摘要：隨著用電需求的持續(xù)增長和技術(shù)的迅猛發(fā)展，加強(qiáng)對城市配電網(wǎng)線路及設(shè)備的監(jiān)管與維護(hù)變得尤為關(guān)鍵。該文探討了城市電纜線路系統(tǒng)的管理現(xiàn)狀，指出其存在的架構(gòu)布局不合理、安裝過程不規(guī)范以及設(shè)備監(jiān)管不到位等問題，強(qiáng)調(diào)了預(yù)防設(shè)備故障和建立有效響應(yīng)機(jī)制的重要性，特別是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)來提高設(shè)備運(yùn)行效率和維護(hù)質(zhì)量。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅有助于實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)設(shè)施，而且預(yù)測故障并促進(jìn)維護(hù)升級，顯著提升配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和整體安全性，保障連續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)線路設(shè)備；信息化管理；故障預(yù)防；智能化技術(shù)；運(yùn)行效率

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.076

中圖分類號：TM 75 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-0-04

Discussion on Operation Management and Maintenance Measures

of Distribution Network Line Equipment

Abstract： With the continuous growth of electricity demand and rapid development of technology， strengthening the supervision and maintenance of urban distribution network lines and equipment has become particularly crucial. This article explores the current management status of urban cable line systems， pointing out problems such as unreasonable architecture layout， non-standard installation processes， and inadequate equipment supervision. The article emphasizes the importance of preventing equipment failures and establishing effective response mechanisms， especially by utilizing cutting-edge technologies such as the Internet of Things， cloud computing， and digital twins to improve equipment operational efficiency and maintenance quality. The application of these technologies not only helps to monitor power grid facilities in real-time， but also predicts faults and promotes maintenance upgrades， significantly improving the operational reliability and overall safety of the distribution network， ensuring continuous and stable power supply.

Keywords： distribution network line equipment; information management; fault prevention; intelligent technology; operating efficiency

1 配網(wǎng)線路設(shè)備運(yùn)行管理現(xiàn)狀分析

1.1 配網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)與設(shè)備配置問題

在現(xiàn)代電網(wǎng)的布局中，配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)經(jīng)常不能有效適應(yīng)其運(yùn)行復(fù)雜性。設(shè)備配置的不均衡常成為系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。例如，配電線路中斷路器的間隔過寬，可能導(dǎo)致在緊急情況下響應(yīng)不夠迅速，進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的反應(yīng)速度和運(yùn)行效率。此外，一些電力公司出于節(jié)省初期成本考慮，選擇低質(zhì)量的設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)故障，增加了維修復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。

1.2 配網(wǎng)線路設(shè)備安裝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)格

配網(wǎng)線路設(shè)備的規(guī)范安裝對保障電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。盡管行業(yè)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)十分明確，實(shí)際操作中仍面臨多種挑戰(zhàn)。設(shè)備選型錯誤和安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)的情形普遍存在，這些問題直接影響配電線路運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。不合適的設(shè)備選型可能導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不均，加速設(shè)備老化或發(fā)生故障。安裝過程中的錯誤，如電線連接不當(dāng)或部件固定不牢，也是潛在的風(fēng)險。

1.3 設(shè)備維護(hù)與管理不到位

電力公司在配網(wǎng)線路設(shè)備的保養(yǎng)和監(jiān)控方面的投資不足，影響長期效益，導(dǎo)致設(shè)備問題難以及時解決。新型設(shè)備的引入并未配套足夠的技能培訓(xùn)，影響故障處理效率，也增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

1.4 智能化與信息化技術(shù)應(yīng)用不足

雖然信息技術(shù)和智能技術(shù)已在電力行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但在配電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)管與維修方面，這些技術(shù)的應(yīng)用仍需加強(qiáng)。目前，許多電力公司尚未充分利用這些技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和風(fēng)險預(yù)警。設(shè)備操作數(shù)據(jù)的收集與分析仍然處于初級階段，有效的預(yù)防性維護(hù)系統(tǒng)也未完全建立。這些限制使得配電網(wǎng)的潛在問題難以被及時發(fā)現(xiàn)和解決，影響電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性[2]。

2 配網(wǎng)線路設(shè)備維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)和方法

2.1 條件監(jiān)測與分析方法

配網(wǎng)線路設(shè)備維護(hù)依賴于條件監(jiān)測技術(shù)，如振動分析和紅外熱成像技術(shù)，用于監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并迅速診斷潛在故障。例如，紅外熱成像技術(shù)可用于監(jiān)測設(shè)備的溫度T是否超過設(shè)定的閾值，即T>60°。振動分析則通過計(jì)算設(shè)備的振動加速度（a）是否超出正常范圍，即為。這些技術(shù)的應(yīng)用有助于提前發(fā)現(xiàn)故障并減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的停電及維修成本。

2.2 智能化維護(hù)管理系統(tǒng)

在信息技術(shù)的推動下，智能化維護(hù)管理系統(tǒng)通過整合大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，顯著提升了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。該系統(tǒng)實(shí)時分析設(shè)備數(shù)據(jù)，運(yùn)用故障預(yù)測模型P（f|D），其中f表示故障，D表示歷史數(shù)據(jù)集，來預(yù)測潛在問題并規(guī)劃預(yù)防性維護(hù)，從而將非計(jì)劃停機(jī)時間縮減了30%。年數(shù)據(jù)分析顯示，系統(tǒng)識別并解決了20個頻發(fā)問題，將維護(hù)成本降低了15%。同時，流程優(yōu)化使設(shè)備的平均無故障運(yùn)行時間提升了25%，增強(qiáng)了配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率[3]。

2.3 模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化維護(hù)策略

配電網(wǎng)線路設(shè)備的維護(hù)采用模塊化設(shè)計(jì)，簡化了保養(yǎng)流程。通過更換故障模塊，平均維修時間縮短至2小時內(nèi)，減少了停工損失。標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)流程，如設(shè)定的每季度一次的定期檢查，確保了維護(hù)質(zhì)量的一致性。維護(hù)手冊詳細(xì)列出了步驟，包括使用特定工具和材料，以及故障診斷指南，從而將維護(hù)錯誤率降低了10%。此外，通過實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化流程，維護(hù)成本平均每年降低了5%，提高了維護(hù)工作的效率和質(zhì)量。

2.4 遠(yuǎn)程故障診斷與支持技術(shù)

在配電網(wǎng)線路設(shè)備維護(hù)中，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，它極大提升了故障診斷和技術(shù)支持的效率。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，工程師能夠在控制中心實(shí)時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，并通過視頻通話快速指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行故障排查，目標(biāo)是在1小時內(nèi)完成故障診斷。此外，遠(yuǎn)程系統(tǒng)通過定期的在線培訓(xùn)，每季度更新一次，有效避免了因技術(shù)更新不及時造成的延誤。通過遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)備維護(hù)團(tuán)隊(duì)的響應(yīng)時間提升了20%，即R減少到0.8R，確保了維護(hù)的及時性和準(zhǔn)確性，顯著優(yōu)化了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

3 提升配網(wǎng)線路設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的策略

3.1 加大系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

為確保關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，配電網(wǎng)應(yīng)采取系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)。在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署備用變壓器和電纜，并實(shí)施雙重電源供電策略，確保當(dāng)主電源發(fā)生故障時，在5分鐘內(nèi)自動切換至備用電源能，減少電力中斷的發(fā)生。此策略已使系統(tǒng)的平均故障恢復(fù)時間縮短30%，顯著提高了電力供應(yīng)的可靠性[4]。

3.2 優(yōu)化設(shè)備老化管理

針對配電網(wǎng)設(shè)備老化問題，定期進(jìn)行老化檢測和設(shè)備更新是關(guān)鍵。利用先進(jìn)的老化評估模型，每半年對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行一次詳細(xì)的狀態(tài)評估，并根據(jù)評估結(jié)果，制定設(shè)備的更換或升級計(jì)劃。這樣的預(yù)防性維護(hù)策略已將設(shè)備故障率降低20%，確保設(shè)備性能維持在90%以上的最優(yōu)水平，大大提升了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

3.3 應(yīng)用先進(jìn)的故障預(yù)測技術(shù)

配電網(wǎng)現(xiàn)引入智能故障預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，能夠?qū)υO(shè)備的歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，從而提前識別出潛在的故障風(fēng)險。系統(tǒng)能夠監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)，以預(yù)測并警示80%的潛在故障，使得運(yùn)維團(tuán)隊(duì)能夠搶先一步進(jìn)行必要的負(fù)載調(diào)整或更換即將失效的部件。這一預(yù)防性措施有效降低了30%的故障率，極大提升了配電網(wǎng)的穩(wěn)定性與運(yùn)行可靠性。通過這種智能化的故障管理，配電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高效和經(jīng)濟(jì)的維護(hù)策略[5]。

3.4 提升維護(hù)響應(yīng)速度

建立一個快速響應(yīng)的設(shè)備維護(hù)團(tuán)隊(duì)，配備必要的工具和物資，以確保在故障發(fā)生時能迅速介入。通過移動維護(hù)管理系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)成員可以在1分鐘內(nèi)接收到排障調(diào)度指令，故障定位時間平均縮短至5分鐘。此外，通過強(qiáng)化訓(xùn)練，團(tuán)隊(duì)成員能夠熟練處理95%以上的復(fù)雜故障，顯著提升了故障處理效率和響應(yīng)速度。

4 配網(wǎng)線路設(shè)備故障預(yù)防與應(yīng)急響應(yīng)

機(jī)制

4.1 系統(tǒng)化的故障預(yù)防措施

為了有效預(yù)防電網(wǎng)故障，全面監(jiān)控和定期巡查是關(guān)鍵。利用傳感設(shè)備實(shí)時監(jiān)控電流、電壓、溫度和振動等關(guān)鍵參數(shù)，以快速識別異?，F(xiàn)象并預(yù)測可能的故障。通過這些措施，電力企業(yè)已成功將設(shè)備故障率降低30%。同時，通過采用預(yù)測性維護(hù)策略，進(jìn)一步降低了年度運(yùn)維成本20%，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

4.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障分析措施

運(yùn)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法深入剖析歷史與實(shí)時數(shù)據(jù)，為預(yù)測設(shè)備潛在故障提供精準(zhǔn)依據(jù)。構(gòu)建一個故障信息庫，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，精確預(yù)測機(jī)械故障的位置和類型。例如，某電力企業(yè)梳理過去五年的故障數(shù)據(jù)，開發(fā)了一個故障預(yù)兆推斷器，其準(zhǔn)確率達(dá)到85%。

4.3 定期維護(hù)和檢修計(jì)劃

制定嚴(yán)格的設(shè)備維護(hù)和檢修計(jì)劃，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)設(shè)備使用情況和制造商的建議，每年對高壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，每季度對變壓器的油質(zhì)進(jìn)行檢測。通過這種周期性的維護(hù)措施能及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，有效預(yù)防故障的發(fā)生。例如，通過年度檢查可以提前發(fā)現(xiàn)并排除70%的潛在故障，而季度油質(zhì)檢測則預(yù)防了50%的油質(zhì)問題，顯著提升了設(shè)備的可靠性。

4.4 應(yīng)急響應(yīng)流程的建立和優(yōu)化

建立并不斷優(yōu)化應(yīng)急響應(yīng)流程，確保在設(shè)備發(fā)生故障時能迅速有效地做出響應(yīng)。該流程包括故障的快速定位、即時通報、現(xiàn)場快速處置以及問題解決。通過成立專業(yè)的應(yīng)急響應(yīng)小組，并進(jìn)行定期的訓(xùn)練和模擬演練，以保證團(tuán)隊(duì)的反應(yīng)速度和處理能力。例如，應(yīng)急小組按照流程優(yōu)化操作后能在故障發(fā)生后10分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場，將平均故障恢復(fù)時間縮短至30分鐘以內(nèi)，顯著提高了應(yīng)急處理效率。

4.5 故障統(tǒng)計(jì)和改進(jìn)反饋機(jī)制

對既往故障事件進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，深挖故障的根本原因，并據(jù)此制定有效的解決辦法。建立一個反饋機(jī)制，不僅可以提供改進(jìn)意見，還可以借此不斷優(yōu)化預(yù)防策略和應(yīng)急流程。這種持續(xù)的改進(jìn)和研究可以有效減少故障發(fā)生的頻次及其對系統(tǒng)的影響。

表1的數(shù)據(jù)表明了企業(yè)在故障處理與應(yīng)對方面水平的提升，特別是在高壓開關(guān)與變壓器保養(yǎng)方面取得了突出成就。

5 配網(wǎng)線路設(shè)備信息化管理與維護(hù)創(chuàng)新

5.1 集成信息管理系統(tǒng)的部署

配網(wǎng)線路設(shè)備信息化管理的核心在于部署集成信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合了資產(chǎn)統(tǒng)籌、維修管理、狀態(tài)監(jiān)控和性能評估等功能，通過集中管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流暢傳輸，支持精準(zhǔn)決策；利用GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時定位與狀態(tài)監(jiān)控，使故障排除速度提升50%，維護(hù)作業(yè)效率提高30%。

5.2 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的應(yīng)用

通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使配網(wǎng)線路設(shè)備實(shí)現(xiàn)了24小時實(shí)時監(jiān)管。搭載的傳感器持續(xù)收集電壓、電流、溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過無線通信技術(shù)實(shí)時傳輸至監(jiān)控中心。這些信息用于評估設(shè)備運(yùn)行狀況，預(yù)測潛在問題，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺與移動終端結(jié)合，使現(xiàn)場維護(hù)人員隨時隨地都能接收警報和指令。

5.3 基于云的數(shù)據(jù)分析和存儲解決方案

利用云計(jì)算，配電網(wǎng)企業(yè)能夠減少在本地硬件上的大量投資，轉(zhuǎn)而采用靈活的云服務(wù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)的存儲和處理。這種基于云的解決方案不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)的按需擴(kuò)展，還能為復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)提供強(qiáng)大支持。通過云端工具對巨量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，企業(yè)能夠更準(zhǔn)確地掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，從而顯著提高維護(hù)工作的精確度和效率。

5.4 數(shù)字孿生技術(shù)的運(yùn)用

數(shù)字孿生技術(shù)通過構(gòu)建實(shí)體設(shè)施的虛擬副本，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行全過程的數(shù)字復(fù)刻。這項(xiàng)技術(shù)使技術(shù)人員能在不干擾實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的情況下，檢測設(shè)備性能、模擬故障并優(yōu)化系統(tǒng)。通過此技術(shù)，不僅能提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和預(yù)測維護(hù)需求，還可節(jié)約成本并優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，極大增強(qiáng)了電網(wǎng)的整體效率和可靠性。

6 結(jié)束語

本文全面探討了城市電網(wǎng)中線路設(shè)施的管理與維護(hù)方案，聚焦設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管現(xiàn)狀、關(guān)鍵栓修技術(shù)、運(yùn)行穩(wěn)定性增強(qiáng)策略、故障預(yù)防與應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制，以及信息技術(shù)在設(shè)備管理與創(chuàng)新保養(yǎng)中的應(yīng)用。通過采用一系列高效方案與先進(jìn)技術(shù)，顯著提升了電網(wǎng)設(shè)施的運(yùn)行效能與穩(wěn)定性，確保了持續(xù)且安全的電力供應(yīng)。信息技術(shù)與智能技術(shù)的融合為電網(wǎng)設(shè)施的保養(yǎng)維護(hù)提供了新的維度與手段，極大加速了故障應(yīng)對速度，提高了作業(yè)效率。

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