配電網設備狀態檢修及運維技術研究

摘要：隨著經濟的快速發展，各行各業都在迅速發展壯大，配電網作為一個重要行業也不例外。自電力工業發展以來，配電網設備的安全、穩定運行是保證供電可靠性不受影響的主要因素。但在電網規模不斷拓展及設備老化情況下，配電網設備狀態的檢修及運維工作將面臨諸多困難。為此，將就這一領域進行深入探尋，以期為提高配電網設備的運維效率及供電可靠性提供便利條件。

關鍵詞：配電網設備狀態檢修運維技術分析

中圖分類號：TM73文獻標志碼：A

ResearchonStatusMaintenanceandOperationTechnologyofDistributionNetworkEquipment

TUHui

WuhanPowerSupplyCompanyofStateGridHubeiElectricPowerCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430077China

Abstract：Withtherapiddevelopmentoftheeconomy，allwalksoflifearerapidlygrowingandexpanding，anddistributionnetwork，asanimportantindustry，isnoexception.Sincethedevelopmentofthepowerindustry，thesafeandstableoperationofdistributionnetworkequipmenthasbeenthemainfactortoensurethereliabilityofpowersupplyisnotaffected.However，withthecontinuousexpansionofpowergridscaleandequipmentaging，themaintenanceandoperationofdistributionnetworkequipmentwillfacemanydifficulties.Tothisend，，in-depthexplorationwillbeconductedinthisfield，inordertoprovideconvenientconditionsforimprovingtheoperationandmaintenanceefficiencyofdistributionnetworkequipmentandpowersupplyreliability.

KeyWords：Distributionnetwork;Equipmentstatus;Maintenanceandoperation;Technicalanalysis

1設備狀態監測診斷技術及原理

1.1設備狀態監測診斷技術

• 傳感器技術

隨著工業的發展，特別是計算機信息科學和自動化技術的廣泛應用，傳感器也在配電系統中得到應用。傳感器可以檢測到電網運行過程中出現的故障、干擾信號等，并將其轉換成有用的信息來確定問題所在；傳感器還可以實時監測電力系統運行情況，及時發現故障隱患并進行維修。目前，市場上使用較多的傳感器有電流互感器、電壓互感器、電感式電流互感器等，其具有測量精度高、靈敏度好、抗干擾能力強、安裝方便等優點，被應用于配電網中。

傳感器技術中傳感器是監測設備狀態的重要手段，但在實際應用中，傳感器存在不足之處。由于其自身結構特點，易受外界環境影響，因此常出現短路、斷路等故障。再者，使用傳統的檢測方法將難以妥善解決長延時接地問題，由于其他因素如絕緣老化或潮濕等原因造成的傳感器失效也時有發生。為此，可通過對電流、電壓和溫度等物理量進行測量，了解被測對象的運行狀況，并預測其未來可能發生的故障或異常行為[1]。

1.1.2數據采集與處理技術

數據采集與處理技術主要包括監測系統軟件、數據庫管理系統及通訊網絡三部分。數據采集與處理技術對電網中大量的測量信息進行分析、整合、存儲、計算等操作，使得監測人員能夠快速、有效地獲取電網運行狀況。隨著信息技術的發展，數據采集與處理技術也在不斷進步。目前，常用的數據采集方法有兩種：一種是傳感器直接感應到設備狀態變化時產生信號，這種方法需要昂貴的傳感器；另一種則通過將待測變量轉換為對應參數進行間接測量，這種方法成本低、使用方便，但準確性不高。近年來，人們提出了一些新的數據采集和處理方案來提高檢測精度。例如：美國科學家研制出一種新型光纖傳感裝置，可以通過光纖直接讀取電力設備中溫度、電壓等物理量的變化情況；日本學者研制出一種具有高分辨率的圖像分析儀，能夠實時獲取紅外光譜曲線圖像并對其進行分析；中國學者研制出一種基于神經網絡的非線性濾波器，該濾波器具有良好的性能，能有效地抑制諧波干擾[2]。

1.1.3故障診斷技術

故障診斷技術通過對各種典型故障的特征和發生機理進行準確識別和判定來提高電網管理水平和供電可靠性水平。根據需要選擇適當的診斷方法，如現場測試法、實驗室檢測法和實驗室檢查法，對設備狀態進行初步判斷，查找出潛在問題所在，為檢修提供依據。變電站大量使用電能監測裝置對用電進行監測，收集相關數據進行分析，為提高供電質量提供可靠依據。由于許多技術難題無法通過常規方法解決，因此，進行全面的測試非常必要，雖然難以實現自動化故障診斷，但需對任何可能導致設備停機的異常情況加以重視。狀態檢修的公式可以表示為：

檢修周期=（設備類型+運行環境+工作條件+歷史數據）

其中，設備類型、運行環境、工作條件和歷史數據是影響檢修周期的主要因素，根據不同的設備和實際情況，可以采用不同的評估方法和公式來計算檢修周期。

1.2設備運維原理

配電網的正常穩定運行需要多種設備共同協同發揮作用，因此，各個電力設備的運行狀態直接關系到電力系統的運行穩定性。電力設備的狀態檢修不僅是電力設備自身的運行狀態的穩定性的判斷，還包括對電力設備的周圍環境的判斷，因此，對配電網的電力設備進行狀態檢修對電網系統有著非常重要的作用。配電網設備的計算公式如下：

視在功率（S）：S=1.732×U×I

有功功率（P）：P=S×cosφ

無功功率（Q）：Q=S×sinφ

空載損耗（Po）：Po=Io×Uo×1.732

負載損耗（Pk）：Pk=Ik×Uk×1.732

其中，U為線電壓，I為線電流，cosφ為功率因數，Io為空載電流，Uo為空載電壓，Ik為短路電流，Uk為短路電壓。在實際應用中，需要根據具體情況選擇合適的設備型號和參數。同時，在使用設備時，需要注意安全操作規程，確保設備的安全、穩定運行[3]。

2配電設備維護技術

2.1清潔維護技術

清潔維護技術主要對配電網設備進行日常檢查和清掃，以防止絕緣材料、金屬和塑料材質等可能造成的設備短路或斷路故障。在電力設備運行過程中，通過對設備進行定期的清潔、清洗和保養來確保其正常運轉。清潔維護包括對設備表面污垢的清理、擦拭及檢查等操作。如果發現設備內部存在著污垢或污染物，就需要及時清除干凈并進行處理。清潔維護通常會使用一種專門針對設備污垢的清洗劑來完成，常用的清洗劑有酸溶液、堿溶液和汽油混合液等。清潔維護不僅能保證電力設備的正常運行，還能夠有效地減少能耗，降低對環境造成的影響。

2.2潤滑維護技術

潤滑維護技術是電力設備檢修運維的重要內容。常見故障有斷路、短路和接地，這些都會導致絕緣體破損而引起觸電事故。為了保證供電安全，應定期對變壓器進行保養。一般來說，要每季度清洗一次變壓器油底紙，并定期檢查其表面溫度，以防止產生氣泡或者腐蝕。在我國南方地區，氣候干燥，濕度較高，因此，要注意保暖、保濕。變壓器表面出現污垢時，應及時清理干凈，當發現污垢增多或水印增多時，應立即更換新的油底紙，以免造成電路短路[4]。

2.3緊固維護技術

緊固維護技術主要涉及對配電網設備的維護和修理，在電力系統中，如果配電網設備出現故障或者零部件損壞，會導致供電中斷、電壓下降等問題，這就需要及時進行維修。為了提高檢修效率，可以采用新型的監測儀器來發現設備異常，并采取有效措施進行維護。目前，市場上使用較多的是傳感器技術，其具有精度高、價格相對便宜等特點。傳感器技術能夠實時監控配電網設備狀態，及時發現隱患，并提出相應的處理方案。此外，還可以通過數據分析來判斷設備情況，以便更好地開展檢修工作[5]。

2.4熱紅外檢測技術

熱紅外檢測技術是一種利用光譜分析法來確定設備內部故障的方法，通常使用特殊的傳感器，并結合溫度和光譜數據來檢測設備表面是否有缺陷或者損壞。通過對監測到的信息進行處理，可以判斷出設備是否存在問題。此外，這種技術還能幫助企業快速、準確地找出設備潛在風險。目前，在我國電力行業中，應用較廣的熱紅外檢測技術包括基于波長譜的檢查儀和光電子測溫儀兩種類型，這些儀器能夠實時監測配電網設備運行情況，為設備狀態檢修提供依據。

3配電網設備維護策略

3.1預防性維護

預防性維護主要對設備的運行環境和工作條件進行全面、系統的監控，及時發現問題并采取有效措施。例如：溫度過高或過低會導致絕緣體軟化、老化；壓力過大使材料泄漏，造成機械損傷等；濕度過低則易結冰、發霉、腐蝕等情況。預防性維護是確保配電網設備正常運行的重要手段。在檢修過程中，應當對關鍵部位嚴格檢查，以避免故障發生；結合實際情況，適當調整負荷，保證元件參數正常；加強日常巡視檢查，及時發現隱患并予以處理；定期檢驗繼電器、連接器是否正常工作，防止因更換新零件而產生不穩定因素。

3.2故障性維護

配電網設備的故障性維護主要是指對整個電網中一些容易發生的問題或異常狀態進行及時、準確的監測和診斷。常見的配電網設備故障包括絕緣老化、老化失效、導體開裂、短路、斷線、線路接頭松動等，這些都會導致整個電網出現局部甚至整體短路現象、電力系統正常供電能力下降甚至中斷供電，從而影響正常供電，因此，應對配電網設備的異常運行狀態進行診斷和處理。應對故障的有效方法是在故障發生前或發生后盡快實施運維措施，以保證設備能夠恢復正常運行。由于電網中存在大量不同類型的電器組件和元件，因此會產生諸多故障。

3.3修復性維護

配電網設備的修復性維護主要是對電路和機械進行檢查、測試，并根據檢測結果分析故障原因，制定維修方案。供電企業要做好發電機、變壓器、線路及其他電器元件的安全檢查工作，確保其運行正常，同時還要加強配電網絡的巡查工作，及時排除異常情況，及時發現隱患。為了保障電力系統穩定運行，供電企業應建立一套科學、合理的檢修體系，保證發電機組、變壓器等主要發電設備的定期檢修及例行大修制度，同時還要加強電網管理，嚴格執行調度規則，及時發現問題并予以解決。

配電網設備的狀態檢修與維護工作一直是電力行業關注的重點。隨著人工智能和物聯網技術的發展，修復性維護逐漸成為了電力企業提高服務質量、降低維修成本的有效手段。通過傳感器技術，可以對電氣線路進行實時監測，及時發現故障并采取相應措施。通過數據采集處理系統，可以得到詳盡、準確的測量結果，為現場人員提供更加可靠的參考依據。

3.4智能性維護

智能性維護是一種常見的電力設備狀態檢修和運維技術，其通過對配電網中不同類型傳感器、數據采集與處理技術及故障診斷技術進行集成，實現對供電網絡設備運行狀況實時監測、監控及預警功能。智能化維護可以大大提高工作效率，減少工作時間，提高系統可靠性。通過對各種重要信息進行綜合分析，還能夠及時發現并排除設備運行中存在的安全隱患，確保電網安全穩定運行。

智能性維護是電力系統中的一個重要組成部分，可以幫助設備在故障發生前就發現和排除問題，這對于降低運維成本、提高供電可靠性都具有重要意義。目前，一些先進的監測技術已經應用到配電網上，如激光傳感器、電橋式電流互感器等，這些設備能夠有效地檢測出配電網中常見的各類問題，并迅速采取應對措施，同時還能實時監控電網的運行狀態，以便及時處理各種突發事件。

4結語

隨著電力系統的發展，電網設備越來越復雜，傳統的監測方法已經不能滿足人們對其性能和可靠性的要求的日益提高，因此，有必要采用先進的檢測技術來確保這些設備正常運行。近年來，智能傳感器、微機電系統等新興技術得到了廣泛的應用，在此背景下，使用先進的傳感技術來進行在線檢修或運維已成為可能。目前，應用于配電網中的主要傳感技術包括人工神經網絡、光纖互感器等，其可以實時測量電源線路中各點的電壓水平，并將信息傳輸至監控平臺供工作人員分析，這對配電網設備狀態檢修及運維工作多有裨益。

參考文獻

[1]吳昕諾.配電網設備狀態檢修及運維管理對策分析[J].集成電路應用，2023，40（8）：164-165.

[2]陸國路.配電網設備狀態檢修及運維研究[J].光源與照明，2023，（5）：165-167.

[3]張廷金.配電網設備狀態檢修及運維技術研究[J].現代工業經濟和信息化，2022，12（10）：127-128.

[4]姚浪.基于LCC理論的含源配電網狀態檢修策略研究[D].南昌：南昌大學，2022.

[5]姚滬升.主動配電網故障風險評估與安全預警技術研究[D].南京：南京郵電大學，2023.