低壓計量設備故障分析及解決方案

黃漢斌 王春光 黃天富 吳志武 林彤堯 周志森

(1.國網福建省電力有限公司營銷服務中心，福建 福州 350011;2.福建省供電服務有限責任公司，福建 福州 350011)

1 概述

近年來，配電網低壓計量設備故障占比居高不下。落實國務院《計量發展規劃(2021—2035年)》，強化設備運行管理，提升計量裝置運行可靠性，分析計量設備故障原因，并制定相應的處理方案，是計量技術監督檢查高效運作的重要舉措。國內關于低壓計量設備故障的研究主要包括表前開關燒毀和跳閘、電能表故障以及電能表前(后)線故障等[1]。低壓計量設備的穩定運行是計量業務及計量管控體系的基礎，明確劃分故障類型，制定完整的分析流程和解決方案，能為關口計量裝置運行管理提供有效支撐。

2 計量箱(柜)故障類型

2.1 表前開關部分

安裝在表計前端的表箱總開關、分戶開關和熔絲會出現無法合閘、缺相、燒毀、接觸不良等故障。如施工接線時未完整執行施工工藝標準，出現螺絲未旋緊、端鈕與導線接觸不良等現象；計量箱內首個電氣接點(表前開關接線端子)與鋁質接戶線連接時未經銅鋁過渡處理，長時間帶負荷運行后在銅鋁過渡處出現氧化及燒損[1]；部分老舊計量箱未配置表后開關，計量箱表后開關與表前開關的額定電流不匹配，用戶內部線路漏電且未安裝三級漏保開關或開關因防水措施不到位而進水，導致帶漏保功能的表前開關跳閘[2]。

其中，當發生漏電或過負荷情況時，開關跳閘屬正常保護動作，不應歸類為計量裝置故障[3]。如部分開關老化或開關本身質量問題，誤將其登記為計量故障，屬故障分類登記有誤。

2.2 電能表部分

電能表故障是計量裝置故障的一個重要分支，其中表計老化、安裝不當等原因導致的電能表黑屏、不計量或錯誤計量和燒表等情況時有發生。

2.3 連接線部分

計量箱(柜)總開至表計之間連接線以及計量箱(柜)內的表計出線會發生老化、絕緣破損、線徑太小引起燒毀等故障。出現此類故障的主要原因是計量箱(柜)長期未改造，并且箱內導線線徑已無法滿足當前用電負荷需求。另外，接線時螺絲未緊固到位、多芯銅導線未經銅鼻子冷壓接等也是主要原因[3]。

2.4 主干線部分

在主干線上出現的故障主要包括主干線斷線、線徑與實際負荷不匹配、過負荷引起導線燒斷等。但是異物短路故障等引起線路開關跳閘屬非計量設備故障，不歸類為計量裝置故障，例如因外力因素交通車輛誤碰電桿、村民砍伐樹竹碰導線引起的主干線斷線、短路等故障，因天氣因素雷擊、臺風、暴雨等引起的主干線斷線等。

2.5 互感器部分

電流互感器至表計之間連接線發生的故障，主要包括導線老化、絕緣破損等引起的互感器連接線故障。計量箱(柜)內導線接入的各接線端子的故障，主要包括端子銹蝕、缺失，或因工藝質量問題引起的燒毀和打火等。

2.6 計量箱(柜)部分

計量箱(柜)老化、破損、進水、接地電阻不合格、孔洞未封堵等引發計量設備故障。如計量箱老化銹蝕嚴重引發計量箱掉落、計量箱年久失修某相燒斷發生缺相、雷雨極端天氣因接地電阻不合格引起計量箱炸毀等。

綜上所述，低壓計量設備故障主要出現在表前開關(熔絲)、表前線、表后線、計量表計、電流互感器、互感器連接線、接線端子、計量箱(柜)等位置。

3 低壓計量設備故障分析流程

3.1 低壓設備故障檢測方法

目前，設備故障檢測方法主要有數學模型法、數字信號識別法、匹配知識庫法和人工周期檢查。其中，數學模型法相對簡便，但需要對設備結構及原理有深刻的理解才能運用[4]。數字信號識別法則只有在設備有明顯外顯特征時才有效，不適用于特征不明顯的設備。匹配知識庫法有較為廣泛的適用性，在收集大量運行特征數據的基礎上，建立與低壓計量設備匹配的知識庫規則，并在實踐中不斷更新，可以得到更為準確的狀態檢測結論和意見方案。知識庫的擴展流程如圖1所示。

圖1 故障監測知識庫擴展流程

運用計量設備返回記錄的數據，如有功電量、無功電量、功率因數等，將峰、平、谷電量占總電量的比例與歷史數據對比分析，判斷有無異常。同時，將異常情況與狀態檢測故障分析歷史數據庫比對，確定故障類型，并及時發出預警至相關人員，相關人員收到預警后及時分析原因并處理，以確保電能計量裝置準確計量，為營銷電能量結算提供技術支撐。

數學模型法存在上手難度大、發現故障類型劃分難度大等問題[5]；數字信號識別法獲取信號周期長、時間滯后會影響識別成功率；匹配知識庫法則缺乏實時監控預警的能力[6]。數學模型法、數字信號識別法和匹配知識庫法所采用的數據均源自于人工周期檢查?，F階段低壓計量設備的檢修維護仍然采用工作人員定期前往現場檢測的方式，在人工收集大量監測數據的基礎上，分析出能明確體現低壓計量設備故障的數據類型，為故障及時診斷提供依據。

3.2 故障分析流程

首先，判斷出計量故障類別并統計分類，并按地區分析故障搶修情況，與前一年進行同期比較。其次，篩選出占比較高的故障類型，記錄其故障現象，對每月低壓計量搶修工單數進行圖表分析。針對占比較高的計量故障工單，組織各基層單位開展自查自糾。最后，綜合各方面情況，確定主要低壓計量故障主要集中的類別，針對該類別選擇對應的處理方案。

4 低壓計量設備故障解決方案

4.1 隱患排查和整改

4.1.1 故障隱患排查

周期性開展計量箱及內部設備故障隱患專項排查工作，排查表前開關與鋁質接戶線間是否進行銅鋁過渡處理、表前(后)線徑是否偏小、是否配置表后開關、表后開關額定電流配置是否得當、進戶線載流量及電表最大電流是否匹配、各端子螺絲是否緊固、箱內線路是否雜亂或破損、計量箱防水措施是否到位等。強化計量箱巡檢管理，及時發現計量箱缺陷和設備隱患，加強計量設備故障搶修工單的跟蹤分析。

4.1.2 故障隱患整改

根據排查情況，對排查結果中計量箱問題比較嚴重的臺區立即進行整改。常態開展低壓用戶用電情況分析，對低壓超容用電嫌疑用戶進行專項檢查，或結合用電檢查、營業普查、臺區線損治理開展現場安全服務。規范戶表驗收核查，落實開關容量，規范引導客戶用電，對于過負荷用電的應通知用戶合理控制負荷，多次超容用電且拒不辦理增容手續的按照違約用電處理。

在完善服務方面，在計量箱上張貼網格長聯系卡，引導客戶利用片區服務資源解決頻繁停電問題，規范設備主人用電行為。接到停電情況電話后，除了安排有關人員送電和安撫外，可聯動相關人員分析停電原因，協助客戶解決停電的根源問題。

4.2 運維管理和宣貫培訓

4.2.1 運維管理

設備責任人應將轄區內所有計量裝置臺賬編制成冊，對計量裝置進行定期巡檢，重點關注表前開關、表后開關是否有燒毀跡象、計量箱(柜)的孔洞是否有防小動物封堵等，設備責任人日常巡檢要認真仔細，必要時進行紅外測溫，及時發現開關設備線夾是否有裂痕、開關本體是否存在隱患、開關負載能力是否匹配等，巡視發現的缺陷隱患要及時登記，派發檢修消缺工單及時消缺，落實計量設備主人制，并及時將發現問題錄入營銷系統缺陷管理流程。進一步規范搶修工單處理結果系統登記，定期組織開展計量故障搶修工單分類原因準確性分析。定期匯總統計計量設備故障處理情況，無法立即整改的，應制定相應措施，并列入改造計劃。另外，設備責任人要加大對轄區內專變用戶的用電檢查，及時發現用戶設備存在的隱患，并下發整改通知書，督促用戶對運行年限久且沒有定期維修的老舊設備進行消缺或更換，密切跟蹤用戶的整改落實情況，以減少專變用戶計量設備故障，確保專變用戶計量準確。

4.2.2 宣貫培訓

加強裝表接電人員和隊伍的技能培訓，常態化開展相關規范文件學習培訓，規范故障搶修的信息反饋，確保信息填報正確。同時，配齊備足施工安裝工具和輔材，提高計量設備現場安裝工藝水平。

4.3 質量管控和資金投入

4.3.1 供貨和驗收質量管控

加強計量設備供貨前樣品檢測、到貨驗收和到貨后抽測、送檢等環節的質量管控，重點對核心器件進行質量抽檢。嚴格把關施工現場驗收，切實落實相關規范要求，并建立驗收責任追究制度。同時，常態化開展現場安裝質量抽查，并進行通報考核。

4.3.2 計量裝置運維資金投入

對于老舊、破損的表箱和箱內設備，做好登記并納入改造項目，爭取表箱批量改造資金，按照輕重緩急分次分批開展破損表箱改造，加強改造資金審計管控，確保落到實處。對于日常零星缺陷、破損表箱，建議設立零星缺陷消缺包，按件付費，組建一支專門隊伍開展缺陷整改，要求片區(臺區)責任人現場監督，保證施工質量，施工完畢后立即開展驗收。

5 結束語

明確劃分低壓計量故障類型，是關口計量裝置運行管理的重要一環。表前開關與表計、表后開關配置容量不匹配、施工工藝不合格、用戶內部線路狀況不佳、開關質量不好、容易燒毀等問題為低壓計量故障中的常見情況。在分析低壓計量故障問題時，采用基于知識庫判斷故障的方法，能以較高的效率找到故障所在，并選擇對應的解決方案。通過加強表箱運維管理、落實表箱招標技術規范配置要求、加強到貨驗收、提升表箱安裝施工質量、改進系統故障分類、規范工單處理結果登記等措施，可以作為解決配電網低壓計量設備故障占比高的問題的主要解決方案。