摘要：配电设备的预防性试验、定期检修工作是电力系统中必不可少的一项常规性工作。然而，维修人员紧缺、基本技能水平相差较大、设备维修策略只是通过单纯的计划定检等问题日益突出。尤其很多城市以架空配电线路为主，线路走向受限制、点线面杂乱，线路路径极其复杂，设备质量差别很大，容易受气候和四周环境的影响。论文提出的基于可靠性的配电设备运维策略，对配电网优化和完善配电设备周期性检查维修方式，有效地提高10 千伏配电线路维修质量，减少维护成本，更好地满足社会对高供电可靠性的需求具有良好的参考价值。

1 引言

今年来，电力系统供电可靠性的管理理论逐渐成熟，供电可靠性管理的覆盖范围越趋广泛，方式方法也呈现多样化，整体的管理管控水平有所提升。电力企业普遍把提高供电可靠性作为发展目标，结合电网建设，强化电网架构，降低用户停电时间。

随着经济发展快速增长，我国企业电力需求量保持每年 10% 以上的增长。大城市作为用电密集区域，电网规模也日益扩大，电网设备数量与日俱增，逐年递增的用电量对城区配网的安全可靠运行要求越来越高。10kV 线路及设备故障不仅增加运营成本，而且将影响用户的有序生产，因此 10kV 线路及设备的定期维护显得尤为重要，已经成为一项重要的电力工作。

电气设备通常的维护和维修分为正常和故障两种状态，这种通过判断正常或者故障状态来进行维护或维修的管理模式缺陷表现为：故障维修一般表现为被动、不可预知的维修，扩大维修范围、增加维修时间并且增加安全风险；因此，合理的维修模式应该是基于供电可靠性而进行的预防性维护，也就是所谓的状态维修。

2 电力设备维修机制

配电网的可靠性与设备的维修紧密关联，设备的可靠性降低必然导致其可用性降低和维修事故频繁发生，造成严重的设备损坏和用户长期停电，对社会生产造成了严重影响。由此可知，有效的设备维修策略是电力系统安全可靠运行的重要保障。目前，以可靠性为中心的维修策略（RCM）的研究与应用主要集中在针对发电企业的设备维修周期优化。例如，1985 年美国在火电厂及核电厂首次开始以可靠性为中心的维修研究和应用,极大地提高了电力设备的可靠性和可用度，大幅降低设备维护成本。经过近年的推广优 化，电力企业对设备状态监控和测量结果标准化工作进行了分析，提高了设备的运行效率。现在电力企业已基本建立 RCM的系统特点，以达到维护系统设备安全、可靠、经济运行的目的。

2.1预防性维修

预防性维修（PM）是从“运行至故障”原理发展而来的。在多类 PM 大纲中，全部表示在固定时间间隔可以解决设备故障的维修工作。设备维修时间间隔的确定，根据同类设备的投入运行时间至设备发生故障时刻的等效平均间隔得到。预防性理论是无法准确做到在故障平均时间到来前完成设备修复。

预防性检修机制主要以设备定期检修为重点，结合故障抢修的配电网运行模式。设备定期性检修根据固定的周期制定检修计划，近年大量设备投入配电网建设，该检修机制需要大量人力、运维时间、检修时间配合，容易造成重复性设备检修，针对性差；而当设备发生故障时，从客户反馈设备故障停电，到供电企业组织检修人员到场抢修，这种运作机制有较大的不可预见性，以设备出现功能性故障为判据，未能为深入分析设备故障原因提供足够基础数据。随着电网发展以及大量设备投入运行，预防性检修机制难以满足目前社会高速发展的需求。

2.2预知性维修

预知性维修是指通过对设备进行检测，并根据检测结果分析设备的具体状态，以此制定合理的维修方式以及综合各项停电计划。预知性维修是根据设备的实际运行状态，经过综合优化停电检修工作，以最优的供电可靠性来保持设备的稳定、经济、安全的工作能力。预知性维修也称为状态维修，其根据是：设备在不同工作坏境下有着各自的缺陷特性。根据设备检测手段来发现设备的缺陷规律，在故障出现之前及时进行缺陷消除。

预知性维修机制主要以设备运行维护管理结合设备状态评价检修的配电网运行模式。根据架空线路设备、电缆线路设备、开关类设备，形成关键设备清单及重要设备清单。随着先进仪表仪器在配网运行的投入使用，检测手段不断提高，如红外热成像测温、超声波局部放电测试、无人机带电巡视等，使设备在不停电的情况对其进行监测成为可能，为设备状态评价提供有效数据。设备的状态评价可根据评估结果分为“正常状态、注意状态、异常状态、严重状态”四个级别，明确设备状态评价规则。以运行维护班组对设备日常运行维护管理为依据，按照巡视周期滚动更新，以达到及时掌握设备状态信息。另外，通过对其他附属设施如设备终端、隔离开关、架空线路绝缘子、跌落式熔断器、杆塔金具等作为主设备附件，以减少运行维护人员分析设备的复杂度，集中精力完善设备状态管理和设备风险评估。

2.3以可靠性为中心的维修

RCM 以判断设备事故后果严重程度为基础，对于后果影响范围较小的设备的处理模式是以最大限度保证设备的有效运行。对于影响范围广、保电等级高的设备，即该故障严重影响了安全、环境、职业健康及其生产发展，则需要判断定期预防检修、非定期的状态检修及隐患检测技术是否可行，如果技术不可行，则通过改进设计处理；如果技术可行，进一步观察预防维修从经济上剖析是否合理，如果在经济上不如之前的处理方 案，则不需要采取所推荐的方案。

以可靠性为中心的维修机制，认为配电网是一个可维护的电力网架系统，配电网架中任何一个设备发生故障，都将影响配电网的正常供电，但故障设备可通过维修、更换使配电网进行恢复并重新投入运行。当配电网中对设备进行维修、更换时，将产生维修费用、故障造成的停电经济损失、客户满意度下降等一系列参数，都将在供电可靠性指标上反映。完善设备维修管理制度，分析设备的故障模式与故障原因统计，通过基础参 数分析设备故障分布规律，最终得出最优的以可靠性为中心的运行检修策略

3 配电网配电故障

3.1变压器电流浪涌

一般变压器会经常出现过载和短路等故障，当变压器发生短路故障时，短路电流是其额定电流的几倍，线圈温度急剧上升，造成绝缘老化，而绕组受到较大的电磁转矩的效果，使其发生位移或变形、绝缘材料零散脱落，从而使暴露的匝间的线发生短路。

3.2 绕组绝缘受潮

绕组绝缘受潮，主要是因为绝缘油不在，导致铅含量减少，主要有以下原因：

（1）配电变压器放置在潮湿的区域，导致水分子侵入绝缘部件，水蒸汽或其他油掺杂入绝缘油中。

（2）维护不到位，显著降低绝缘强度。

（3）一些破旧变压器，由于各种漏油、经长期超负荷运行发热等原因，导致绝缘油的含量降低，设备长时间暴露在空气中大量的水分进入绝缘油，降低介电强度。

3.3跳闸等故障失效

这种故障是主要的中压开关设备故障，其原因可分为两大类。一种是由于设备机构造成的故障，设备机构部件发生磨损、错位或断裂损坏。例如：打开和关闭芯松动（也就是轴销松动）、脱落等导致出现跳闸等故障。另一种是由于二次接线导致电气控制和辅助电路接触不良，存在接线端子松动、接线错误以及辅助开关不能正常工作等现象，这种统称为开关二次故障。

3.4 低压线路故障

低压导线架设在树木两旁，雷雨大风树木折断导致低压断线。农村垃圾场直接在低压线路的下面，存在垃圾焚烧导致烧毁线路的风险。用户在电表后私拉电线，导致出线故障越级跳闸，影响整回导线供电。低压导线被盗，停电修复导线导致供电可靠性降低。施工队没有意识到电网工程的重要性，进行了违章施工，经常会出现偷工减料，很导致整体线路问题故障增多

4 断路故障的防治方法对于断路故障的防治方法

4.1 设备巡视

（1）设备杆塔、导线日常维护巡视，重点关注线路杆塔基础是否牢固、金具是否腐蚀变形、线路绝缘子是否完好、防雷间隙是否损耗过度、避雷器是否缺失、线路弧垂是否过大、导线是否存在散股、树木是否距离不足等情况，制定检修计划予以整改。

（2）红外测温巡视，主要关注线路驳接头、开关设备接线、配电变压器等设备是否存在不正常发热现象。

（3）架空线路故障指示器在线监测，主要通过自动化系统平台在线监测或查看主干线、支线的详细负荷情况，为线路运维以及故障定位提供依据。

4.2电力电缆检修

一些缺陷线巡逻人员可直接观察到的，这些缺陷检修人员可以直接进行记录并制定检修计划。对于不能直接观察到的缺陷，巡逻人员必须按计划使用仪器检测，该项目的当前状态已进行的检测一般有以下三个项目：

（1）绝缘电阻测试，目的是测试电缆绝缘层受潮情况或电缆绝缘状态，以判断电缆线路的实际状况。

（2）阻尼振荡波测试，是以阻尼振荡波作为试验电源，如果电缆存在绝缘缺陷则会产生局部放电，然后通过检测局部放电的特征及大小来判断电缆绝缘状态的优劣。

（3）红外线温度检测：当运行温度超过了正常的工作温度，视温升来判断设备状态。实现基于状态的维护和操作人员的维护人员及时了解情况，下一个设备状态和潜在的设备故障增加监控进行，它是基于广泛的实时监控和故障诊断上实行全面检修决策。

4.3配电变压器检修

电力变压器是最主要的电力系统装置之一，主要是用于电压转换及电能输出。本节将根据配电变压器的实际故障情况，分析配电变压器引起常见故障的主要原因，通过故障统计并对其分析，制定详细的预防措施及运维周期策略，降低配电变压器发生故障的概率。对变压器日常巡视提出以下要求：

（1）油位计油面是否正常，油质是否透明、微带黄色；

（2）套管外部有无破损裂纹及放电痕迹；

（3）变压器底座有无锈蚀，电杆有无倾斜、裂纹；

（4）变压器是否有异响；

（5）变压器引线接头、外壳和母线有无发热迹象（6）各部位的接地应完好；

（7）各种标志应齐全明显。

电力变压器永久性故障，不仅因设备更换带来经济损失，而且影响整回馈线的安全运行。因此，电力变压器应建立在线监测机制，并将其作为其临界状态，以确定是否需要维护，能有效地防止设备缺陷状态的恶性转换，减少或避免因设备故障所造成的损失，提高设备稳定运行的可靠性。

4.4中压开关检修

为了保证配电网的安全运行，要保证中压开关设备的稳定，那么对中压开关设备的管理是必要的。对于中压开关设备各种各样的故障问题提出以下管理措施，加强用电设备的维修，中压开关设备维修管理，以避免造成更多严重的事故，所以中压开关设备的维护和保养是必不可少的。实施维修工作，运行维护人员是关键因素，现将问题总结如下：

（1）基于断路器设备的现状，制定出一个可靠、有效和客观指导规程规定。不断改进技术要求，如秩序，标准，技术专业规则等设备的保养周期及其方法，还需要进行相应的调查，客观并合理地制定出定期保养计划，以设备状态为主维护和检修事故相结合，最终过渡到基于状态的预防性维护检修模式。

（2）对断路器设备开展状态检修中高素质的维修人员是关键，以高品质的状态维修。基于状态的维护管理可以集成到评估设备，开发和维护项目，优化基于评估结果维护计划的健康状况；要求维修人员在维修有着丰富的经验，技术把握；要求运营商更改设备的状态非常了解并掌握状态监测工具和设备故障分析能力。因此，要加强专业人才为状态检修的实施，建立坚实的人才技术培训基地。

5 结语

论文以故障原因分类统计数据为基础，开展了各类配电设备的故障模式后果分析和维修对策总结。通过对供电局现行配电设备运维方式的工作量测算，指出现行运行维护的缺失，通过基于可靠性的设备维修周期制定理论对配电设备检修周期进行了优化分析。

为了有效地提高中压配电网供电可靠性，除了优化配网设备检修维护周期以及合理调控运维力量外，对故障检修和维护过程的管理以及新技术的采用也是非常关键的。

参考文献：

1、《电力市场条件下发电设备可靠性与经济性关系探讨》、《电力设备状态检修技术研究综述》

3、《基于性能退化的动量轮可靠性建模与评估》