蔣文彬

（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司青浦供電公司，上海 201700）

0 引言

電力需求與我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展呈現(xiàn)正相關(guān)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，用戶對(duì)于電力資源的需求不斷攀升，架空線路作為電力配電系統(tǒng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是確保電力資源輸送順利進(jìn)行的核心。架空線路長(zhǎng)期暴露在室外，因此，其受外部環(huán)境影響較為嚴(yán)重，會(huì)對(duì)電力資源運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。有關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)該重視對(duì)于電力配電系統(tǒng)中架空線路的定期運(yùn)維，明晰其故障產(chǎn)生的原因，研究出相應(yīng)的解決措施，從而保證我國(guó)電力資源供給的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 架空線路在電力配電系統(tǒng)中的運(yùn)維要求

1.1 預(yù)防性

架空線路在電力配電系統(tǒng)中的運(yùn)維應(yīng)滿足預(yù)防性要求，以線路故障預(yù)防作為運(yùn)維工作的核心[1]。相應(yīng)的運(yùn)維人員在架空線路運(yùn)維過程中，對(duì)于出現(xiàn)問題的線路要立即進(jìn)行修理，并要保證將線路修好。同時(shí)，相關(guān)運(yùn)維人員要時(shí)刻關(guān)注轄區(qū)內(nèi)的架空線路的電力運(yùn)行情況，依據(jù)相應(yīng)的科學(xué)規(guī)范，制定合理的運(yùn)維措施，對(duì)于該線路電力運(yùn)行過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施，從而最大限度上保證我國(guó)電力輸送的安全性，減少相關(guān)運(yùn)維人員的工作量。

1.2 多樣性

相關(guān)運(yùn)維人員在進(jìn)行電力配電系統(tǒng)中的架空線路運(yùn)維過程中，應(yīng)該采用多樣化的運(yùn)維手段，提高整體的運(yùn)維效率，最大程度上降低線路故障對(duì)于生產(chǎn)生活產(chǎn)生的不利影響，進(jìn)而維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定[2]。為了保證我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此，相應(yīng)的運(yùn)維人員在運(yùn)維過程中依據(jù)實(shí)際情況，將帶電檢修與停電檢修相結(jié)合，避免停電對(duì)于轄區(qū)內(nèi)用戶生產(chǎn)生活的影響。同時(shí)，在停電檢修時(shí)應(yīng)該注意，將停電范圍及頻率進(jìn)行最小化控制，提高用戶的滿意度。

1.3 創(chuàng)新性

在進(jìn)行電力配電系統(tǒng)中的架空線路運(yùn)維過程中，應(yīng)該積極引入新型技術(shù)及設(shè)備，提高整體線路運(yùn)維效率[3]。我國(guó)的架空線路運(yùn)維技術(shù)起步相對(duì)較晚，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)該積極引入先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，補(bǔ)足自身運(yùn)維過程中的技術(shù)短板，注重創(chuàng)新性的發(fā)展，從而減輕相應(yīng)的工作人員的工作壓力，并且，在一定程度上能夠降低企業(yè)的運(yùn)維成本，從而提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 電力配電系統(tǒng)架空線路的運(yùn)維故障原因

2.1 設(shè)備故障

一方面，我國(guó)現(xiàn)階段的架空線路，由于其使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此，其設(shè)備存在老化現(xiàn)象，進(jìn)而在運(yùn)行過程中，使得架空線路出現(xiàn)短路等問題。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)改造正在開展，但是仍有部分區(qū)域，出于對(duì)建設(shè)成本的考慮，選用老舊設(shè)備，從而使得架空線路在電力輸送過程中出現(xiàn)安全事故[4]。

另一方面，架空線路的電線電纜自身存在問題，相關(guān)建設(shè)部門為追求利潤(rùn)最大化，選用導(dǎo)體電阻不滿足我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電線電纜，從而影響了架空線路的電傳輸性能及效率，不但會(huì)增大電力運(yùn)輸過程中的電能損耗，還會(huì)影響架空線路的散熱功能，進(jìn)而使得絕緣層受到破壞，從而降低架空線路中絕緣子的性能，進(jìn)而造成線路故障。

2.2 自然因素

架空線路極易受到自然因素的影響，因?yàn)榧芸站€路長(zhǎng)期暴露在空氣之中，外界的風(fēng)雨雷電等對(duì)于其都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響[5]。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，現(xiàn)階段我國(guó)自然因素中雷電對(duì)于架空線路的威脅占據(jù)主導(dǎo)地位，有超過四成的架空線路故障是由于雷電造成的，雷電能夠擊斷架空線路中的絕緣子、電力線等，從而造成電力系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。因此，架空線路在電力配電系統(tǒng)中的運(yùn)維過程中，要做好相應(yīng)的避雷措施，確保相應(yīng)避雷裝置符合相應(yīng)的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最大程度上減少雷電對(duì)于架空線路運(yùn)行的影響。

2.3 人為因素

人為因素對(duì)于架空線路的故障的主要影響表現(xiàn)在兩方面，分別是交通事故、人為破壞。一方面，交通事故影響架空線路的運(yùn)行。在交通運(yùn)輸過程中，其相應(yīng)的交通工具可能會(huì)在運(yùn)行過程中剮蹭到架空線路，從而使得線路斷裂，造成電力系統(tǒng)癱瘓，或是，車輛運(yùn)行過程中，出現(xiàn)交通事故，撞擊架空線路的直線桿，使得直線桿斷裂，進(jìn)而造成架空線路出現(xiàn)故障。另一方面，不法分子被利益驅(qū)動(dòng)，去偷竊架空線路。因此，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)做好架空線路周圍的監(jiān)控工作，避免不法分子有可乘之機(jī)。

3 電力配電系統(tǒng)架空線路的運(yùn)維措施

3.1 重視線路運(yùn)維的前期線路規(guī)劃，優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

架空線路在運(yùn)維過程中，應(yīng)做好前期線路規(guī)劃，優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的工作人員，應(yīng)該充分了解轄區(qū)內(nèi)架空線路的運(yùn)行路徑，以及配電線路及其相應(yīng)的設(shè)備安裝，做好相應(yīng)的前期線路優(yōu)化。架空線路的配電系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 架空線路的配電系統(tǒng)

首先，在架空線路的導(dǎo)線選擇過程中，應(yīng)該充分考慮到電力輸送工程的需要，對(duì)于導(dǎo)線性能進(jìn)行綜合考慮。選擇的導(dǎo)線，其導(dǎo)體電阻符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在保證導(dǎo)線質(zhì)量的前提下，將導(dǎo)線的負(fù)載率、使用壽命等作為考核指標(biāo)，選擇性價(jià)比最優(yōu)的導(dǎo)線。并且，對(duì)于選擇并安裝的導(dǎo)線，要定期檢查導(dǎo)線的絕緣層及內(nèi)外液壓線，保證電力運(yùn)輸過程中的導(dǎo)線安全。

其次，對(duì)于架空線路的布線方式，依據(jù)不同的配電區(qū)域進(jìn)行選擇。在低壓配電區(qū)域，出于對(duì)架空線路的安全性及易操作性等的考慮，可以采用放射狀的線路布局，該線路布局中以配電站為核心，向四周進(jìn)行電力輸送，從而最大程度上保證該區(qū)域內(nèi)的電力供給穩(wěn)定。而低壓架空線路在安裝過程中，不能穿過高壓開關(guān)區(qū)，但是可以和中壓區(qū)域的架空線路安裝在一起，如果負(fù)載和低壓配電網(wǎng)連接，則需要保證其負(fù)載的三相電源為頻率及幅度相同的正弦波。

最后，依據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行架空線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化。相應(yīng)的運(yùn)維人員需要根據(jù)變電站位置情況、城市建設(shè)需要、架空線路密度等的要求對(duì)于其誒電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分，不同的配電網(wǎng)要有明確的供電范圍，其為了將電力資源的利用率發(fā)揮至最優(yōu)狀態(tài)，供電范圍不可以出現(xiàn)重疊部分，保證負(fù)載均勻分布，通過開、閉環(huán)等方式，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化，提高電力運(yùn)行過程中的架空線路安全。

3.2 依托數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“線上+線下”運(yùn)維巡視模式

依托數(shù)字化技術(shù)，搭建線上運(yùn)維巡視系統(tǒng)，如圖2所示，同時(shí)，結(jié)合線下運(yùn)維巡視，從而將架空線路的運(yùn)維效果發(fā)揮至最優(yōu)狀態(tài)。

圖2 架空線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（1）線上巡視平臺(tái)的搭建。該平臺(tái)依托數(shù)字化技術(shù)，融合了傳感、3S、可視化等技術(shù)，對(duì)于電力運(yùn)行過程中的架空線路狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且對(duì)于線路的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，該平臺(tái)可以對(duì)于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類整理，隨后，傳送給管理中心，管理中心將數(shù)據(jù)運(yùn)用可視化技術(shù)建立三維模型，進(jìn)而能夠更加直觀地觀察出架空線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，并及時(shí)采取運(yùn)維措施。

（2）線下巡視組織的管理。相應(yīng)的運(yùn)維人員，要進(jìn)行分組，定期開展架空線路巡視，提高其對(duì)于線路各部分的運(yùn)行狀態(tài)的了解度。線下運(yùn)維巡視組織需要負(fù)責(zé)對(duì)于架空線路的接線進(jìn)行檢查，并對(duì)于架空線路周圍的建筑物是否會(huì)影響架空線路的運(yùn)行進(jìn)行判斷，并將相應(yīng)的信息進(jìn)行記錄，依據(jù)巡視區(qū)域的實(shí)際狀況確定巡視周期，最后，將信息統(tǒng)一上傳至線上巡視平臺(tái)，提高平臺(tái)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

（3）引入人工智能技術(shù)，開發(fā)架空線路巡視機(jī)器人。架空線路的巡視區(qū)域相對(duì)較為偏僻，且地勢(shì)也可能并不平整，因此，人工巡視的工作量相對(duì)較大。引入人工智能技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的運(yùn)維巡視機(jī)器人，能夠減少人工運(yùn)維的壓力。并將該機(jī)器人和線上巡視管理平臺(tái)相連接，從而提高架空線路運(yùn)維效率。

3.3 進(jìn)行架空線路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別， 制定相應(yīng)的應(yīng)急措施

建立健全架空線路運(yùn)行安全管理體系，在不同的架空線路區(qū)域，設(shè)置天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，相關(guān)運(yùn)維人員可以根據(jù)不同區(qū)域的天氣監(jiān)測(cè)情況，進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并依托物聯(lián)網(wǎng)人、物間的關(guān)聯(lián)性，制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。

對(duì)于天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行算法的優(yōu)化，使其依據(jù)不同的天氣變化對(duì)于其風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行不同顏色的等級(jí)分析。當(dāng)天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，感應(yīng)到雷電天氣即將到來時(shí)，會(huì)將相應(yīng)的信息，傳送至該轄區(qū)的架空線路運(yùn)維人員的移動(dòng)設(shè)備之中，運(yùn)維人員將在該轄區(qū)內(nèi)采取防雷措施，并對(duì)于防雷裝置進(jìn)行檢查，避免雷電對(duì)于架空線路產(chǎn)生不利影響。抑或是，當(dāng)天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，感應(yīng)到溫差變化時(shí)，會(huì)將相應(yīng)的升降溫信息傳送至該轄區(qū)的架空線路運(yùn)維人員的移動(dòng)設(shè)備之中，對(duì)于升溫情況，運(yùn)維人員將會(huì)對(duì)于架空線路的高載荷區(qū)域進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，避免溫度過高，發(fā)生消防事故。當(dāng)溫度下降時(shí)，對(duì)于該區(qū)域線路統(tǒng)一采取防凍措施，避免線路斷裂。

3.4 加大宣傳力度，強(qiáng)化架空線路事故防范意識(shí)

一方面，相關(guān)的部門及企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)于架空線路運(yùn)維的宣傳力度。提高民眾對(duì)于架空線路運(yùn)維技術(shù)的了解程度，從而使得部分非專業(yè)運(yùn)維問題，用戶可以自行解決，提高架空線路運(yùn)維效率，保證我國(guó)電力資源的平穩(wěn)運(yùn)行。

另一方面，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)該對(duì)于運(yùn)維人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平及職業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)而提高其對(duì)于架空線路故障問題的分析能力及效率。從而確保其在線路運(yùn)維過程中的操作規(guī)范，強(qiáng)化架空線路運(yùn)維效果，進(jìn)而在最大程度上，保證我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。可以定期組織講座，安排專家進(jìn)行培訓(xùn)，強(qiáng)化月內(nèi)人員的事故防范意識(shí)，不定期進(jìn)行考試，設(shè)置專門的獎(jiǎng)罰機(jī)制，對(duì)于考試成績(jī)不合格的運(yùn)維人員予以處罰，反之，予以獎(jiǎng)勵(lì)，從而增強(qiáng)相關(guān)運(yùn)維人員的重視程度。

3.5 定期進(jìn)行避雷及絕緣裝置測(cè)量，保證電力運(yùn)行安全

架空線路的運(yùn)維人員，應(yīng)該定期對(duì)于該線路的避雷裝置及絕緣裝置進(jìn)行測(cè)量，從而保證電力運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。

（1）運(yùn)維人員對(duì)于絕緣裝置進(jìn)行檢查。其需要對(duì)于絕緣導(dǎo)線的規(guī)格進(jìn)行檢查，保證其導(dǎo)線的導(dǎo)體電阻，滿足我國(guó)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證導(dǎo)線的電傳輸性能。并且，還要對(duì)于內(nèi)外液壓線的彎曲情況及腐蝕情況進(jìn)行檢查，通常情況下，導(dǎo)線內(nèi)外液壓線的彎曲率要控制在1%以下。同時(shí)，對(duì)于導(dǎo)線外部絕緣層進(jìn)行檢查，確定其外部絕緣層不存在裂痕、老化等現(xiàn)象。

（2）運(yùn)維人員對(duì)于避雷裝置進(jìn)行檢查。依據(jù)MOA保護(hù)原理，設(shè)計(jì)其相應(yīng)的避雷裝置，如圖3 所示。為提高避雷裝置的保護(hù)效果，需要在架空線路的高低壓區(qū)域進(jìn)行三相MOA 安裝，當(dāng)有雷電電流侵害架空線路時(shí)，該裝置能夠?qū)τ诶纂娏髦颠M(jìn)行限制，并將雷電流沿架空線路進(jìn)行分散，從而保證架空線路的安全。同時(shí)，對(duì)于該避雷裝置的導(dǎo)電效率及負(fù)載率進(jìn)行測(cè)量，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高該避雷裝置的使用效果。

圖3 MOA 原理下避雷裝置

4 結(jié)語(yǔ)

架空線路是我國(guó)電力配電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，為提高我國(guó)電力資源供給的穩(wěn)定性與安全性，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)于架空線路運(yùn)維的重視程度，充分利用數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高架空線路的運(yùn)維效率，完善相應(yīng)的巡視及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不給不法分子任何可乘之機(jī)，提高我國(guó)電力用戶的用電滿意度，維系社會(huì)穩(wěn)定，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)邁向更高領(lǐng)域奠定良好的電力資源基礎(chǔ)，加速我國(guó)綜合國(guó)力的提高。