变电站电缆沟积水问题的思考

摘 要：随着国民经济的快速发展，电力已经逐渐成为人民生活中的必需品，而作为提供这一必需品的供电环节，显而易见的担负着重大责任。经济的快速发展，人们对于电力的需求在不断上升，对于供电可靠性的要求日益增高，如何切实有效的提高供电可靠性也就成为了迫在眉睫的重大问题。要解决这一问题，要从根源入手，变电站作为维系电力系统稳固的基础环节无疑是最好的切入点，变电站本身承担着变换电压、接受和分配电能、控制电能流向等职能，变电站通过变压器将各级电压的电网联系在一起，可以说，变电站的平稳安全运行涉与广大人民群众的生产生活用电问题紧密相连。

关键词：电缆沟积水;实时监控;水位监测;简化工作

紧跟时代发展的脚步，电力系统的改革也在稳步推进，随着电力体制改革和国网公司三集五大体系建设的不断深入，新一代智能变电站工程已经逐渐落地成型。与此同时，伴随智能装备科研水准的不断加强，各省市电力公司的大运行体系也已基本实现了集控中心的集中化管理，促使各个变电站的非工作时间运行已基本达到无人或少人在岗即可正常运作，这大大提高了电力系统的有效工作效率和减少了非必要的人力资源浪费。但是，就目前供电供求情况来看，变电站仍存在一些问题亟待解决，其中包括目前大多数变电站现在使用的辅助设备，其自动化、智能化水平相对较低，主要工作仍需人工操作完成;监控中心无法对变电站内辅助设备进行实时监控、对辅助设备运行状况及时了解;对各个辅助设备进行统一的管理及记录等问题。并且在汛情发生时，由于消息的传输存在滞后性，变电站运维人员难以及时有效的第一时间做出应对措施，这可能会导致维修难度与维修时长的增加，从而拖慢了汛情的整体救援速度。同样的，在日常工作中对一些细微的进水问题也难以发现解决;变电站中的电缆沟主要用来放置和保护电缆，是变电站中不可或缺的基础设施。

一、现状调查

目前，针对变电站电缆沟存在以下问题。首先，变电站实行无人值守工作模式，一个集控中心监控着很多变电站，并且变电站都分散在各个地方。汛期检查工作量大。其次，在雷雨季节，要分别对各个变电站的电缆沟进行防汛检查，而且还要进行其他检查，并且每个站的电缆沟分布很多，要一个个检查，这样大大增加了工作人员的工作量和工作时间，也增加了工作强度，影响工作效率。再者，平时电缆沟渗水时不能报警提醒监控人员，只有在例行检查的时候才能发现问题，这样也存在很大的安全隐患。总的来说，现在各类变电站电缆沟分布在全站各处，虽然有水位观测点，但是必须要分别打开各处电缆沟盖板，使用目测方法观察。只有在特殊巡视时才会逐一打开检查，平时监控不能达到全时段，不能在出现问题时及时发现并报警。最后还有一点，变电站女值班员在翻开电缆沟可能力气不足，很容易受伤。而出现上述现象的根本原因在于：变电站巡视基本上靠人力目测，并根据天气等因素人为判断再进行检查。汛期检查工作量大，如果是雨天翻电缆沟盖板，容易造成人员受伤。监控人力不足，监控设备存在局限性，没有相关新技术进行替代人员检查。

根据上述论述分析，通过实时监测变电站电缆沟水位变化，在遭遇极端天气时及时预警并采取安全防范措施，可有效降低电气设备被水淹的风险，也可显著降低开关室内的湿度，保证了开关室内电气设备的正常运行，驱除了电缆沟长期积水而造成线缆损坏的隐患，大大减少了安全生产事故的发生，有效提高了供电可靠性。同时给人工打开电缆沟盖板观察沟内是否有积水的工作带来便利，大大减轻了巡检、维护人员的工作量和劳动强度。因此，及时发现并排除电缆沟积水，对电网安全稳定可靠运行乃至维持国民经济的继续高速发展至关重要。

经查阅分析，针对变电站电缆沟积水问题，目前主要从以下两方面着手解决：1）从施工质量、设计方面进行优化选择;2）实时监测电缆沟内进水状况并及时排水。对于已建成的变电站而言，方案二相较于方案一更易于实现。于此，我们查阅了相关文献资料。通过搜索中国知网数据网关于“变电站电缆沟水位监测”的关键词的学术论文、文献、期刊等搜索结果，其中只有1篇切题的参考文献。在专利网站查询显示以同样关键词搜索的相关专利，共出现43条相关专利。根据搜索结果来看，国内对于此项问题的研究仍处在较为初级的阶段，需要更多的研究成果来推动相关技术成熟。通过对参考文献的分析，发现所提方案大多是监测装置与控制系统的不同与在此基础上的改进，而整个装置系统未采用独立的供电系统。对此，本文提出了一种基于太阳能供电系统的变电站水位智能指示系统。

二、问题解决

针对低洼变电站电缆沟积水的难题，现提出一种变电站水位智能指示系统。该系统其主要包括四个部分：水位传感器感应模块、主控系统、太阳能供电系统、水位监测指示灯。水位传感器感应模块实时监测电缆沟积水水位;水位传感器感应模块将感应到的水位以信号形式发送给主控系统;主控系统在接收到信号后，通过控制水位监测指示灯监测水位高度变化。工作人员通过定期观察水位监测指示灯就可知道电缆沟下积水的水位高度;整個系统内部由太阳能供电系统供电。

其中水位传感器感应模块主要监测电缆沟水位高度变化，其通过内部转换将水位高度以信号形式发送给主控系统。主控系统将接收到的水位高度信号通过内部转换，控制水位检测指示灯对应出相应高度。由于水位传感器需与水接触，故水位传感器感应模块须做到防水功能。

水位监测指示灯由主控系统控制，电缆沟下的水位高度需对应到水位监测指示灯高度的变化;每一格灯都对应好一个提前设定的高度，因此工作人员可通过水位监测指示灯高度的变化从而直观的观察到水位的变化。由于变电站内电缆沟数量较多，所以每个电缆沟可安装1-2个水位传感器，每一个水位传感器对应一个水位监测指示灯。

主控系统通过定时接收水位传感器模块发送的信号，通过信号变换和传输从而控制水位监测指示灯根据水位变化而变化。由于变电站水位智能指示系统耗电量较大，考虑到后期充电太过频繁所以主控系统选择低功耗和定时获取水位传感器模块的信号。

太阳能供电系统主要通过太阳能电池板给系统电池充电，再由系统电池给整个系统供电。从而实现节约成本并且为工作人员进行后期维护带来便利。

三、思考及总结

针对于前文所述的目前阶段供电站面临的电缆沟排水问题，利用变电站水位智能指示系统可以有效省去工作人员掀开电缆沟盖板之后观察水位的繁琐步骤，直接通过观察水位监测指示灯灯高变化进而了解电缆沟水位高度变化并可通过水位高度变化及时采取对应的有效安全措施。这一系统的出现相信会立竿见影的缓解在检查电缆沟水位方面的工作量，从而大大提高了工作人员的工作效率，减少了了低效繁琐的工作量，让变电站工作人员可以有更多的时间去检查、处理复杂设备与问题，并且这也深刻贴合了当前变电站无人值守的改革需要。

参考文献：

[1]杨孝志，陆巍，吴少雷，等 . 电力电缆故障定位技术与方法 [J]. 电力设备，2007，8（11）： 22-24.

[2]夏新民，电力电缆选型及敷设 [M].北京.化学工业出版社，2008

[3]李世斌，10kV电力电缆进水原因分析及处理，《电气技术》2021

作者简介：

姓名：王庆枫，出生年月：1977-07-02，男，汉族，籍贯：安徽省滁州市，所在院校：浙江大学，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电气工程及自动化。