江磊

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局，廣東 韶關(guān) 512000）

0 引言

我國已進(jìn)入電氣化時(shí)代，國家在電力領(lǐng)域投入大量資金，作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，配電網(wǎng)同居民生活息息相關(guān)，在其日常運(yùn)行過程中出現(xiàn)運(yùn)行故障，將會造成家用電器無法使用，損壞供電經(jīng)濟(jì)效益。就現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)建設(shè)情況來看，配電管理系統(tǒng)尚不完善，無法對線路故障及時(shí)作出反應(yīng)，需要進(jìn)行故障檢測維修技術(shù)升級。

1 配電網(wǎng)運(yùn)行概述

配電網(wǎng)主要負(fù)責(zé)供電設(shè)備的電能分配任務(wù)，是不同電廠之間的電能輸送紐帶，如圖1 所示。整個(gè)配電網(wǎng)包括控制系統(tǒng)、架空線路、隔離開關(guān)等設(shè)施組成，同配電網(wǎng)運(yùn)電模式不同，配電網(wǎng)的電能來源是地方發(fā)電單位，接收到電能后再按照不同用戶的電壓需求，分配給所需的電力用戶中。因此在配電網(wǎng)中，需要對不同電壓等級要求的用戶進(jìn)行分類，且配電網(wǎng)與用戶用電設(shè)備直接進(jìn)行連接，對電器使用狀態(tài)會造成一定影響。我國配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，雖然國家加大對配電網(wǎng)的投資力度，但配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平仍落后于發(fā)達(dá)國家。隨著國家工業(yè)化水平逐漸提高，人們對電能的需求量越來越大，國家配電網(wǎng)發(fā)展要迎合用戶的用電需求。現(xiàn)代配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電網(wǎng)負(fù)荷較重，經(jīng)常發(fā)生運(yùn)行故障，出現(xiàn)大面積停電現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)局部過熱導(dǎo)致火災(zāi)等安全事故。

圖1 配電網(wǎng)建設(shè)模擬

2 配電網(wǎng)運(yùn)行中的常見故障

2.1 配電結(jié)構(gòu)故障

人們高質(zhì)量生活提高了電能需求，傳統(tǒng)電網(wǎng)供電規(guī)模無法滿足現(xiàn)代社會生產(chǎn)規(guī)模需求，經(jīng)常出現(xiàn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)故障，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先配電網(wǎng)變壓設(shè)備分布不合理，常規(guī)配電網(wǎng)的配電范圍較廣，經(jīng)常出現(xiàn)局部低壓現(xiàn)象，其會造成線損故障，在用電高峰期，配電網(wǎng)中的電壓無法滿足用戶的用電需求，影響整個(gè)配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性。其次，斷路設(shè)備數(shù)量較少，技術(shù)較為老舊，無法完成繼電保護(hù)任務(wù)，不滿足遠(yuǎn)距離配電操作。部分地區(qū)的配電網(wǎng)線路復(fù)雜多變，不僅面臨著蜿蜒的地理地貌，更要防備自然災(zāi)害，降低外在環(huán)境因素對配電線路造成的安全威脅，若配電網(wǎng)線路出現(xiàn)故障，將會造成大面積斷電問題。最后，配電網(wǎng)系統(tǒng)中開關(guān)傳動設(shè)備作業(yè)模式，要求線路開關(guān)采用相同的方式進(jìn)行，若因工作人員操作失誤出現(xiàn)開關(guān)交錯(cuò)，將會造成嚴(yán)重的配電網(wǎng)線路故障。

2.2 鳥類筑巢故障

在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，許多鳥類會在配電線路上停留，甚至?xí)跈M擔(dān)上進(jìn)行筑巢繁殖，若鳥窩與配電網(wǎng)高壓線之間的距離過小，將會引發(fā)局部電場變化，在自然環(huán)境的傳導(dǎo)作用下，出現(xiàn)放電現(xiàn)象，繼而引發(fā)單相接地等問題。鳥類在配電網(wǎng)線路周圍進(jìn)行活動時(shí)，極易造成線路破壞，鳥類在配電網(wǎng)線路上進(jìn)行搭窩時(shí)，會到處尋找銜接樹枝、鐵絲，這些導(dǎo)電體的導(dǎo)電性能較好，容易出現(xiàn)斷路或短路故障。此外，當(dāng)鳥類叼著物品站在配電網(wǎng)線路上時(shí)，還會引發(fā)雜物碰撞電線的情況，或是在大風(fēng)等自然因素的作用下，不牢固的鳥窩會被吹落，出現(xiàn)相見短路，引發(fā)配電網(wǎng)線路故障。

2.3 短路斷路故障

短路斷路是配電網(wǎng)運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生的電路故障，其核心原因是不同相間的連接狀態(tài)不穩(wěn)定，出現(xiàn)非正常作業(yè)情況，導(dǎo)致電路中的電流超出額定范圍，進(jìn)而引發(fā)電路短路斷路。一般情況下，配電網(wǎng)中的絕緣元件老化，或是長時(shí)間經(jīng)受自然環(huán)境的侵襲，都會對電網(wǎng)造成一定損傷，引發(fā)不同相間的錯(cuò)誤連接。此外，技術(shù)人員的維護(hù)管理水平，或是電網(wǎng)零件偷盜等人為因素，都會造成配電網(wǎng)短路斷路故障發(fā)生。

2.4 雷擊電壓故障

配電網(wǎng)和用戶日常生活有著密切關(guān)系，配電線路的表面絕緣物質(zhì)被直接暴露在自然環(huán)境，長時(shí)間的使用過程中，電荷作用下其會吸附許多灰塵，使得電路極易遭受雷擊。在極端自然環(huán)境下，配電網(wǎng)中的避雷裝置無法發(fā)揮避雷效果，在配電線路遭受雷擊后，極易出現(xiàn)配電線路故障問題。就我國配電網(wǎng)而言，配電線路基本覆蓋到了所有區(qū)域，部分地區(qū)的海拔較高，容易出現(xiàn)配電線路雷擊問題。在對配電網(wǎng)進(jìn)行防雷處理時(shí)，絕緣子經(jīng)常出現(xiàn)閃落故障，線路接地效果不佳，電阻經(jīng)常超標(biāo)，且配電線路受雷擊跳閘后無法及時(shí)解決，存在較高的安全隱患。

3 配電網(wǎng)運(yùn)行中的故障檢測維修方案

3.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)極為重要，需要從多個(gè)層面對其進(jìn)行優(yōu)化處理，具體如下：①提高環(huán)網(wǎng)運(yùn)行效率。根據(jù)配電網(wǎng)用戶的電能需求，考慮到用電高峰期的線路峰值，對配電網(wǎng)線路進(jìn)行整改。整改過程中，若涉及電網(wǎng)斷電等作業(yè)需求，可以通過環(huán)網(wǎng)供電的形式，保障短期內(nèi)用戶用電需求。②定期進(jìn)行設(shè)備更換。配電網(wǎng)運(yùn)電設(shè)備在長期使用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)備老化等問題，需要對設(shè)備進(jìn)行清理更換。實(shí)際更換環(huán)節(jié)，在考慮到經(jīng)濟(jì)效益的前提下，選擇新型配電技術(shù)，保障整個(gè)配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，制定相應(yīng)的維護(hù)更換方案。③強(qiáng)化電網(wǎng)荷載檢測。工作人員要時(shí)刻掌握配電網(wǎng)線路中的電路荷載情況，針對用戶線路荷載較高的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢查，根據(jù)不同季節(jié)的荷載檢測情況，分別進(jìn)行電荷記錄。

3.2 鳥害防治策略

針對鳥類對配電線路造成的影響，電網(wǎng)工作人員要制定相應(yīng)的管理方案，現(xiàn)階段鳥害防治主要分為線路隔離與鳥害驅(qū)逐兩種手段。一方面，線路隔離。借助絕緣材料，將鳥類活動空間與配電線路導(dǎo)體進(jìn)行分離，完成配電線路的絕緣化改造，即使鳥類在配電線路上進(jìn)行鳥窩搭建，也不會造成線路故障。在生態(tài)保護(hù)的核心作業(yè)理念下，完成配電線路的定向優(yōu)化，利用鋁合金制作防鳥擋板，在配電線路的瓷瓶處進(jìn)行擋板安裝。另一方面，鳥害驅(qū)逐。現(xiàn)階段配電線路驅(qū)鳥器主要是風(fēng)球等設(shè)備，其能夠有效驅(qū)逐鳥類，但長時(shí)間的配電過程中，鳥類會逐漸適應(yīng)這種“生活環(huán)境”喪失風(fēng)球鳥害驅(qū)逐功能?？梢岳秒娮邮匠暡?qū)鳥器，在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電子式超聲波驅(qū)鳥器會形成一種電波，對鳥類起到驅(qū)逐作用，有效降低鳥類在配電線路上停留的概率。此外，配電網(wǎng)工作人員要定期組織人員，對配電線路周圍的鳥巢進(jìn)行清理，保證配電線路運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí)，降低對原有生態(tài)環(huán)境的破壞，維護(hù)配電線路有效運(yùn)行。開展全民鳥害“防治戰(zhàn)爭”，在鳥類繁殖季節(jié)到來前，配電網(wǎng)部門要同有關(guān)機(jī)構(gòu)協(xié)作，加強(qiáng)媒體宣傳，鼓勵(lì)城市居民對配電網(wǎng)線路上的鳥窩進(jìn)行電話反映，但不允許居民進(jìn)行自行處理，避免不合理的鳥巢清除流程帶來的線路二次損害。

3.3 電路元件處理

配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，配電線路長期暴露在室外，在暴雪、大風(fēng)等惡劣環(huán)境的作用下，難免發(fā)生電路故障，造成電路短路斷路。針對這一問題，無法控制自然環(huán)境，只能夠?qū)毫犹鞖馇闆r進(jìn)行有效防治，確保配電線路能夠正常供電。在電路元件因各種原因故障損壞后，針對不同的元件故障類型，技術(shù)人員要熟知配電網(wǎng)的元件構(gòu)造，采用不同的處理方案。配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇長度短、交叉少的沿線設(shè)施設(shè)計(jì)方案，避開樹木、建筑等區(qū)域。針對元件老化引發(fā)的電路故障，應(yīng)對其進(jìn)行更換處理，并且將所有元件的使用情況進(jìn)行統(tǒng)一檢查，了解各個(gè)元件的使用狀態(tài)。在整個(gè)配電線路系統(tǒng)中，各種電路元件發(fā)揮著重要作用，當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障時(shí)，傳感器會借助元件，將故障信息向主控中心傳遞，并在第一時(shí)間制定相應(yīng)的解決方案，避免對整個(gè)配電電路造成影響。在對配電線路進(jìn)行元件故障檢測時(shí)，配電線路電流會突然發(fā)生變化，且電流數(shù)值會遠(yuǎn)大于預(yù)設(shè)值，若此時(shí)電路中的電流和電壓將在很短的時(shí)間內(nèi)降至0，則判定該部分配電線路存在缺陷。工作人員要對異常電流來源進(jìn)行分析，必要時(shí)可短暫停止線路供電，避免因配電元件長時(shí)間的異常符合造成的電路老化等問題。在惡劣自然條件下，若發(fā)生了配電線路電路故障，工作人員需要對故障原因進(jìn)行判斷，明確故障區(qū)域后對目標(biāo)位置進(jìn)行針對性停電，降低停電帶來的損失。

3.4 雷擊氣象預(yù)警

現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)中，雖然許多地區(qū)開始使用并架雙回的方式進(jìn)行電能輸送，其能夠有效提高電能輸送質(zhì)量，但對于雷擊防護(hù)效果并不明顯，無法防治雷擊造成的配電線路損害。針對配電線路雷擊問題，配電網(wǎng)工作人員要與當(dāng)?shù)貧庀笳窘⒘己玫暮献麝P(guān)系，發(fā)揮天氣預(yù)報(bào)環(huán)境預(yù)警的功能，對即將到來的惡劣天氣條件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，制定相應(yīng)的應(yīng)急處理方案，降低雷擊對配電線路造成的影響。此外，配電線路上的絕緣結(jié)構(gòu)，能夠有效降低雷電對配電線路的影響作用，工作人員可以制定線路絕緣結(jié)構(gòu)維護(hù)方案，在配電線路上涂抹清洗液，有效提高配電線路的雷擊防護(hù)能力，降低雷擊造成的線路短路故障發(fā)生概率。工作人員進(jìn)行絕緣裝置維護(hù)時(shí)，要注意個(gè)人防護(hù)，避免維護(hù)過程中發(fā)生漏電事故，盡量選擇絕緣材料進(jìn)行不同配電線路搭接，如硅膠套等，其不可擊穿的物理特點(diǎn)，還能夠增強(qiáng)配電線路的防污能力。

3.5 新型檢測技術(shù)

現(xiàn)代配電網(wǎng)系統(tǒng)的高速發(fā)展，使得配電電路結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其對配電穩(wěn)定性要求較高，在故障發(fā)生時(shí)要立刻找到故障位置。就目前配電線路施工技術(shù)而言，配電系統(tǒng)故障檢測效率無法適應(yīng)現(xiàn)代化社會發(fā)展需求，需要結(jié)合智能新型技術(shù)手段，完成配電線路系統(tǒng)升級。當(dāng)配電網(wǎng)某環(huán)節(jié)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，借助特殊信號源，能夠幫助維護(hù)人員找到故障位置信號。以配電線路上的故障指示儀作為檢測指示，將配電線路運(yùn)行過程中的所有行為進(jìn)行監(jiān)控，并將相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)施記錄、傳遞。建立智能化配電線路控制系統(tǒng)，以小電流接地檢測裝置為例，其對配電線路中的裝置頻率、特殊信號、脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測，并利用前端采集裝置，將上述信息進(jìn)行發(fā)送，工作人員接收到裝置監(jiān)控信息后，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息分析，判斷配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，以及故障發(fā)生原因，明確故障發(fā)生地點(diǎn)。此外，智能配電線路故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，滿足了配電網(wǎng)運(yùn)行過程中遠(yuǎn)距離線路管理的作業(yè)需求，其利用前端采集裝置、主站系統(tǒng)、信息通信等現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備，對整個(gè)配電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，小電流接地傳感器工作原理圖，如圖2 所示。實(shí)際運(yùn)行過程中，智能配電線路故障診斷系統(tǒng)能夠完成單相接地故障檢測、負(fù)荷過載預(yù)警、缺相運(yùn)行警報(bào)、線路歷史記錄查詢等多方面要求，使得配電線路故障檢測由被動轉(zhuǎn)為主動，為配電網(wǎng)科學(xué)運(yùn)行提供技術(shù)支持。

圖2 小電流接地傳感器工作原理

4 結(jié)語

綜上所述，就電網(wǎng)企業(yè)而言，配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及故障檢測效率，與自身健康發(fā)展密切相關(guān)，管理人員要提高對相關(guān)工作的重視程度。結(jié)合已有配電線路故障，進(jìn)行配電網(wǎng)運(yùn)行過程中的故障檢測及對策研究，制定相應(yīng)的解決管理方案，應(yīng)用智能化檢測裝置，滿足用戶的配電需求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)高效、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)化服務(wù)。