高速公路供配电设备的预防性维护

陈信成 曾小战

摘要：本文以温州绕城高速公路供配电设备运行状况为例，分析了影响供配电设备运行的主要因素，提出供配电设备预防性维护的重要举措。

关键词：高速公路；供配电设备；预防性维护

1温州绕城高速公路供配电设备运行状况

温州绕城高速公路北线起于鹿城区仰义乡前京村，与金丽温高速公路、甬台温高速公路相接，全长为26.602km。各路段配备的供配电设备启用时间略早于相应的通车时间，主要包括：高压柜、变压器、低压柜、外场配电箱、柴油发电机、UPS等。设置供配电系统的目的在于确保用电的安全、合理和可靠，满足管理、生产、生活需要，确保高速公路安全、通畅、经济、快速和舒适等综合效益最大限度地发挥。供配电设备自身的稳定性、可靠性对高速公路机电设备安全可靠运行的关联紧密。

①变压器、高低压开关柜：没有出现大故障。

②外场配电箱、外场设备安装紧固件、紧急电话的金属外壳易生锈，尤其是温州近海边，咸湿气候对设备外壳影响较大，7-8年即腐蚀严重。

③柴油发电机：性能稳定，其中一台调速板发生偶发性故障。

④UPS：性能较稳定，电池按3年批量更换。由于当初没配装空调，部分UPS电池积尘多、环境温度高、故障较多。

⑤隧道供配电设备：防雷接地每年检测，仍发生多起设备受到雷击损坏事故。

2影响供配电设备运行的因素分析

发现以下情况，在预防性维护时就应予以整改。

（1）设计、生产过程中形成的缺陷。如机柜不符合IP标准，使用于盐雾较重和炎热高温地区，经日晒雨淋和风沙打磨，外壳腐蚀生锈，IP等级下降。

（2）设备使用环境因素造成的损害

①温度。过高或过低的温度使设备运行不稳定，加速设备老化。

②湿度。环境湿度大，电子设备绝缘性能下降，工作不正常。

③盐雾水汽。盐雾和潮气对设备的腐蚀性强，减少设备和外场金属构件、设施的寿命。外壳被腐蚀，箱体内部元器件因漏水短路。

④振动。振动易使电路接触不良。

⑤粉尘。设备静电将粉尘吸附在元器件上，影响设备稳定性和可靠性。

⑥烟尘和油污。造成断电触点污染、电阻和火花增大，使设备续断电功能受严重影响。

⑦鼠害。老鼠钻入电缆井，做巢穴导致设备短路损坏、咬断电缆。

（3）雷电灾害造成的损害

雷电产生的雷电流是重要破坏源，分直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵入雷。直击雷即雷电直接击中建筑物或防雷装置所引起的电磁、热和机械效应，最大危害是建筑物损坏、人员伤亡；侵入雷即为引入建筑物的线缆在遭受直击雷或感应雷，在线缆上产生高电压，传导到室内损坏设备或人员，危害较大；感应雷指雷电在放电过程中，在附近建筑物或金属导体上产生的电磁感应或静电感应，在线缆上产生感应电动势，危及与其连接的电气设备；反击雷指电能量沿着建筑物引下线泄放过程中，由于接地电阻存在，在引下线上产生高电位，当能量达到击穿强度时，对附近设施进行放电。雷电灾害直接造成高速公路的供配电设备损坏

（4）防雷接地安装不规范影响

①供配电房相关的电缆、线缆管道、线缆金属桥架屏蔽接地和防雷接地是削弱和减少雷电电磁波干扰有效途径。采用带屏蔽层的电缆，线路两端屏蔽接地处理应完好；电缆进出建筑物分界处的屏蔽层接地应完好。

②电源电涌保护器是综合防雷体系的有效环节，电涌保护器限制沿进线侵入的雷电过电压，限制地电位升高引起的反击雷和雷电电磁场感应出的过电压。

（5）维护不当影响设备的运行

①不按照供配电设备养护规范维修

②供配电设备养护管理存在的疏漏

③供配电设备养护检查需要遵循的方法

3供配电设备预防性维护

高速公路供配电系统包含变电和配电两部分。变电通常在各收费站、隧道口建设有高压变低压的变电设施以及配备各种配电箱、高低压柜。配电则须沿线布设电缆管道及相应规格的电力电缆和控制电缆。在充分考虑用电设备的工作特点和对供电质量指标的要求，设计安全、可靠、灵活、经济的供配电系统，对保证正常运营、节约电能、提高经济效益有重要意义；变电设备的正常运行与维护是保证安全可靠供电关键。对配电装置进行定期预防性维护，及时发现运行中出现的设备缺陷、隐患或故障，并采取相应措施及早予以消除至关重要。

3.1预防性维护的巡视频率与巡视路线

变配电所，应每日巡视l到2次；雷暴雨、雨夹雪及浓雾天气时，应对室外装置进行特殊巡视；变配电设备出现异常或发生事故后，要进行特殊巡视。根据室内外变配电设备布局，应巡视到全部设备。

3.2常用的巡视检查方法

目测：观察寻找设备可见部位的出现异常现象。

耳听：变电所一、二次电磁式设备（如变压器、互感器、继电器、接触器等），正常运行时线圈铁心会发出均匀节律和一定响度的嗡嗡声。故障时会夹着噪声，甚至有噼啪放电声，比较判断设备故障的发生和性质。

鼻嗅：电气设备绝缘材料一旦过热会产生异味。巡查中嗅到异味时，应仔细观察，发现过热的設备与部位，查明原因。

手触：对不带电且外壳可靠接地的设备，可用手触法检查其温度或温升；二次设备出现发热或振动时，也可用手触法进行检查。

3.3变压器的巡视检查

检查储油柜及充油套管内油位、油色是否正常。一般油浸式自冷变压器上层油温应在85℃以下，变压器的温升不超过规定值。

变压器正常运行时，一般有均匀嗡嗡电磁声，如内部有噼啪放电声，则可能是绕组绝缘有击穿现象。如出现不均匀电磁声，可能是铁心穿心螺栓或螺母松动。出现异常而无法处理时，要向有关部门及时报告，视要求更换。

变压器主、附设备应无漏油或渗油现象，视要求更换。

3.4开关的巡视检查

开关本体良好，三相触头在合匝时没有错位等情况，视要求更换。

开关触头平整光滑，无脏污锈蚀变形。动静触头接触良好；无因接触不良引起过热发红或局部放电现象；视要求更换。

开关的支持绝缘子应清洁完好。

3.5母线及电缆的巡检

多股软母线有无断股，硬母排有否变形；设备线卡及金属件是否牢固，连接处有无发热或伸缩现象；绝缘子是否清洁完好，有无放电痕迹。

电缆头是否有渗漏油、发热熔化、放电等现象。电缆外皮有无损伤，接地是否良好，视要求更换。

3.6二次系统及辅助设备的巡视检查

粗体交流母线电压允许在220～230V间变动，保持在220V为宜。电压过高会造成设备损坏，过低会使保护及自动装置启动或降低其动作灵敏度。

配电柜上表针、信号灯具、闪光装置应良好，各操作把手操作无卡阻，刀闸触头接触良好，视要求更换。

3.7继电保护、自动装置的巡查

查表针是否完好；监视灯、指示灯是否正确，光字牌灯泡是否完好，试验警铃、蜂鸣器是否良好，保护动作后继电器是否掉牌。

若断路器自动跳闸，要检查保护动作情况，并查明原因，视要求更换。

3.8防雷设备的巡检：

避雷针、避雷器的引线接头是否牢固，有无断股现象，焊接点是否脱落；瓷套是否清洁；避雷器的放电指示器动作是否正确；

各防雷设备的接地线是否牢固可靠。

3.9防雷接地的巡检与维护

每年在雷雨季节到来之前，应进行一次全面检测。

日常性维护应在每次雷击后进行。在雷電活动强烈地区，对防雷装置应随时检查。

检测外部防雷装置的电气连续性，若发现有脱焊、松动和锈蚀等，应进行相应处理。

检查避雷针、避雷带（网、线）、杆塔和引下线的腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤情况。有损伤应及时修复；当锈蚀部位超过截面三分之一时，应更换。

测试接地装置的接地电阻值，若测试值大于规定值，应检查接地装置和土壤条件，采取有效的整改措施。

检测内部防雷装置和设备（金属外壳、机架）等电位连接的电气连续性，若发现连接处松动或断路，应及时修复。

检查电涌保护器的运行情况：有无接触不良、漏电流是否过大、发热、绝缘是否良好、积尘是否过多等，出现故障，应及时排除。视要求更换。