电网安全是电力系统运行的核心目标,不少电网运营企业和园区管理方近期都在咨询两个核心问题:一是如何通过提升电缆故障定位精度压缩电力运维的故障处置时长,二是现行电网安全管控要求下,精准检测技术需要满足哪些规范才能落地应用。随着城市地下电缆覆盖率的持续提升,电缆故障已经成为影响供电可靠性的主要因素之一,传统的故障排查方式不仅效率低,也难以适配当前的电网安全管控要求,提升电缆故障定位精度、推广精准检测技术已经成为行业共识。
从近年的电网故障统计数据来看,60%以上的配电网停运事故由电缆故障引发,其中近4成的故障处置时长超过4小时,核心原因*是传统定位技术的精度不足导致的开挖排查耗时过长【1】。传统的脉冲电流法、声测法等电缆故障定位技术,普遍存在10米到50米的误差区间,运维人员拿到初步定位结果后,还需要在较大范围内开挖排查,不仅会额外增加路面破坏、管线误伤等风险,也会拉长故障断电时间,直接影响供电可靠性。当前电网安全的管控压力持续增大,对故障处置效率的要求也在不断提升,传统定位技术已经难以满足需求。
当前主流的分布式光纤声波传感精准检测设备,通过在电缆内部植入传感光纤,实时捕捉电缆运行过程中的振动、温度变化等信号,一旦出现绝缘击穿、外力破坏等故障征兆,可以在3秒内生成定位结果,定位误差控制在0.5米以内,相比传统定位技术的精度有显著提升。这种高电缆故障定位精度的检测方案,从根源上减少了故障排查的耗时,也避免了大范围开挖带来的额外成本,对于提升电网安全管控水平有明显的作用。从部分试点区域的应用数据来看,部署该类精准检测设备的线路,故障处置平均时长从原来的3.5小时压缩到45分钟以内,供电可靠性提升幅度显著,完全适配当前电网安全的管控要求。
对于电力运维主体而言,电缆故障处置的核心成本不仅包括故障修复本身的费用,还有断电带来的生产经营损失,尤其是工业制造园区、核心商业综合体等用电负荷密集的区域,每多一分钟断电都可能带来数十万元的损失。传统的电力运维模式中,电缆故障排查需要依赖经验丰富的运维人员现场作业,人员培训成本高,排查效率受人员经验影响较大,还存在故障预判不足的问题,往往是故障发生导致断电后才开始处置,很难满足高供电可靠性的需求。
而搭载高电缆故障定位精度的精准检测系统,既支持24小时在线监测,也可以实现故障前兆预*,在电缆出现局部放电、外力破坏等初期征兆时*可以发出预*信号,电力运维人员可以提前开展处置,避免故障扩大引发大面积断电。比如长三角某汽车制造产业园,之前每年因为电缆故障导致的停产损失超过200万元,2023年部署了分布式光纤声波精准检测系统之后,全年共捕捉到12起故障前兆预*,全部在故障发生前完成处置,仅有的2起突发故障也因为电缆故障定位精度达到0.3米,运维人员直接到指定位置开挖修复,平均处置时长仅为38分钟,全年减少停产损失超过170万元。根据《电力运维数字化转型白皮书(2024)》的统计数据,采用高精度电缆故障定位技术的运营主体,电力运维的人力成本平均降低28%,供电可靠性平均提升0.23个百分点,投入成本可以在2到3年内通过减少故障损失收回【2】。电力运维的数字化转型已经成为必然趋势,精准检测技术正是其中的核心支撑技术之一。
对于能源监管、市政管理等G端用户而言,电网安全是民生保障的核心内容之一,也是各项监管政策的核心考核方向,当前各地已经陆续出台了多项标准规范,对供电可靠性、故障处置时长等指标提出了明确的考核要求。比如不少地区的“获得电力”指标考核中,要求中心城区故障平均修复时长不超过1小时,郊区不超过2小时,同时对电缆检测设备的准入资质、检测报告也有明确的要求,确保电网安全管控的各项要求落到实处。
当前市面上符合规范的精准检测设备,普遍需要通过DL/T 1534-2016《配电电缆线路在线监测系统技术导则》的检测认证,同时需要具备电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心出具的检测报告,才能进入电网改造项目的采购清单【3】。这类符合标准的设备,不仅可以满足电网安全的管控要求,也可以为监管部门提供完整的故障数据、运维记录,方便监管部门开展供电可靠性的考核统计,也为后续的电网规划、线路改造提供数据支撑。《配电网安全运行管理规范》中也明确提出,要逐步推广应用电缆故障精准检测技术,提升电缆故障定位精度,缩短故障修复时间,保障居民和企业的用电稳定【4】。随着供电可靠性的考核要求持续提升,精准检测技术的应用范围也会进一步扩大。
不同的应用场景对电力运维的需求不同,对应的精准检测方案也存在差异,用户可以根据自身的预算、场景特点选择适配的方案,在进一步提升电缆故障定位精度的同时降低投入成本,兼顾电网安全保障和投入产出比的需求。
对于城市核心商圈、政务区、三甲院等对供电可靠性要求极高的区域,建议部署在线式的精准检测系统,实现24小时不间断监测,故障信号实时上传到管控平台,同时接入城市电网安全管控系统,方便运维人员和监管部门实时掌握线路运行状态,一旦出现故障可以第一时间处置,*大限度降低断电影响。对于郊区长距离输电线路、农村配网线路等部署在线系统成本较高的区域,可以采用便携式的精准检测设备,配合日常巡检使用,故障发生后运维人员携带设备到现场检测,也可以实现小于1米的电缆故障定位精度,相比传统方式效率也有明显提升,能够满足基本的电网安全管控要求。对于工业企业、产业园区等拥有内部专用电网的主体,可以将精准检测系统接入企业现有的电力运维平台,实现运行数据、故障数据的统一管理,进一步提升电力运维的数字化水平,更好地保障区域内的供电可靠性。
无论是B端的电力运营主体还是G端的监管部门,提升电缆故障定位精度、推广精准检测技术,都是保障电网安全、提升供电可靠性的核心路径。未来随着技术的持续迭代,精准检测设备的成本会进一步降低,应用场景也会更加广泛,也会有更多的标准规范出台,引导行业有序发展,为全社会的用电稳定提供更坚实的支撑。
参考文献
【1】 2023年全国电网故障统计分析报告
【2】 电力运维数字化转型白皮书(2024)
【3】 配电电缆线路在线监测系统技术导则
【4】 配电网安全运行管理规范