Анализ отказов силовых кабелей: 6 важнейших уроков

1. Усиление мониторинга состояния и интеллектуальной диагностики: выявление скрытых опасностей до их возникновения

В примере 1 кабель, прослуживший более 20 лет, вышел из строя во время пикового потребления электроэнергии из-за старения изоляции. Это подчеркивает огромный риск пассивное ожидание неудач. Современные технологии предоставляют мощные инструменты: Распределенное оптоволоконное измерение температуры (DTS) позволяет ощущать температурные аномалии по всей линии в режиме реального времени; онлайн-мониторинг частичного разряда (PD) позволяет точно фиксировать слабые сигналы разряда внутри изоляции, что является ранним признаком деградации изоляции; в сочетании с автономными средствами, такими как обнаружение волн колебаний кабеля (OWTS), создается многомерная система оценки. Развернув передовую систему мониторинга частичных разрядов, компания National Grid из Великобритании успешно снизила частоту отказов ключевых кабелей более чем на 40%, доказав эффективность предиктивного обслуживания.

2. Содействие активному обновлению старых кабелей: отказ от их использования по истечении срока службы

Основной урок примера 1 напрямую указывает на старение кабеля проблема. Когда срок службы кабелей приближается к расчетному или превышает его (обычно 20-30 лет), их надежность резко падает. Очень важно заблаговременно выявлять и планировать замену таких активов. Выбор новых материалов, таких как сшитый полиэтилен (XLPE), для замены старой бумажно-масляной изоляции может значительно улучшить теплостойкость, электрические и механические свойства. В отчете Министерства энергетики США (DOE) отмечается, что систематическая замена старой инфраструктуры является ключевым направлением инвестиций для повышения устойчивости электросетей, что дает значительные долгосрочные экономические выгоды.

3. Оптимизация динамического управления нагрузкой энергосистем: снижение нагрузки и охлаждение кабелей

Случай 1: Длительная эксплуатация кабелей под высокой нагрузкой привела к ускоренному тепловому старению изоляции. Научное управление нагрузкой является основой продления срока службы кабелей. Это включает в себя: использование систем SCADA для мониторинга уровня нагрузки в режиме реального времени; точное распределение нагрузки на основе больших данных и прогнозов погоды; разумное определение резервных маршрутов при планировании сети, чтобы избежать длительной полной нагрузки на один кабель. Стратегия Tokyo Electric Power Company по динамическому переносу нагрузки во время летнего пика эффективно предотвратила многочисленные потенциальные сбои, вызванные перегревом.

4. Создайте систему совместной защиты при строительстве: Защита подземных коммуникаций

Случай 2 привел к серьезным последствиям из-за повреждения конструкции. Чтобы предотвратить подобные риски, необходимо строгий механизм защиты совместной работы должны быть установлены:

• Платформа для обмена информацией: Энергетическим компаниям необходимо обмениваться точными данными ГИС о подземных трубопроводах с муниципальными и коммуникационными подразделениями.
• Обязательный предстроительный инструктаж и подписание: Уточните расположение, глубину залегания и требования к защите кабелей.
• Внедрение бестраншейной технологии: Такие методы, как наклонно-направленное бурение и трубные домкраты, позволяют снизить риск прямых земляных работ.
• Физическая идентификация и мониторинг на месте: Четко обозначьте ключевые участки и контролируйте их строительство. Стандарт IEEE 1283 содержит подробные рекомендации по строительству вблизи энергообъектов.

5. Повысить профессиональные возможности персонала и его осведомленность о рисках: Постройте надежную линию обороны "люди"

Случай 2 выявил проблему недостаточной квалификации и осведомленности строительного персонала. Непрерывное профессиональное обучение и тщательное культурное строительство незаменимы:

• Целевое обучение: Строительный персонал должен пройти специальное обучение по идентификации кабелей, мерам защиты и аварийным процедурам и сдать экзамен.
• Контроль питания: При проведении работ в зонах повышенного риска энергетические компании должны направлять персонал для надзора и руководства на месте.
• Проникновение культуры безопасности: Внедрите в повседневную жизнь концепцию "под землей находятся кабели, поэтому будьте осторожны при работе". Немецкие правила безопасности труда (DGUV) содержат обязательные предписания по квалификации и обучению операторов, занятых на подземных объектах.

6. Усовершенствуйте интеллектуальный механизм реагирования на чрезвычайные ситуации: каждая секунда имеет значение для снижения потерь

Оба случая показывают, что быстрое и точное реагирование на чрезвычайные ситуации является ключом к контролю потерь. Современная аварийная система энергосистемы должна объединять:

• Интеллектуальное обнаружение неисправностей: Используйте такие технологии, как бегущие волны и импедансные методы, для быстрого обнаружения мест повреждения.
• Платформа для оптимизации ресурсов и составления расписаний: Динамическое распределение аварийных ремонтных бригад, материалов и резервных источников питания (например, мобильных подстанций).
• Цифровые планы и сверла: Создайте библиотеку планов на основе сценариев и оптимизируйте процессы с помощью симуляционных учений. В энергосистеме Сингапура используется передовая система управления неисправностями, а среднее время устранения неисправностей (SAIDI) является одним из самых высоких в мире, что отражает ценность эффективного реагирования на аварийные ситуации.

Резюме

Надежность силовых кабелей далеко не случайна. Она основана на глубоком осмыслении опыта и систематических действиях:

1. Восприятие на первом месте: Положитесь на интеллектуальные технологии мониторинга (DTS, PD), чтобы перейти от пассивного к активному режиму;
2. На основе аппаратного обеспечения: Решительно откажитесь от просроченных сервисных кабелей и перейдите на использование высокоэффективных материалов (XLPE);
3. Измеренная работа: Создайте оптимальные условия для работы кабелей благодаря динамическому планированию;
4. Совместная защита сети: Разрушить информационные острова (платформа ГИС) и связать воедино всю строительную цепочку;
5. Ориентированность на людей: Постоянно расширяйте возможности персонала, работающего на передовой, и сделайте безопасность инстинктом;
6. Чрезвычайная ситуация похожа на войну: Используйте интеллектуальные возможности (быстрое позиционирование, планирование ресурсов), чтобы выиграть в своевременности аварийного ремонта.

Только объединив эти шесть линий обороны в органичное целое, можно сделать "подземный спасательный круг" городской энергосистемы по-настоящему несокрушимым и обеспечить неиссякаемую энергию для жизнедеятельности современного общества. Каждый анализ неудач - это шаг к повышению устойчивости.