输配电及用电工程线路安全运行影响因素与核心技术

期刊: 建筑监督检测与造价 2026年第11期 DOI: PDF下载

朱广赛

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摘要

电力是我国的重要资源之一,输配电及用电工程线路存在诸多隐患。在电力系统运行过程当中输配电及用电工程起着至关重要的作用,其高效稳定的运作是保障社会生产生活正常开展的基础,然而线损问题作为输配电及用电工程里不容忽视的环节长期困扰电力行业发展,线损不仅会造成电能的无谓损耗降低电力传输效率增加电力企业运营成本,还会对能源的合理利用以及生态环境产生不利影响,深入探究输配电及用电工程中的线损问题剖析其产生的技术与管理层面根源,制定科学合理且切实可行的管理策略,对于提高电力系统运行效益推动电力行业可持续发展以及实现能源高效利用具有极其重要的现实意义。


关键词

输配电工程;用电线路;安全运行

正文


引言

电气参数的诊断技术与传统定位技术原理简单、成本低,适用于基础故障诊断与定位;基于暂态信号的诊断技术与基于通信技术的定位技术能够提升诊断与定位精度,适用于复杂故障场景;基于智能算法的融合技术能够进一步提高技术的可靠性与适应性,是未来的主要发展方向。针对目前技术面临的高阻接地故障诊断难、复杂网络定位精度低等问题,未来需重点加强智能算法与传统技术的融合应用,提高极端环境下技术的可靠性,构建一体化、网络化的故障诊断与定位系统。

1线路故障

1.1线路接地故障

接地故障是指配电线路的某一部分导线或设备意外与地面发生电气连接,导致电流流入大地,形成故障电流。在正常情况下,接地故障多发生在设备接地系统的失效、线路绝缘层损坏或接地线出现故障时,其中在雷电天气或湿气较重的环境中,接地故障的发生率较高。而在接地故障发生时,由于接地电流通过地面回路流动,会造成电力系统中性点不平衡,严重时可危及整个供电系统。与短路故障不同,接地故障通常表现为低压电流,且不会在短时间内引起较为严重的故障,但其潜在风险依然不可忽视。因此,如果接地故障未及时发现并解决,可能会引发更为严重的连锁反应,导致供电系统全面瘫痪。因此,接地故障的诊断与处理需要特别关注线路的绝缘保护和接地系统的可靠性。

1.2负荷波动引发过载风险

三处故障均发生在夏季高温农业灌水量较大时期,负荷变化最大。区域内农业灌溉多采用电动水泵,在灌水期间多台泵同步开泵,造成电网负荷迅速增大。根据本公司实测数据,在农业灌溉高峰期,配电线路负载峰值达到设计容量的1.8倍。设计能力300A,实际工作电流540A。在长期超负荷运行条件下,线路温度超限问题突出。在故障发生后的测量发现,重载运行过程某些区段导线最大温升可达120℃,该线路采用的铝绞线允许长期运行温度为70℃,短时超载容许温度为90℃。长时间高温运行使导线绝缘层老化速率加快,力学性能劣化,极易产生开裂、脱落等现象,导致线路绝缘等级下降,短路故障增多。由于缺少实时负荷监控手段,运行人员无法进行负荷动态调整。三起故障发生时线路电流均超过额定电流的1.5倍,且过载时间在10~20min范围内。

2输配电及用电工程线路安全运行

2.1缆线路运行维护要点

电力电缆大部分埋于地下,故障点难以查找。主要巡视内容有:外护层绝缘检测、中间接头巡视、预防进水受潮。外护层用直流电桥法进行检测,绝缘电阻每千米不低于0.5兆欧。发现有外护层损坏时,用可收缩热缩带包缠,并涂敷阻水胶。中间接头是薄弱环节,每半年用局部放电法检测一次,放电量大于100皮库视为异常。中间接头井内严禁积水,井内安装水位检测器,当水位上升超过规定值时,自动启动井内的排水泵。电缆终端头主要检查有无电晕放电痕迹,夜晚使用紫外成像仪捕捉电缆终端头微弱的光晕。金属护套接地电流,每月至少测量一次。接地电流与线芯电流比值大于20%时,回流线存在故障。电缆沟内设置感温光纤,实现全线缆温度24h在线监控,当温度超过90摄氏度或温升速度大于每分钟5摄氏度时,发出预警信息。涂刷防火涂料、电缆孔洞封堵、电缆沟加装防火槽盒是电缆防火的常用方式。运维时严禁电缆过负荷运行,采用动态增容技术,根据环境温度动态调整允许载流量。线路路径施工时,易发生外力破坏,应及时将路径图交与施工单位,并在路径上设置警示桩。

2.2多源数据智能诊断系统

智能诊断系统融合无人机影像、在线监测、气象环境等多源数据,采用人工智能算法,精准评估线路状态。系统基于深度学习网络识别绝缘子破损、导线松脱、金具锈蚀等典型缺陷,识别准确率达到96%以上,且诊断系统结合历史数据与实时参数,构建线路健康度评价模型,实现缺陷风险分级与预警。智能诊断系统借鉴电网经验,整理形成10类典型故障研判逻辑,将故障定位时间从小时级缩短至3min以内。系统采用物理信息神经网络(PINN)算法,建立分布式参数故障定位模型,降低对精确线路参数的依赖。当线路发生异常时,系统能快速定位故障区段,分析停电影响范围,并为抢险指挥提供自动分析结论,大幅度提高故障处置效率。

2.3故障处置技术

故障处置技术按照故障的类型和程度,实施有针对性的处置办法,较快地恢复线路的运行:先看线路跳闸故障这一类,当出现的是瞬时故障,能够用线路重合闸装置自动让线路恢复运转;要是属于永久性故障,得有运维人员及时到现场,查找出现故障的点,进行维修工作;二是设备有老化、腐蚀相关的故障,及时把老化、腐蚀的设备部件换掉,对设备做维护和修复的工作,使设备运行状态变好;有外力破坏造成的故障,及时去除线路保护区内的障碍物块,把遭破坏的线路设备修理好,同时进一步加强现场的管控,防止外力破坏再度发生,针对风筝线缠绕等异物造成的干扰故障,可运用带电作业这种方式,使无人机携带绝缘切割工具,准确截断异物,对于树障造成的隐患,使用高枝修剪机精确地把超标枝干修剪掉,或者把绝缘导线更换以提升防护等级。

2.4基于智能算法的诊断技术

在智能技术不断发展的今天,以智能算法为基础的故障诊断技术已经逐渐成为人们关注的焦点,其核心优点在于可以应对复杂的非线性问题,适应配电线路不确定的运行环境,提高故障诊断准确性和鲁棒性。常见智能算法包括神经网络、支持向量机和模糊逻辑。(1)神经网络诊断技术建立网络模型来模拟人大脑神经元结构,从而将故障特征和故障类型映射到一起。以提取出的故障特征参数为神经网络输入,利用训练样本训练网络,并优化网络权重和阈值,经过训练的网络能够分类和识别未知故障特征,从而达到故障诊断的目的。该技术自学习能力和泛化能力强,能满足各种配电线路故障诊断的需求。(2)支持向量机诊断技术基于统计学习原理,寻找最佳的分类超平面来实现对故障特征的线性或非线性分类。考虑配电线路故障特征的高维度和有限的样本量,支持向量机能够利用核函数将这些高维特征映射到低维空间中,从而提高分类的效率和准确性。(3)模糊逻辑诊断技术针对故障特征的模糊性和不确定性构建模糊规则库,将模糊特征量转化为明确的故障诊断结果,这适用于故障特征不明确、干扰因素多的场景。

结语

随着电网负荷不断增加及外部环境的不确定性,未来配电运检管理需进一步加强风险评估与应急响应机制的完善,并推动运维人员与技术平台的深度融合。未来,通过技术升级与多元技术融合,可构建协同检测技术体系,进一步强化线路运行状态监测能力,为电网安全、稳定运行提供坚实保障。

参考文献

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[3]王延东.电力系统中配电线路运行故障检测技术[J].建材发展导向,2021,19(24):22-24.


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