關(guān)于輸電線路檢修部分問(wèn)題的研究

輸電線路在電力系統(tǒng)中扮演著重要角色，承擔(dān)著將電能從發(fā)電側(cè)傳輸?shù)叫枨髠?cè)的重要任務(wù)，其運(yùn)行狀態(tài)和管理工作是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能經(jīng)濟(jì)可靠輸送的關(guān)鍵。輸電線路主要包括架空輸電線路和電力電纜兩種，電力電纜一般埋設(shè)在地下或者水底，受周?chē)h(huán)境影響較小，不容易受到損壞，有較高的供電可靠性，但若電纜損壞，其故障檢測(cè)和檢修的難度均較大，需要專(zhuān)業(yè)人士來(lái)操作。而架空線路一般是架設(shè)在桿塔上，與周?chē)諝庵苯咏佑|，風(fēng)、雨、雪、雷電等自然因素對(duì)其影響較大，也可能受到化學(xué)腐蝕和周邊動(dòng)物的影響而遭受損壞，其發(fā)生的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電力電纜，但是故障檢測(cè)和維修工作也較電纜簡(jiǎn)易，本文的輸電線路檢修內(nèi)容涉及的均為架空線路的檢修。

本文首先從輸電線路檢修的發(fā)展歷程分析了三種主要的檢修模式——故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修和狀態(tài)檢修，其次重點(diǎn)研究了狀態(tài)檢修的具體內(nèi)涵，包括技術(shù)內(nèi)容、檢修基本流程、狀態(tài)檢測(cè)項(xiàng)目和其優(yōu)點(diǎn)，最后對(duì)輸電線路的狀態(tài)檢修技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和展望，為電力系統(tǒng)輸電線路檢修發(fā)展方向提供一定的參考意義。

輸電線路檢修模式

延長(zhǎng)輸電線路的使用時(shí)間，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)供電可靠性是輸電線路檢修的主要目的，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)輸電線路的檢修模式進(jìn)行了大量的研究，一般來(lái)說(shuō)，可分為故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修和狀態(tài)檢修三種模式。

故障檢修

故障檢修是一種早期的被動(dòng)型線路檢修模式，指在線路發(fā)生故障以后對(duì)其進(jìn)行檢修。在電力系統(tǒng)發(fā)展初期，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，人們對(duì)電力的依賴性和供電可靠性要求較低，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)對(duì)用戶的影響較小，因此沒(méi)有進(jìn)行全面和系統(tǒng)的線路檢修和管理工作，只是在線路發(fā)生故障以后對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修。

計(jì)劃?rùn)z修

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和人們對(duì)電力需求的依賴性逐漸增強(qiáng)，對(duì)輸電線路的檢修開(kāi)始發(fā)展為計(jì)劃?rùn)z修。計(jì)劃?rùn)z修又稱(chēng)為定期檢修，是指有計(jì)劃性的每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間周期后進(jìn)行一次的大范圍檢修，其檢修等級(jí)和周期均由相關(guān)部門(mén)統(tǒng)一制定執(zhí)行，這種檢修模式是一種預(yù)防性的檢修，在電網(wǎng)規(guī)模較小的情況下具有一定的適用性，可以較大程度地避免重復(fù)停電。但由于這種檢修方式在檢修之前并未沒(méi)有考慮到線路的運(yùn)行狀態(tài)，具有一定的盲目性，可能會(huì)導(dǎo)致該修的設(shè)備沒(méi)有得到及時(shí)的檢修，不用檢修的設(shè)備產(chǎn)生過(guò)修問(wèn)題，且在每次檢修過(guò)程中耗費(fèi)的人力和物力較大，造成不必要的資源浪費(fèi)，缺乏科學(xué)性。這種檢修模式在電力系統(tǒng)發(fā)展初期起到了一定的積極作用，但隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和人們對(duì)供電可靠性要求的提高，這種檢修模式已無(wú)法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展要求。

狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修（Conditionality Based Maintenance，CBM）是目前一種較為先進(jìn)的線路檢修模式，狀態(tài)檢修的含義是指采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等手段對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，并以其歷史檢修信息和現(xiàn)在運(yùn)行狀態(tài)為基礎(chǔ)，結(jié)合其他相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)設(shè)備的內(nèi)部情況做出較為系統(tǒng)和全面的判斷，查出設(shè)備的異常，以此來(lái)安排設(shè)備的檢修計(jì)劃和檢修方案，并結(jié)合檢測(cè)到的各種實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的變化情況，對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和存在的隱患進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，提出對(duì)應(yīng)的防范措施和管理策略。因此輸電線路的狀態(tài)檢修包括以可靠性為中心的檢修和以預(yù)測(cè)性為基礎(chǔ)的檢修方式，其基礎(chǔ)是進(jìn)行合理的狀態(tài)檢測(cè)和診斷，而狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)手段是對(duì)檢測(cè)和診斷結(jié)果的有效管理和科學(xué)應(yīng)用。

由于狀態(tài)檢修的時(shí)間是在故障發(fā)生前，故又稱(chēng)為預(yù)知性檢修（Predictive Detectability Maintenance，PDM）。狀態(tài)檢修并不是孤立存在的一種檢修模式，它需要與故障檢修和計(jì)劃?rùn)z修以及其他相關(guān)檢修方式相結(jié)合形成一個(gè)綜合的檢修體系，達(dá)到“應(yīng)修必修，修必修好”的宗旨，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的技術(shù)和管理保障。

狀態(tài)檢修具體內(nèi)涵

狀態(tài)檢修技術(shù)內(nèi)容

狀態(tài)檢修的技術(shù)內(nèi)容包括輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷、可靠性評(píng)估、檢修決策的制定等內(nèi)容，其基本流程如圖1所示。

不同于發(fā)電機(jī)和變壓器等電力設(shè)備的狀態(tài)檢修，輸電線路的狀態(tài)數(shù)據(jù)涉及的范圍較大，部分?jǐn)?shù)據(jù)可以通過(guò)停電實(shí)驗(yàn)測(cè)量，部分狀態(tài)數(shù)據(jù)的檢測(cè)需要通過(guò)帶電作業(yè)進(jìn)行，即檢測(cè)線路在帶電狀態(tài)下的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)較為真實(shí)可靠，所有采集的輸電線路的數(shù)據(jù)信息和專(zhuān)家提供的數(shù)據(jù)構(gòu)成狀態(tài)信息庫(kù)，是輸電線路檢測(cè)計(jì)劃和檢測(cè)策略制定的基礎(chǔ)。

可靠性評(píng)估是輸電線路狀態(tài)檢修的重要內(nèi)容，電力系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜龐大的動(dòng)態(tài)非線性系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)分析離不開(kāi)可靠性評(píng)估，其含義是指基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)思想采用可靠性性能指標(biāo)對(duì)輸電線路的試驗(yàn)信息、可靠性結(jié)構(gòu)和壽命模型進(jìn)行分析，給出系統(tǒng)可靠性評(píng)估結(jié)果。而對(duì)輸電線路的狀態(tài)診斷是進(jìn)行可靠性評(píng)估前需要做的工作，它根據(jù)輸電線路狀態(tài)信息庫(kù)提供的基礎(chǔ)信息，建立線路故障分析的數(shù)學(xué)模型，采用先進(jìn)的優(yōu)化算法和人工智能專(zhuān)家?guī)炫袛嗑€路的故障地點(diǎn)、故障類(lèi)型和嚴(yán)重程度等，實(shí)現(xiàn)線路的狀態(tài)診斷和分析。

強(qiáng)化技術(shù)管理人員和檢修人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和責(zé)任也是狀態(tài)檢修非常關(guān)鍵的一部分，認(rèn)真學(xué)習(xí)輸電線路檢修的相關(guān)章程和制度，全面分析輸電線路狀態(tài)信息庫(kù)提供的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行技術(shù)分析，對(duì)輸電線路的健康狀態(tài)進(jìn)行可靠性評(píng)估，并根據(jù)結(jié)果制定準(zhǔn)確高效的檢修決策，進(jìn)而認(rèn)真、負(fù)責(zé)地實(shí)施檢修工作。只有各項(xiàng)技術(shù)管理職責(zé)做到明確分工，相關(guān)技術(shù)人員得到專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，努力提高自身的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和操作水平，才能達(dá)到現(xiàn)代電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修的相關(guān)要求。

狀態(tài)檢修的檢測(cè)項(xiàng)目

輸電線路狀態(tài)檢修中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作是在輸電線路生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MIS）和輸電線路地理信息系統(tǒng)（GIS）的基礎(chǔ)上完成的，其檢測(cè)的內(nèi)容如表1所示。

狀態(tài)檢修的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的故障檢修和計(jì)劃?rùn)z修相比，輸電線路的狀態(tài)檢修有其明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，它降低了檢修工作的盲目性，改變了計(jì)劃?rùn)z修中無(wú)論線路是否發(fā)生故障均做全面檢查的檢修方式，能夠在線路檢修前根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)的信息判斷線路是否需要處理以及怎樣處理，提高了輸電線路檢修的目的性和科學(xué)性。其次，狀態(tài)檢修降低了輸電線路檢修費(fèi)用。傳統(tǒng)的檢修方式耗費(fèi)了大量的人力物力，在很大程度上提高了線路檢修工作的成本，而狀態(tài)檢修通過(guò)檢測(cè)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)傳輸信號(hào)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障，有針對(duì)性及時(shí)作出合理的決策，不僅克服了傳統(tǒng)故障檢測(cè)的無(wú)預(yù)測(cè)性缺點(diǎn)，也減少了不必要的資源浪費(fèi)，大大節(jié)約了線路檢修的成本費(fèi)用。另外，狀態(tài)檢修提高了輸電線路的供電可靠性，它能夠結(jié)合監(jiān)測(cè)設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)、程序指令等多方面的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行診斷檢修，能夠較全面掌握輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)和健康狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行檢修有利于延長(zhǎng)輸電線路的使用壽命，有效避免了檢修過(guò)剩和檢修不足的情況，降低了電氣設(shè)備的停電次數(shù)，提高了電力系統(tǒng)供電可靠性。

輸電線路的狀態(tài)檢修技術(shù)已具備開(kāi)展條件，是目前一種較為先進(jìn)的線路檢修模式，能有效克服傳統(tǒng)的故障檢修無(wú)預(yù)測(cè)性和計(jì)劃?rùn)z修的盲目性等問(wèn)題，同時(shí)又與傳統(tǒng)檢修模式相結(jié)合，構(gòu)成了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的一個(gè)綜合檢修體系，在輸電線路檢修領(lǐng)域取得了巨大的突破，給電力系統(tǒng)和社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，今后需要大力推廣。但是狀態(tài)檢修工作還需要更加完善，需要進(jìn)一步的理論研究和技術(shù)支持，包括對(duì)輸電線路的技術(shù)改造和相關(guān)高端設(shè)備的開(kāi)發(fā)，提高輸電線路檢修管理水平，盡可能提高投入產(chǎn)出比，使資源得到優(yōu)化配置，在更大程度上降低線路檢修工作的成本費(fèi)用。（作者供職于山西呂梁供電公司帶電作業(yè)班）