配网设备的状态检修及运维管理分析

云南电网有限责任公司曲靖会泽县供电局 李 峰

按照电压等级划分，目前我国在用的配电网主要可分为35～110kV 的高压配电网、6～10kV 的中压配电网以及220/380V 的低压配电网，其功能和作用主要是持续供给各个配电站电力能源，以满足终端用户的电力能源需求。但在配网设备运行过程中，受到自然气候、不可抗力、人为破坏以及运行荷载等因素的影响，设备极易出现跳闸、过热、破损、漏油、放电、异响等故障，尤其是跳闸故障频率呈现出持续上升态势。这不仅影响配网设备的安全运行，同时也给供电部门增加了检修成本。基于此，技术人员应当定期对配网设备的运行状态进行检查，对引起跳闸故障的原因进行剖析，并制订一套科学、精准、高效的设备状态检修与运维管理方案，将配网设备发生故障的概率降到最低点。

1 配网线路跳闸故障原因分析

1.1 2019年全年跳闸故障统计数据

某供电局变电站内10kV 配网线路2019年全年共发生跳闸故障141次，通过对引发跳闸故障的主要原因进行分析，因雷击造成的跳闸次数居于首位，其次是树障、外力破坏、断线、设备故障、负荷波动、小动物攀爬、大风、异物悬挂、用户误操作、未发现异常等。其中由雷击引发的跳闸故障多达41次、占总跳闸次数的29%，未发现异常共32次、占总跳闸次数的22.9%，线路设备故障共28次、占总跳闸次数的19.8%。重合闸成功动作109次、重合成功率达到77.3%，未重合成功32次。由此可看出，在这些跳闸事故中，利用重合闸装置解决跳闸故障的效果相对较高，不仅节省了检修成本也提高了供电安全稳定性[1]。

1.2 自然灾害

在引发配网线路跳闸故障的原因当中，雷击灾害造成跳闸故障的次数最多，尤其对配网线路来说，多数线路仍然处于架空状态，所处的区域多为野外空旷区，如雷电感应造成设备承受对地电压超出其耐受范围便会引发接地短路，进而引发跳闸事故。特别在进入汛期以后，雷击这种不可抗力的自然灾害发生频率较高，其中雷击线路的三种情况表现为直击雷、绕击雷与感应雷，由于10kV 配网线路避雷针的配设并未全线贯通，因此线路跳闸故障受到直击雷与感应雷的破坏频率较高。

其次是强风或台风等恶劣天气的影响，如风力过大容易卷起地表的杂物，导致这些杂物与裸露在外的设备搭接在一起而造成线路短路[2]；最后是强降雨自然灾害的影响，配网设备在经过长时间的雨水冲淋后，设备内部极易产生大量的积水，进而极易引发设备绝缘击穿故障，特别对地势低洼的线路杆塔，一旦受雨水浸泡而出现倾斜和倒塌事故，那么出线跳闸故障的概率也将陡然上升。

1.3 施工质量因素

在安装变压器或者继电器时，由于现场施工人员违反操作规程或与安装标准不相符，配电设备间的安全距离就会出现问题。另外如配电箱内部接线混乱或长期处于受潮状态，那么配网线路也极易出现跳闸故障。

1.4 配网设备故障

配网设备故障主要包括两方面原因：设备本身质量不过关。市场上的配网设备型号五花八门，而每一个生产厂家的生产技术水平都存在较大差异，这就使得配网设备在运行过程中经常出现质量缺陷，进而引发线路跳闸事故；由于设备使用年限较长、设备内部的元器件老化严重，在这种情况下线路本身的绝缘性将大幅降低，避雷装置功效丧失、线路外表面磨损严重或金属元器件严重锈蚀等，都是引发跳闸故障的症结所在。

1.5 外力破坏

近年来我国的基础设施建设工程呈现出蓬勃发展态势，在这一形势之下，道路桥梁施工、房建工程项目也逐年增多，而这些项目在实施过程中极易触及配网设备或者线路，导致线路严重受损，进而引发跳闸事故。另外一些不法分子为了牟取私利，往往冒着法律风险去盗取配网线路或者设备，一旦盗取成功配网线路极易全线瘫痪[1]。

2 新技术在配网设备状态检修与运维管理中的应用

2.1 基于电压、时间原理馈线故障隔离技术

基于电压、时间原理保护配合的馈线故障隔离技术，其柱上开关选用失压脱扣型负荷开关。如图1所示，当配网线路处于异常运行状态时，如A 点出线运行故障，变电站出线开关将迅速关闭保护而执行跳闸动作，在这种情况下各分段开关失压保护动作开关断开，而柱开1与柱开2在检测过程中，发现线路首端存在电压，便可快速执行关合动作。这些动作在执行期间如线路故障依然存在，变电站出线开关将再一次出现跳闸动作，此时的柱开2迅速闭锁，变电站出线开关则再一次合闸，这就说明柱开2前线路实现了成功送电，由此可快速对故障位置进行判断，即柱开2与柱开3之间存在故障[2]。

图1 柱上开关选用失压脱扣型负荷开关

2.2 基于电流、时间原理的馈线隔离技术

图2 开关按定值开断故障

为降低配电线路的故障率，技术人员也可采用基于电流、时间原理的馈线故障隔离技术，该技术在应用过程中，需在配电线路路柱上开关带过电流脱扣线圈，然后根据电流保护整定原则，对各个开关设置保护定值。一旦线路出现短路故障，各个开关根据预告设置的定值开断故障。如图所示，当支线1#开关出现短路故障、短路电流将持续增加，如果电流超过支线1#开关过电流保护的整定值、那么开关将自动跳闸，这时，配电线路出现的短路故障将不会引响主干线路的安全性与可靠性。

2.3 配电变压器防雷技术

为了保障配电变压器可靠性，技术人员可在低压侧设置低压避雷器，与此同时需要确保配电变压器的外壳与高压侧变压器、低压侧中性点保持接地状态，即“四点工一地”。另外，应对接地电阻值进行有效控制，保证电阻值能够始终达到100kVA 以上，并将容量配电变压器的接地电阻控制在4Ω 以下，如果选用的配电变压器的电阻值在100kVA 以下，那么接地电阻应当控制在10Ω 以下，这样可有效防止雷电的侵害。

2.4 柱上开关防雷技术

为了降低因雷击自然灾害造成的路闸故障概率，技术人员可在10kV 配电网当中安装柱上开关与刀闸，这种技术能够为配电线路创造一个安全稳定的运行环境，而且无故障率也显著提升。具体的操作方法是在开关或刀闸的两侧安装避雷器，当出现雷雨天气时这一装置能够提高线路的抗雷击能力，进而将跳闸概率降到最低点[3]。

2.5 电缆分支箱防雷技术

除了上述两种防雷技术外，技术人员也可采用电缆分支箱防雷技术，该技术选用的避雷器具有防爆脱离功能，而且避雷器的材质选用的是免维修无间隙金属氧化锌，这种材质的避雷装置防雷效果好，安全性高、安装便捷、检修速度快，比如在10kV 配电线路中较为常用的避雷装置为HY5WS-12.7/50型避雷器。

3 配风设备运维管理策略

3.1 明确岗位职责，加大培训力度

专业技术人才与管理人才是保证配电网络正常运转的重要保障，因此电力部门应当针对现有配网设备检修与运营维护人员的岗位职责权限，建立一个科学系统的内部培训体系，并通过集中培训、专家讲座以及远程互动的方式，使参训人员能够熟练掌握配网设备的故障排除方法，以及运营维护管理内容。为了检验培训效果，电力部门可通过实践考核的方式，让每一名参加培训的人员进行现场操作，对违反操作规程或者不熟悉操作步骤的人员，应当遵循“能者上、平者让、庸者下”的用人原则，进而给专业技术水平高、个人综合素养高、现场协调管理能力强的人才提供更多展示自我才能的机会。

以配电网自动化测控单元测试考核为例，被考核人员需要熟知该试验所需的设备仪器种类，即三相交流测量电源、模拟量发生器、状态信号模拟器、装有测试软件的计算机、遥控执行指示器、数字万用表、三相标准功率表以及配网自动化测控单元等。在考核过程中，被考核人员应当明确配电网自动化测控单元的连接原理。

3.2 改善配网设备的运行环境

运行环境对配网设备的安全稳定运行至关重要，尤其在雷雨天气，如果配网设备周围存在导电体，那么将直接给整个配电网络造成致使打击。比如配网设备周边存在大量的枝叶繁茂的树木，一旦出现雷电天气，雷电在与树木接触的同时将直接影响配电网的安全性。因此，在架设配电网络之前，首先应当清理配网设备周边的障碍物，如果遇到树木，可采取改道、改线的措施来避开树障。如果遇到池塘、水库等导电体，就将电力传输导线更换成为绝缘导线，这样可有效规避联电事故的发生。

另外，在架设电缆上杆过程中应当采取以下技术措施，来防止电缆发生损坏、腐蚀的现象：第一，在位于架空引下线与电缆接头的位置应当加装槽扣式硅橡胶电缆接头绝缘防护套，这样可防止电缆裸露接点处受到盐雾、污垢、酸雨而产生的腐蚀现象；第二，为了保护电缆外绝缘层，施工人员应当在电缆与紧固抱箍的固定间隔位置加装槽扣式硅胶台变电缆保护罩，以防止该位置出积污、积水的情况；第三，为了有效避免电磁环流对电缆造成破坏，施工过程中应在电缆地线加装独立电阻，以阻断电磁环流的传输通道，进而给电缆提供一个安全稳定的运行环境[3]。

3.3 加大日常检查频次

配网设备由多种电气元件组成，在设备运转过程中，受到多重因素的制约和影响，极易引发各种不同类型的故障和事故，为此，检修人员以及管理人员应当高度重视日常检测与检查工作的重要性，在原有检查次数的基础上，根据配网设备的安装与使用时间以及运行状态，适当增加日常检查频次，以及时发现设备运行过程中存在的故障与问题。工作人员在履行日常检查职责时，应当进一步明确检查要点、具体内容以及故障处理措施，以便于可现场对各类故障进行排除。

以电容器这种元器件为例，在日常检查过程中，工作人员应当明确电容器的具体检查内容：首先检查接口处是否存在出现发热的情况，然后观察电容器是否存在漏油的情况，如果存在上述故障，应当及时进行断电处理，以提高检修作业的安全性。再比如检查电流互感器这一元器件时，检查内容包括互感器是否存在过热现象、运行过程中是否存在杂音和异响，如果明确了这些检查内容，那么故障排除工作也将收到事半功倍的效果[4]。

另外，由于配网设备运行频率高，持续运行时间长，加之受到外界自然气候因素的影响，导致设备的使用寿命大打折扣。在这种情况下，检修人员在检查配网设备运行状态过程中，应当及时对设备的运行情况进行分析与判断，一旦发现配网设备出现异响或者漏洞等现象，需要第一时间予以处理，以保障设备能够正常运行。如果通过故障排除以后，发现配网设备仍然处于异常运行状态，那么则需要对相关设备进行更换。

综上，配网设备的安全稳定运行直接关系到整个配电网络的正常运转，在实际工作中，故障检修人员应明确自身的岗位职责权限，在对配网设备运行状态进行检查与维护的同时，积极应对随时可能发生的突发性事故，以提高配网设备的运维管理绩效，为终端用户提供更加安全的人性化服务。