針對(duì)這一情況，電力企業(yè)可通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與相關(guān)算法對(duì)線路及其周邊設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)針對(duì)導(dǎo)線參數(shù)、氣候天氣因素對(duì)線路的可靠性進(jìn)行計(jì)算分析，為維護(hù)人員提供線路更換或修復(fù)建議，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的提前排除。

4 結(jié)語(yǔ)

為了提升輸配電線路運(yùn)行穩(wěn)定性、有效改善電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，電力企業(yè)需要強(qiáng)化對(duì)運(yùn)維維護(hù)工作的重視，從日常巡檢、特殊天氣巡檢等方面實(shí)現(xiàn)輸配電線路全范圍的精準(zhǔn)巡檢工作，同時(shí)也需要積極推線路狀態(tài)優(yōu)化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)應(yīng)用工作，借助智能化技術(shù)推進(jìn)線路的狀態(tài)維護(hù)工作；在故障排除過程中，電力企業(yè)需要持續(xù)做好相關(guān)人員技能培養(yǎng)與處置流程完善工作，確保工作人員能夠結(jié)合故障情況選取適宜的排查處理措施，同時(shí)也需要推進(jìn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的落實(shí)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)技術(shù)融合應(yīng)用，推動(dòng)線路異常情況、故障問題的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷，有效提升線路的運(yùn)行可靠性。