高速公路供配電系統與故障排除技術要點探討

李彥強

（廣東交科檢測有限公司，廣東廣州 510550）

1 高速公路供配電系統常見的系統故障問題

從客觀表現來看，高速公路供配電系統在日常運行過程中，會出現很多系統故障問題，主要有以下幾種。

1.1 系統設計不當引發的故障

在高速公路供配電系統設計過程中，會因為設計不當引發一些故障問題，如在冰雪環境較為惡劣的區域，一些設備缺乏針對性保護，進而出現一些故障或者損壞問題，降低了系統運行的質量，或者受地形地勢的影響，一些設備無法安全運行，也影響了供配電系統的運行效果。

1.2 雷害事故

雷害事故是高速公路供配電系統運行中危害非常大的事故，該事故會使得供配電系統產生非常大的系統故障。在架空輸電線路中，雷害事故時有發生。在雷害事故影響下，過電壓波會對供配電變電站、開閉所造成非常大的危害，進而會造成供配電系統中線路、變電站等出現故障問題。因為雷害事故中的雷電電流數值非常高，超過了供配電設備的承載力，易導致導線熔斷、瓷瓶炸毀等問題，引發系統故障。

1.3 線路短路故障

在高速公路供配電系統運行過程中，線路短路問題是較為常見的問題，當前用電量不斷增多，使得供配電系統的負荷增大，一些線路無法負荷供電量，進而出現短路問題。如常見的三相短路、二相短路、二相接地短路以及單相接地短路問題等，嚴重影響了供電質量，特別是三相短路，在高速公路供配電系統運行中時常出現。

1.4 設備線夾發熱燒損故障

設備線夾發熱燒損問題是高速公路供配電系統常見的故障之一。在運行過程中，設備線夾的接點部位會受到負荷、震動以及氧化等的直接影響，造成該部位出現松動的情況，進而提升了電阻，增加了過熱燒損的風險。在高速公路供配電系統運行過程中，這種問題時有發生，特別是在10 kV 線路的耐張桿刀閘部位，設備線夾發熱燒損故障非常容易出現。如果不及時加以處理，會造成極大的危害，更甚者還會損壞發動機、監控設備等。

1.5 污閃故障

污閃是電氣設備外絕緣表面在較長一段時間的積污后，出現的閃絡現象。在高速公路供配電系統運行過程中，污閃問題較多發于架空導線絕緣子上，危害性較大。在日常管理過程中，要想排除這一故障，就需要做好全面防治工作。特別是高速公路建設過程中，一部分架空線往往會在極端惡劣的天氣下運行，如大霧、大雪天氣，非常容易出現跳閘的情況。

1.6 鼠害造成的系統故障

鼠害對于高速公路供配電系統的危害非常大，甚至會產生難以估計的損失，且管理起來難度較大，給供配電系統維護工作帶來了非常大的影響。一些老鼠會爬進開關柜，導致低壓側無法輸送電流，或者爬上變壓器造成變壓器短路問題，出現故障報警等。尤其很多高速公路的輸配電線路處于野外地區，線路會經過地溝和線井部位，這些區域的鼠害非常嚴重，時常會出現因為老鼠啃咬造成電線短路斷路等問題，并且會進一步造成線路器材的燒毀等連鎖反應。也正因為如此，在高速公路供配電系統維護過程中，防治鼠害一直是一大難點。

1.7 設備安裝故障

設備的安裝質量不佳也會出現一些故障問題，引導高速公路供配電系統出現后臺警報問題。特別是當設備運行到一定時間內，設備出現故障的概率會大大增加，如在箱變安裝過程中，由于高壓進線電纜和干式變壓器高壓連接片距離過近，如果運行時間較長的話，極大地增加了后臺過流Ⅱ段報警，進而使供配電系統出現發光、異響等問題，更甚者還可能出現電纜頭應力管、高壓連接片發熱燒融的情況，極大地危害了高速公路供配電系統安全。

2 高速公路供配電系統常見故障的排除方法

2.1 設計不當引發故障的排除方法

針對高速公路供配電系統故障問題，首先需要做好防治方案，特別是在系統設計過程中，要強化設計管理。在對供配電線路進行設計時，要全方位進行把控，預先進行詳細地調查分析，做好整體規劃，充分考慮地理環境特點，找到最優的設計方案，充分保證供配電線路的科學合理性，滿足高速公路用電需求的基礎上提升設計的有效性。同時，對于系統運行的設計管控，也要充分滿足客觀需求，一定要做好供配電系統驗收工作，全面把控施工現場的客觀情況，嚴格檢查高速公路供配電線路的施工狀態，嚴把質量關，提升管理的有效性。一些環境較為惡劣的地方要強化驗收工作，并根據當地的氣候和地形地勢特點來針對性檢查一些關鍵環節的質量，如在一些容易被冰覆蓋的線路區域，要嚴格按照規定來設定對檔距離。而供配電線路設置中，一部分線路非常容易出現誤動的情況，為此，在設計初期，一定要安裝相應的防誤動設備，最大限度地防治誤動引發的故障問題，并充分保障驗收工作的良性開展，不斷提升驗收質量，對于存在的問題，要第一時間發現并及時解決，將安全隱患扼殺在初始階段，避免出現更大的問題和故障。通過良好的保障，為高速公路供配電系統運行打下基礎。

2.2 雷害事故排除方法

想要解決雷害事故造成的故障問題，需要全方位做好供配電系統的防雷保護，特別是一些架空線路位于雷害事故多發區，因此要做好防雷保護，在全線安裝避雷線，并更換防污絕緣子，特別是對于交叉跨越部位，要安裝避雷裝置。對于35 kV 及以下變電站，則安裝相應的獨立避雷針，同時安裝所需的消弧線圈以及自動重合閘，從而提升防雷害的有效性。

2.3 線路短路故障排除方法

基于線路短路故障的特點，應該在高速公路供配電系統中安裝繼電保護裝置，當線路處于超負荷的情況時，繼電保護就可以觸發保護功能，及時跳閘，使得存在故障的線路被切斷，這樣就可以避免故障的不利影響繼續擴大，也能夠讓沒有發生故障的線路繼續正常運行，并且同時可以啟動備用電源，從而保障高速公路供配電系統正常運行。如圖1所示。

2.4 設備線夾發熱燒損故障排除方法

為了解決此故障，需要維護人員加強日常的巡視工作，尤其是重視夜間巡視，充分了解設備線夾發熱燒損的表現，特別是在燒損初期，會出現發光和發熱的現象，因此維護人員一定要做好針對性巡視和排查，并進一步加強監管，在遇到故障時，要進一步強化對采購設備的檢驗工作，保證其性能安全可靠，并做好定期更換工作。

2.5 污閃故障排除方法

為了加強對污閃故障的排除，高速公路供配電維護人員需要通過應用防污絕緣子來防治污閃故障，尤其是在系統設計過程中，要充分考慮客觀情況，相應地提升絕緣等級，或者增加防污閃設備，如圖2所示。

圖1 高速公路供配電系統繼電保護設計圖

圖2 高速公路供配電污閃設置示意圖

在系統運行過程中，定期做好清掃清洗工作，保持線路絕緣部位的干凈整潔，對于有可能出現污閃的部位噴涂防污閃涂料。而對于出現污閃故障的部位，要全方位進行分析和思考，找到問題的癥結所在，分析故障產生的原因，然后相應地增加排除產生污閃的可能性措施，避免污閃故障的再次發生。同時也進一步加強巡視工作，做好檢驗工作，特別是在車流量高峰期，要做好日間和夜間的巡視工作，及時發現問題并處理，從而保障高速公路供配電系統的正常運行。

2.6 鼠害帶來的故障排除方法

在排除鼠害問題時，要求高速公路變電站以及開閉所在修建時認真執行防鼠封堵操作，要相應地安設粘鼠板、捕鼠籠、超聲波滅鼠器等設備，布置于電纜溝，變壓器室等部位，并定時檢查，及時清理。而在供配電系統設計過程中，要在鼠患多發地區做好完善的防鼠措施，要加大觀察力度，分析鼠患移動的規律和跡象，及時做好防鼠工作，完善相應的滅鼠措施。特別是在線路敷設路徑設計過程中，要將鼠患這一因素考慮在內，避免敷設施工阻礙老鼠運行的路徑，從而有效降低鼠患。

2.7 設備安裝故障排除方法

在設備安裝和維護過程中，一定要嚴格遵守公路養護技術規范的相關規定進行安裝。供配電系統維護單位在進場后，需要全方位把控供配電系統設施的運行狀態，做好深入地摸底調查，然后基于結果做好相應的維護工作。

3 結束語

高速公路供配電系統在運行過程中會出現多種故障問題，對于系統運行以及高速公路的正常營運都會產生非常大的影響。現階段高速公路對供配電系統的監控，還是以人工巡查的方式為主，它對供配電系統的監測無法做到全覆蓋，而且只能在供配電系統系統發生故障后，才會對故障點進行排查和處理，具有一定的滯后性，這不但會影響高速公路服務水平，對高速公路營運來說還是個安全隱患，因此，在對供配電系統運行過程中，應做到以下幾點：（1）建立電力監控系統，實時監測高速公路供配電系統，提高巡查效率；（2）強化設計工作，落實故障問題處理，并全面排查和處理存在共性的故障；（3）相應地安裝保護裝置，增加日常維護和檢測的頻率，從而保障設備的運行質量。只有這樣，才能夠更好地排除故障問題，保證高速公路供配電系統運行質量。