配網設備的狀態檢修及運維管理分析

云南電網有限責任公司曲靖會澤縣供電局 李 峰

按照電壓等級劃分，目前我國在用的配電網主要可分為35～110kV 的高壓配電網、6～10kV 的中壓配電網以及220/380V 的低壓配電網，其功能和作用主要是持續供給各個配電站電力能源，以滿足終端用戶的電力能源需求。但在配網設備運行過程中，受到自然氣候、不可抗力、人為破壞以及運行荷載等因素的影響，設備極易出現跳閘、過熱、破損、漏油、放電、異響等故障，尤其是跳閘故障頻率呈現出持續上升態勢。這不僅影響配網設備的安全運行，同時也給供電部門增加了檢修成本。基于此，技術人員應當定期對配網設備的運行狀態進行檢查，對引起跳閘故障的原因進行剖析，并制訂一套科學、精準、高效的設備狀態檢修與運維管理方案，將配網設備發生故障的概率降到最低點。

1 配網線路跳閘故障原因分析

1.1 2019年全年跳閘故障統計數據

某供電局變電站內10kV 配網線路2019年全年共發生跳閘故障141次，通過對引發跳閘故障的主要原因進行分析，因雷擊造成的跳閘次數居于首位，其次是樹障、外力破壞、斷線、設備故障、負荷波動、小動物攀爬、大風、異物懸掛、用戶誤操作、未發現異常等。其中由雷擊引發的跳閘故障多達41次、占總跳閘次數的29%，未發現異常共32次、占總跳閘次數的22.9%，線路設備故障共28次、占總跳閘次數的19.8%。重合閘成功動作109次、重合成功率達到77.3%，未重合成功32次。由此可看出，在這些跳閘事故中，利用重合閘裝置解決跳閘故障的效果相對較高，不僅節省了檢修成本也提高了供電安全穩定性[1]。

1.2 自然災害

在引發配網線路跳閘故障的原因當中，雷擊災害造成跳閘故障的次數最多，尤其對配網線路來說，多數線路仍然處于架空狀態，所處的區域多為野外空曠區，如雷電感應造成設備承受對地電壓超出其耐受范圍便會引發接地短路，進而引發跳閘事故。特別在進入汛期以后，雷擊這種不可抗力的自然災害發生頻率較高，其中雷擊線路的三種情況表現為直擊雷、繞擊雷與感應雷，由于10kV 配網線路避雷針的配設并未全線貫通，因此線路跳閘故障受到直擊雷與感應雷的破壞頻率較高。

其次是強風或臺風等惡劣天氣的影響，如風力過大容易卷起地表的雜物，導致這些雜物與裸露在外的設備搭接在一起而造成線路短路[2]；最后是強降雨自然災害的影響，配網設備在經過長時間的雨水沖淋后，設備內部極易產生大量的積水，進而極易引發設備絕緣擊穿故障，特別對地勢低洼的線路桿塔，一旦受雨水浸泡而出現傾斜和倒塌事故，那么出線跳閘故障的概率也將陡然上升。

1.3 施工質量因素

在安裝變壓器或者繼電器時，由于現場施工人員違反操作規程或與安裝標準不相符，配電設備間的安全距離就會出現問題。另外如配電箱內部接線混亂或長期處于受潮狀態，那么配網線路也極易出現跳閘故障。

1.4 配網設備故障

配網設備故障主要包括兩方面原因：設備本身質量不過關。市場上的配網設備型號五花八門，而每一個生產廠家的生產技術水平都存在較大差異，這就使得配網設備在運行過程中經常出現質量缺陷，進而引發線路跳閘事故；由于設備使用年限較長、設備內部的元器件老化嚴重，在這種情況下線路本身的絕緣性將大幅降低，避雷裝置功效喪失、線路外表面磨損嚴重或金屬元器件嚴重銹蝕等，都是引發跳閘故障的癥結所在。

1.5 外力破壞

近年來我國的基礎設施建設工程呈現出蓬勃發展態勢，在這一形勢之下，道路橋梁施工、房建工程項目也逐年增多，而這些項目在實施過程中極易觸及配網設備或者線路，導致線路嚴重受損，進而引發跳閘事故。另外一些不法分子為了牟取私利，往往冒著法律風險去盜取配網線路或者設備，一旦盜取成功配網線路極易全線癱瘓[1]。

2 新技術在配網設備狀態檢修與運維管理中的應用

2.1 基于電壓、時間原理饋線故障隔離技術

基于電壓、時間原理保護配合的饋線故障隔離技術，其柱上開關選用失壓脫扣型負荷開關。如圖1所示，當配網線路處于異常運行狀態時，如A 點出線運行故障，變電站出線開關將迅速關閉保護而執行跳閘動作，在這種情況下各分段開關失壓保護動作開關斷開，而柱開1與柱開2在檢測過程中，發現線路首端存在電壓，便可快速執行關合動作。這些動作在執行期間如線路故障依然存在，變電站出線開關將再一次出現跳閘動作，此時的柱開2迅速閉鎖，變電站出線開關則再一次合閘，這就說明柱開2前線路實現了成功送電，由此可快速對故障位置進行判斷，即柱開2與柱開3之間存在故障[2]。

圖1 柱上開關選用失壓脫扣型負荷開關

2.2 基于電流、時間原理的饋線隔離技術

圖2 開關按定值開斷故障

為降低配電線路的故障率，技術人員也可采用基于電流、時間原理的饋線故障隔離技術，該技術在應用過程中，需在配電線路路柱上開關帶過電流脫扣線圈，然后根據電流保護整定原則，對各個開關設置保護定值。一旦線路出現短路故障，各個開關根據預告設置的定值開斷故障。如圖所示，當支線1#開關出現短路故障、短路電流將持續增加，如果電流超過支線1#開關過電流保護的整定值、那么開關將自動跳閘，這時，配電線路出現的短路故障將不會引響主干線路的安全性與可靠性。

2.3 配電變壓器防雷技術

為了保障配電變壓器可靠性，技術人員可在低壓側設置低壓避雷器，與此同時需要確保配電變壓器的外殼與高壓側變壓器、低壓側中性點保持接地狀態，即“四點工一地”。另外，應對接地電阻值進行有效控制，保證電阻值能夠始終達到100kVA 以上，并將容量配電變壓器的接地電阻控制在4Ω 以下，如果選用的配電變壓器的電阻值在100kVA 以下，那么接地電阻應當控制在10Ω 以下，這樣可有效防止雷電的侵害。

2.4 柱上開關防雷技術

為了降低因雷擊自然災害造成的路閘故障概率，技術人員可在10kV 配電網當中安裝柱上開關與刀閘，這種技術能夠為配電線路創造一個安全穩定的運行環境，而且無故障率也顯著提升。具體的操作方法是在開關或刀閘的兩側安裝避雷器，當出現雷雨天氣時這一裝置能夠提高線路的抗雷擊能力，進而將跳閘概率降到最低點[3]。

2.5 電纜分支箱防雷技術

除了上述兩種防雷技術外，技術人員也可采用電纜分支箱防雷技術，該技術選用的避雷器具有防爆脫離功能，而且避雷器的材質選用的是免維修無間隙金屬氧化鋅，這種材質的避雷裝置防雷效果好，安全性高、安裝便捷、檢修速度快，比如在10kV 配電線路中較為常用的避雷裝置為HY5WS-12.7/50型避雷器。

3 配風設備運維管理策略

3.1 明確崗位職責，加大培訓力度

專業技術人才與管理人才是保證配電網絡正常運轉的重要保障，因此電力部門應當針對現有配網設備檢修與運營維護人員的崗位職責權限，建立一個科學系統的內部培訓體系，并通過集中培訓、專家講座以及遠程互動的方式，使參訓人員能夠熟練掌握配網設備的故障排除方法，以及運營維護管理內容。為了檢驗培訓效果，電力部門可通過實踐考核的方式，讓每一名參加培訓的人員進行現場操作，對違反操作規程或者不熟悉操作步驟的人員，應當遵循“能者上、平者讓、庸者下”的用人原則，進而給專業技術水平高、個人綜合素養高、現場協調管理能力強的人才提供更多展示自我才能的機會。

以配電網自動化測控單元測試考核為例，被考核人員需要熟知該試驗所需的設備儀器種類，即三相交流測量電源、模擬量發生器、狀態信號模擬器、裝有測試軟件的計算機、遙控執行指示器、數字萬用表、三相標準功率表以及配網自動化測控單元等。在考核過程中，被考核人員應當明確配電網自動化測控單元的連接原理。

3.2 改善配網設備的運行環境

運行環境對配網設備的安全穩定運行至關重要，尤其在雷雨天氣，如果配網設備周圍存在導電體，那么將直接給整個配電網絡造成致使打擊。比如配網設備周邊存在大量的枝葉繁茂的樹木，一旦出現雷電天氣，雷電在與樹木接觸的同時將直接影響配電網的安全性。因此，在架設配電網絡之前，首先應當清理配網設備周邊的障礙物，如果遇到樹木，可采取改道、改線的措施來避開樹障。如果遇到池塘、水庫等導電體，就將電力傳輸導線更換成為絕緣導線，這樣可有效規避聯電事故的發生。

另外，在架設電纜上桿過程中應當采取以下技術措施，來防止電纜發生損壞、腐蝕的現象：第一，在位于架空引下線與電纜接頭的位置應當加裝槽扣式硅橡膠電纜接頭絕緣防護套，這樣可防止電纜裸露接點處受到鹽霧、污垢、酸雨而產生的腐蝕現象；第二，為了保護電纜外絕緣層，施工人員應當在電纜與緊固抱箍的固定間隔位置加裝槽扣式硅膠臺變電纜保護罩，以防止該位置出積污、積水的情況；第三，為了有效避免電磁環流對電纜造成破壞，施工過程中應在電纜地線加裝獨立電阻，以阻斷電磁環流的傳輸通道，進而給電纜提供一個安全穩定的運行環境[3]。

3.3 加大日常檢查頻次

配網設備由多種電氣元件組成，在設備運轉過程中，受到多重因素的制約和影響，極易引發各種不同類型的故障和事故，為此，檢修人員以及管理人員應當高度重視日常檢測與檢查工作的重要性，在原有檢查次數的基礎上，根據配網設備的安裝與使用時間以及運行狀態，適當增加日常檢查頻次，以及時發現設備運行過程中存在的故障與問題。工作人員在履行日常檢查職責時，應當進一步明確檢查要點、具體內容以及故障處理措施，以便于可現場對各類故障進行排除。

以電容器這種元器件為例，在日常檢查過程中，工作人員應當明確電容器的具體檢查內容：首先檢查接口處是否存在出現發熱的情況，然后觀察電容器是否存在漏油的情況，如果存在上述故障，應當及時進行斷電處理，以提高檢修作業的安全性。再比如檢查電流互感器這一元器件時，檢查內容包括互感器是否存在過熱現象、運行過程中是否存在雜音和異響，如果明確了這些檢查內容，那么故障排除工作也將收到事半功倍的效果[4]。

另外，由于配網設備運行頻率高，持續運行時間長，加之受到外界自然氣候因素的影響，導致設備的使用壽命大打折扣。在這種情況下，檢修人員在檢查配網設備運行狀態過程中，應當及時對設備的運行情況進行分析與判斷，一旦發現配網設備出現異響或者漏洞等現象，需要第一時間予以處理，以保障設備能夠正常運行。如果通過故障排除以后，發現配網設備仍然處于異常運行狀態，那么則需要對相關設備進行更換。

綜上，配網設備的安全穩定運行直接關系到整個配電網絡的正常運轉，在實際工作中，故障檢修人員應明確自身的崗位職責權限，在對配網設備運行狀態進行檢查與維護的同時，積極應對隨時可能發生的突發性事故，以提高配網設備的運維管理績效，為終端用戶提供更加安全的人性化服務。