架空输电线状态检修管理的探讨

架空输电线状态检修管理的探讨输电技术的发展正朝着高电压、大容量、远距离的目标不断发展进步，与架空输电线路迅速发展不适应的是其检修策略还处于相对落后的发展状态。架空输电线状态检修是针对输电设备自身的运行状态和缺陷故障情况，根据输电设备运行情况进行检修的一种科学检修模式。它是建立在设备的信息管理、状态监测与诊断技术、检修信息管理以及知识库信息系统基础上的一种先进管理方法。架空输电线状态检修是应对全国联网、电网电压等级升高、电网规模日益扩大、输电设备数量不断增长、相应检测数据急剧增加的一个有效手段。输电设备推行状态检修是输电设备检修思想、检修体制历史性的跨越，是电力生产从粗放管理向集约化管理的转变，是传统检修模式向检修信息化、智能化的转变，是降低生产管理成本、提高检修质量的重要措施。1.检修方式的演变电力系统检修方式经历了事后检修或故障检修、定期检修或预防性检修，现在正向状态检修或预知性检修发展。事后检修或故障检修是早期技术及管理水平低下的产物，定期检修或预防性检修是当前电力系统检修的主要方式。由于定期检修存在检修周期频繁、经济性差、可能增大不安全因素、过度检修、检修不足等缺陷，因此需要发展新的检修策略。2.状态检修的基本思想状态检修的概念是在上世纪50年代由美国通用电气公司最早提出的，在60年代开始应用于航空航天系统，80年代美国EOPRI将其应用于核电站的检修。近年来，状态检修技术正开始应用于发电厂和输变电设备的检修。状态检修的基本思想是“治于未病”，是在对元件或设备的可能故障对整个系统可靠性影响评估的基础上决定维修计划的一种检修策略，是根据对潜伏故障进行在线或离线测量的结果和其他信息来安排检修的技术。状态检修的主要特点是“应修必修，修必修好”。3状态检修的总体框架架空输电线路状态检修管理系统可利用现已广泛应用的GIS输变电地理信息管理系统、GPS雷电定位系统、GPRS输电线路巡检系统数据，实现目前检修管理工作流程的标准化、程序化、自动化，并开发与设备检修相关的信息管理平台，结合定检、巡检、技术监督以及输变电设备安全性评价，搞好设备的优化检修和管理。实施架空输电线状态检修，一方面必须明确输电设备管理的内容和要求，另一方面也要实施好设备识别、故障诊断和专家系统。通过对大量的原始数据的分析，提出准确的判剧，并结合生产实际、运行经验和算法，进行设备状态检修的预测分析，提出科学的检修建议和检修计划以及运行技术措施，从而达到既保证设备的安全可靠运行，又能降低生产成本的目的。架空输电线状态检修系统的总体框架结构如附图所示。3.1状态信息的设计在状态检修管理系统中，状态信息直接反映系统中的各种设备的运行状态，可为分析统计以及检修策略的制订提供科学依据。由附图可知，在架空输电线路状态检修系统中状态信息由设备静态信息与动态信息两部分组成。3.1.1设备静态信息设备静态信息为架空输电线路的基础信息即架空输电线路的技术参数，其来源为线路设计竣工图纸资料、施工记录等技术档案，是设备动态信息采集和分析的基础。设备的静态信息通常是不变的，但线路改道或杆塔变化时将发生改动，静态信息主要包括以下几方面：线路概况；杆塔参数；接地参数；金具参数；导地线参数；绝缘子参数；交叉跨越等。3.1.2设备动态信息设备动态信息直接反映设备的运行状态，其数据随时间发生变化，并对设备的运行造成直接影响。设备动态信息包括设备运行信息、设备缺陷与检修信息、设备故障分析与检修评估信息。(1)设备运行信息。设备运行信息主要包括反映设备运行情况的运行记录、交接验收报告、设备运行参数、设备评级方法及等级、设备可靠性信息等。设备运行信息从设备基础信息中得到标准信息或依据，又向设备检修、设备状态识别分析、专家分析与决策等提供依据。设备运行状态分析是通过对设备运行信息的监测分析，诊断和预测设备的运行状态，及时发现设备异常情况、避免设备事故的发生、提高设备的运行效率，降低设备检修费用。设备运行信息也包括设备的监测数据，如线路不良绝缘监测信息、雷击跳闸信息、接地系统信息、杆塔基础信息、杆塔地线锈蚀信息；金具导线磨损信息；等值盐密测量和污秽等级划分变化信息、线路环境信息等。(2)设备缺陷与检修信息。设备缺陷信息为设备日常巡视、特殊巡视以及检修中所获得的设备缺陷故障信息，按缺陷严重程度可分为一般、重大、紧急三个级别。针对不同性质的缺陷，需采取不同的检修策略。设备的检修信息是设备检修情况与检修结果的记录。设备缺陷与检修信息是对设备故障实施有效检修处理的信息来源，是运行维护人员及有关管理人员迅速掌握设备缺陷情况、考察设备健康状态、及时安排消缺任务、保证设备正常可靠运行的关键。（3）设备故障分析与检修评估信息。设备的故障分析以及设备检修后的检修评估是实施设备状态识别和故障诊断的重要依据，是判断经验和检修策略制订的重要知识来源。3．2状态信息的加工处理与分析判断状态信息经过加工处理与分析判断所得到的结果是实施设备状态检修的主要依据，对于不同的设备状态信息应采用不同的处理方式。对于从现场得到的各种测试数据，要对测试结果进行分类统计，分析影响测试结果的各种因素，包括气候环境因素，确定导致测试结果超标的主要原因，进而分析出各种状态信息的变化规律，并分析预测设备状态的发展趋势。对于故障和缺陷信息，要统计产生原因、发生频率、影响程度，确定预防或消除方式，分析故障和缺陷与测试信息之间的关系等。对于检修信息，要分析评估设备检修的效果，针对检修项目的目标值，对检修前后的状态进行量化对比与性能分析，并以此为依据对设备检修项目的必要性、检修周期的科学性作出分析判断。应用模糊判断识别法，设备状态可划分为七个层次即良好、一般良好、一般、一般注意、注意、注意不良、不良。3．3专家分析与决策专家库是设备状态检修识别分析判断的依据，同时也是判断标准的集合，其主要由国家标准、专业规程、运行经验等组成。针对具体设备，对在国家标准和专业规程没有明确规定，但在实际的运行中会遇到的情况，设备运行维护人员根据积累的知识和经验而总结出的经验和知识构成运行经验，运行经验输入专家库对设备的分析判断有很高的参考价值。专家库随着设备和检修技术的不断进步，需不断地修正与扩充。3．4检修策略在总体把握设备状态的基础上，通过设备的数据分析与状态识别、专家分析决策，在充分的后果及重要性分析基础上，做出设备的寿命估计，预测设备的事故风险率，寻求可靠性与维修成本间的平衡，从而实现以可靠性为中心的检修策略。设备的状态信息，随环境和时间发生改变，对线路的安全稳定运行造成影响，按其影响程度可分为以下三种情况：（1）影响随时间逐渐上升或下降。（2）影响初期上升，后期趋于平稳。（3）影响随时间波动变化。设备状态信息的综合分析结果与专家库分析判断信息结合，是制定设备检修策略的主要依据。对于设备状态随时间逐渐上升类型，应实行以时间为依据的定期检修策略，在设备状态指标达到控制值之前进行检修，使其回到初值，开始新的状态周期。需注意的是，在制定检修计划和方案时应根据状态值变化的速率，制定经济合理的检修周期。对于设备状态初期随时间上升后期趋于平稳类型，如果最终稳定值超出控制值，则应通过设备的改造或更新，提高设备的承受能力或降低状态的最终稳定值，使最终稳定值回到控制值以内。对于设备状态随时间波动变化的类型，如果峰值不确定并有可能超出控制值，则应采用以状态为依据的检修策略，根据对设备状态的监测或检测结果安排检修。架空输电线状态检修管理是输电设备检修由静态管理向动态管理的转变。针对国内电力系统检修的现状，借鉴变电设备状态检修的方法和思想，结合电力企业输电设备生产运行管理的特点，提出了架空输电线状态检修的整体框架。状态检修是一种新型的检修策略和检修思想，其在架空输电线路的运行检修管理中的应用必将带来良好的经济效益与社会效益。