配電線路故障原因及運(yùn)維管控

孫成林 楊子瑞

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇 鹽城 224005

引言

電力已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源，電力逐漸增長的需求已成為制約現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。配電線路的日常檢查和維護(hù)是供電企業(yè)必須持續(xù)加強(qiáng)的工作。本文總結(jié)配電線路在日常運(yùn)行過程中存在的故障原因，結(jié)合實際情況，提出提高配電線路運(yùn)行維護(hù)能力的有效措施，以促進(jìn)我國電網(wǎng)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)我國電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。

1 配電線路發(fā)生故障的原因

1.1 配電線路設(shè)計不合理

電力系統(tǒng)的電力傳輸距離遠(yuǎn)，配置的輸電線路也長，電路本身的設(shè)計情況直接影響電力傳輸效率和電力系統(tǒng)的建設(shè)成本。許多地區(qū)的配電線路設(shè)在城市地區(qū)和郊區(qū)野外，建（構(gòu)）筑物、地質(zhì)水文、地形地貌等因素會對線路架設(shè)工作產(chǎn)生一定影響，當(dāng)線路設(shè)計方案不夠合理、科學(xué)時，容易給配電線路埋下隱患因素，增加線路施工及投用過程中故障問題發(fā)生的概率。

1.2 安全運(yùn)維管理機(jī)制不健全

目前，我國電力系統(tǒng)配電線路的安全運(yùn)維管理機(jī)制仍然不完善，尤其表現(xiàn)在安全運(yùn)維管理模式落后、運(yùn)營維護(hù)制度不健全等方面[1]。在這種背景下，配電線路運(yùn)行期間，各種安全管理機(jī)制、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)難以實施，安全風(fēng)險增加，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。比如，部分配電線路的維護(hù)作業(yè)需要帶電進(jìn)行，若缺乏科學(xué)、完善的安全管理機(jī)制則會導(dǎo)致該類作業(yè)安全管理不到位，施工人員缺乏可參考的指導(dǎo)規(guī)范，繼而導(dǎo)致帶電作業(yè)時安全風(fēng)險較大，容易造成不可預(yù)估的損失。

1.3 高壓配電設(shè)備的故障

在高壓配電設(shè)備中，部分開關(guān)設(shè)備主要依靠金屬，利用主電源和備用電源進(jìn)行供電和設(shè)備操作，在主電源和備用電源之間使用電氣聯(lián)鎖或機(jī)械連鎖。一般來說，高壓配電設(shè)備設(shè)有兩臺變壓器，可以在整個企業(yè)用電量最大的時候滿足相關(guān)需求，而且在高壓配電設(shè)備中一些出現(xiàn)頻率較高的故障問題，主要集中在高壓配電線路上，比如高壓電源產(chǎn)生斷電對供配電造成影響，或者高壓配電設(shè)備中的主供電源和備供電源的進(jìn)線和負(fù)荷隔離開關(guān)失效，對電能網(wǎng)絡(luò)的局部產(chǎn)生影響，難以正常工作。

1.4 外力因素的破壞

外力因素對配電線路的破壞是指配電線路由于周圍建筑物或經(jīng)過的交通車輛對輸電線路產(chǎn)生外力而導(dǎo)致輸電線路斷裂[2]。主要是指交通事故，配電線路的一部分需要從變電站輸送給電力用戶。一般來說，電力用戶配電線路的設(shè)置相對較低，當(dāng)配電線路穿過道路遇到較大的交通車輛時，司機(jī)稍不注意就會使配電線路被車輛拉扯斷開，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致配電線路桿被拉出。還有一種就是違規(guī)建筑，當(dāng)建筑進(jìn)行拆遷或者是長時間不修復(fù)時，建筑就會發(fā)生坍塌，坍塌時就可能會導(dǎo)致配電線路受到影響，甚至導(dǎo)致斷路現(xiàn)象。

1.5 人為因素

1.5.1 人為損害，部分人為了私利，意圖破壞線路。例如偷輸電線內(nèi)一些昂貴的零件。近年來，我國國民素質(zhì)全面提高，電氣安全意識日益強(qiáng)烈，破壞這種線路的人為因素已經(jīng)很少了。但是，部分用戶出現(xiàn)了少交電費(fèi)、擅自胡亂連接線路的行為，并違法應(yīng)用了部分過載的電場值，導(dǎo)致輸電線路過載或短路，降低了線路整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.5.2 線路維護(hù)人員日常維護(hù)工作不到位引起的故障問題。配電線路長期使用時出現(xiàn)設(shè)備老化、導(dǎo)線斷股、絕緣層受損等狀況在所難免。日常維護(hù)工作中，線路維護(hù)人員專業(yè)能力、責(zé)任心等存在差異，部分情景下不能及時探查到線路內(nèi)潛在的問題，沒有及時修復(fù)或更新部分元器件而導(dǎo)致線路故障。沒有按照要求開展計劃性維修、預(yù)防性維修工作，維護(hù)工作內(nèi)容針對性不強(qiáng)，也會增加線路故障發(fā)生的風(fēng)險。

2 配電線路的運(yùn)維管控措施

2.1 合理設(shè)計配電線路

提高配電線路設(shè)計的科學(xué)性，減少電路設(shè)計不當(dāng)引起的故障問題。在開始設(shè)計工作之前，應(yīng)全面收集安裝區(qū)的地質(zhì)狀況、氣候特征等資料，以此為依據(jù)，完善線路設(shè)計方案，滿足人們安全用電的主觀需求，并盡可能優(yōu)化線路設(shè)計。線路設(shè)計要盡可能躲避滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)的地段，若必須通過這些區(qū)域才能架設(shè)線路，則要使用可靠的防護(hù)辦法[3]。大部分工況下，運(yùn)用筑牢基礎(chǔ)的形式，選用鋼筋混凝土構(gòu)件作為底座，確保整個線桿基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。可以嘗試布置分流設(shè)施，借此方式降低泥石流對線桿、鐵塔等造成的沖擊力度，這種辦法適用于泥石流地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)。也要綜合分析雷擊、降雨、降雪、大風(fēng)、溫度等因素給線路運(yùn)行帶來的影響，在線路設(shè)計時合理應(yīng)用相關(guān)防護(hù)手段。

2.2 建立健全運(yùn)維管理制度

在實際的電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電線路鋪設(shè)得很廣，在電力企業(yè)進(jìn)行運(yùn)營和維護(hù)過程中，配電線路故障的原因比較復(fù)雜。因此，電力企業(yè)在進(jìn)行配電線路的運(yùn)營和維護(hù)工作時，要建立一套完整的全方位配電線路運(yùn)維管理制度。通過制度對配電線路的運(yùn)維工作進(jìn)行管控，明確每個工作人員的職責(zé)，創(chuàng)新運(yùn)維模式，合理解決日常運(yùn)維中的相關(guān)問題，并總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，提高電力企業(yè)的運(yùn)維管控水平。

2.3 更新設(shè)備，靈活應(yīng)用新技術(shù)

首先，在設(shè)置電路結(jié)構(gòu)時，可以應(yīng)用GIS技術(shù)設(shè)計配電線路結(jié)構(gòu)。通過自動化技術(shù)支持，相關(guān)人員可以建立自動化安全運(yùn)維系統(tǒng)，通過GIS數(shù)據(jù)接口的構(gòu)建，實現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、運(yùn)維GIS數(shù)據(jù)庫、直接用戶對接，提高電力可靠性。其次，針對電力系統(tǒng)配電線路常見故障，引進(jìn)高質(zhì)量、工藝更先進(jìn)的電力設(shè)備。比如，選擇工藝更新后的針式絕緣子、懸式絕緣子、避雷器，更換現(xiàn)有的防雷裝置，可增強(qiáng)10kV配電線路抗雷擊能力，減少雷擊故障風(fēng)險，保障配電線路安全運(yùn)維管理效果。最后，為確保電力資源輸送的可靠性，可使用“智能分界負(fù)荷開關(guān)”，從而在用戶支線出現(xiàn)接地故障后，憑借該開關(guān)設(shè)備智能分閘，使電力系統(tǒng)其他支線不會出現(xiàn)停電故障。

2.4 電力配電線路的故障排除方法

2.4.1 風(fēng)力故障。風(fēng)力因素是造成配電線路故障的常見因素，大風(fēng)天氣下線路會產(chǎn)生更大的震動或擺動等，從而加速絕緣老化、電線斷裂等過程。為了最大限度地減少大風(fēng)因素造成的影響，可以在輸電線上增設(shè)防塵錘等裝置，以降低強(qiáng)風(fēng)條件下斷線或短路等情況的發(fā)生率。保證塔峰基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性是配電安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，若線路與林區(qū)或者綠化帶相距較近，則要做好預(yù)防防護(hù)工作，以防大風(fēng)吹彎樹木而干擾線路正常運(yùn)行[4]。運(yùn)用專業(yè)儀器檢查檢測塔桿，掌握外力作用下塔桿傾斜狀況，特殊情況下可以進(jìn)行仿真模擬預(yù)測，針對性采用加固或扶正等方法。

2.4.2 雨雪故障。當(dāng)雨水過量時容易造成配電線路塔桿地基松動，進(jìn)而增加其發(fā)生傾斜或倒下等狀況的發(fā)生率。我國很多地區(qū)降雨頻繁，降水量較大，在這樣的地區(qū)內(nèi)更要做好配電線路預(yù)防工作，提前采用干預(yù)方式，以防因降雨過量而影響配電線路的運(yùn)行狀態(tài)。冰凍也影響著配電線路運(yùn)行穩(wěn)定性，大部分北方地區(qū)冬季寒冷，下雪時經(jīng)常發(fā)生冰凍情況，在這樣的環(huán)境條件下設(shè)計配電線路時，推薦運(yùn)用加強(qiáng)型導(dǎo)線，盡可能增強(qiáng)鐵塔及零部件等的擴(kuò)張耐力，多布置耐張鐵塔及耐張段，有助于減少倒桿發(fā)生斷線事件的風(fēng)險。在條件允許時可以運(yùn)用直流融冰技術(shù)，能提升冰塊的融化效果，為配電線路穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支持。

2.4.3 雷擊故障。為了能將雷擊因素給配電線路帶來的影響降到最低，一定要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行工作，完善前期準(zhǔn)備工作，編制最合理的預(yù)案[5]。①安裝桿塔前要全面考察分析地形地勢，盡可能選用雷擊概率偏低的區(qū)段，并且要加裝避雷裝置，利用其消除或弱化雷電帶來的影響。②明確靜電感應(yīng)及電磁干擾等帶來的負(fù)面影響，為了減少或規(guī)避影響，建議于空曠區(qū)域布置數(shù)量適宜的避雷線裝置，借此方式輔助提升線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。③最大程度增強(qiáng)配電線路自身的絕緣能力，可以嘗試從完善運(yùn)行環(huán)境入手。

2.5 加強(qiáng)配電線路設(shè)備巡檢

為了提高配電線路的運(yùn)行質(zhì)量，在巡邏過程中要加強(qiáng)對線路老化和薄弱環(huán)節(jié)的檢查。在制定巡邏工作計劃的同時，需要對配電線路的特點(diǎn)進(jìn)行方向檢查。例如，需要根據(jù)配電線路的運(yùn)行時間調(diào)整巡檢頻率，以及時發(fā)現(xiàn)線路可能存在的安全隱患，從而減少故障的發(fā)生。對線路老化的情況需要做好及時的信息記錄與反饋，并根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更換老化線路、設(shè)備。為了進(jìn)一步提升巡檢的有效性，需要定期展開巡檢培訓(xùn)工作，并通過知識講座、典型案例等方式，提升巡檢人員的工作能力。

2.6 建立配電數(shù)據(jù)庫，提升運(yùn)檢效率

為了改善整個配電線路的運(yùn)行，在建設(shè)配電網(wǎng)的同時，必須建立一個配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，其中包括該地區(qū)配電線路的部署和主要設(shè)備的位置。要通過信息技術(shù)加強(qiáng)對線路和設(shè)備的監(jiān)測，提高學(xué)習(xí)檢查的生產(chǎn)率。同時數(shù)據(jù)庫強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以通過大量的數(shù)據(jù)分析，了解線路的常見故障和原因，并對其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，并在運(yùn)檢過程中對設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)管理，做好檢修記錄，并與完善的數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，保證設(shè)備的正常、平穩(wěn)運(yùn)行；同時，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫還能根據(jù)不同的電力需求，合理分配電力，確保所有的電力供應(yīng)都能正常運(yùn)行。在電力使用高峰時段，電力調(diào)度系統(tǒng)可以對電網(wǎng)進(jìn)行限流管理，從而保證電網(wǎng)不會長時間處于高負(fù)荷運(yùn)行，從而保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

2.7 加大線路管理資金投入

增加配電線路的資金和設(shè)備投入可以提高配電線路運(yùn)行維護(hù)的風(fēng)險控制能力，通過技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新可以提高配電線路的運(yùn)行維護(hù)水平[6]。在實際工作中，應(yīng)根據(jù)配電線路的運(yùn)行和維護(hù)要求進(jìn)行，建立合理的資金投入方案，并在此基礎(chǔ)上合理分配資金、資源，確保配電線路運(yùn)維管理在設(shè)備、技術(shù)方面得到不斷完善，從而不斷提升硬件管理水平，為運(yùn)維管理、風(fēng)險控制提供可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.8 針對線路特點(diǎn)展開維護(hù)工作

配電線路故障的原因比較復(fù)雜，解決安全隱患。問題比較困難。為了保證配電線路的正常運(yùn)行，在開展配電線路維護(hù)時需要有針對性、有方向性調(diào)整、優(yōu)化，需要梳理不同配電線路的維護(hù)任務(wù)，組織協(xié)調(diào)人員、材料、物資，進(jìn)行合理的資源分配，從而優(yōu)化配電線路檢修與維護(hù)工作的質(zhì)量。

2.9 提升維護(hù)人員專業(yè)素養(yǎng)

隨著社會公眾對電力的依賴程度越來越高，對電力安全性能的要求也越來越高，有效地檢查高壓低壓配電設(shè)備可以保證整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行。在維護(hù)時，需要對相關(guān)人員進(jìn)行有效的培訓(xùn)，并不斷增加專業(yè)知識，以便在安全條件下進(jìn)行配電設(shè)施的維修和維護(hù)。通過定期培訓(xùn)等方式，員工可以準(zhǔn)確掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的各方面情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，迅速解決問題。由于高低壓配電設(shè)備包含的機(jī)械設(shè)備及相關(guān)內(nèi)容十分廣泛，因此，在進(jìn)行維護(hù)過程中，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，并通過不定期維護(hù)保證整體設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對其關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把控，迅速發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，及時處理解決，提升專業(yè)人員素養(yǎng)，才能保證電能的持續(xù)穩(wěn)定輸送。高低壓設(shè)備的相關(guān)操作要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)，由專業(yè)人員獲得相應(yīng)的證件后，才能進(jìn)入對應(yīng)的崗位中。電力人員在進(jìn)行配電操作時，不可按照自身意愿隨意處置，要嚴(yán)格按照配電設(shè)備的規(guī)范進(jìn)行處理，對相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面深入的了解。嚴(yán)格按照說明進(jìn)行詳細(xì)的檢查，結(jié)合相應(yīng)的計算機(jī)技術(shù)等，增強(qiáng)對配電設(shè)施的檢測效率，了解設(shè)備的實時運(yùn)行狀態(tài)，才能有效減少運(yùn)行中的故障。

3 結(jié)束語

配電線路作為電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對電力供應(yīng)質(zhì)量有著重要的影響。文章對配電線路產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)措施積極預(yù)防和規(guī)避，確保配電線路實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的供電，促進(jìn)電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。