Analys av fel på strömkablar: 6 kritiska lärdomar

1. Förstärkt tillståndsövervakning och intelligent diagnos: Insikt om dolda faror innan de inträffar

I fall 1 gick en kabel som varit i drift i mer än 20 år sönder under hög strömförbrukning på grund av åldrad isolering. Detta belyser den enorma risken med passivt väntar på att misslyckanden ska inträffa. Modern teknik ger kraftfulla verktyg: Distribuerad fibertemperaturmätning (DTS) kan känna av temperaturavvikelser över hela linjen i realtid; onlineövervakning av partiell urladdning (PD) kan exakt fånga svaga urladdningssignaler inuti isoleringen, vilket är ett tidigt tecken på isoleringsnedbrytning; i kombination med offline-medel som kabeloscillationsvågdetektering (OWTS) konstrueras ett flerdimensionellt utvärderingssystem. Genom att använda ett avancerat övervakningssystem för partiella urladdningar har National Grid i Storbritannien lyckats minska felfrekvensen för viktiga kablar med mer än 40%, vilket bevisar effektiviteten i förebyggande underhåll.

2. Främja aktiv förnyelse av gamla kablar: vägra att använda dem efter att deras livslängd har löpt ut

Den viktigaste lärdomen i Case 1 pekar direkt på åldrande av kabel problem. När kablar närmar sig eller överskrider sin beräknade livslängd (vanligtvis 20-30 år) sjunker deras tillförlitlighet kraftigt. Det är viktigt att proaktivt identifiera och planera utbytet av sådana tillgångar. Genom att välja nya material som tvärbunden polyeten (XLPE) för att ersätta den gamla oljepappersisoleringen kan värmebeständigheten samt de elektriska och mekaniska egenskaperna förbättras avsevärt. I rapporten från USA:s energidepartement (DOE) påpekas att systematiskt utbyte av gammal infrastruktur är en viktig investeringsriktning för att förbättra elnätets motståndskraft, med betydande långsiktiga ekonomiska fördelar.

3. Optimering av dynamisk laststyrning av elnät: minska belastningen och kylkablar

Fall 1: Långvarig drift av kablar med hög belastning har påskyndat det termiska åldrandet av isoleringen. Vetenskaplig lasthantering är kärnan i att förlänga kablarnas livslängd. Det handlar bland annat om att använda SCADA-system för att övervaka belastningsgraden i realtid, att fördela belastningen korrekt baserat på big data och väderprognoser samt att på ett rimligt sätt skapa redundanta vägar i nätplaneringen för att undvika långvarig full belastning av en enda kabel. Tokyo Electric Power Companys strategi för dynamisk lastöverföring under sommarens toppbelastning förhindrade effektivt flera potentiella fel orsakade av överhettning.

4. Bygg upp ett skyddssystem för byggsamarbete: Skydda den underjordiska livlinan

Fall 2 orsakade allvarliga konsekvenser på grund av byggskador. För att förebygga sådana risker strikt skyddsmekanism för samarbete måste fastställas:

• Plattform för informationsdelning: Kraftbolagen måste dela med sig av korrekta GIS-data för underjordiska rörledningar till kommunala enheter och kommunikationsenheter.
• Obligatorisk genomgång och undertecknande före byggstart: Förtydliga kraven på placering, nedgrävningsdjup och skydd för kablar.
• Introduktion av dikesfri teknik: Till exempel riktad borrning och rördrivning för att minska riskerna vid direkt utgrävning.
• Fysisk identifiering och övervakning på plats: Markera tydligt och övervaka byggandet av viktiga sektioner. IEEE Standard 1283 innehåller detaljerade riktlinjer för byggnation i närheten av kraftanläggningar.

5. Förbättra personalens yrkeskunskaper och riskmedvetenhet: Bygg upp en solid försvarslinje för "människor"

Fall 2 visade på problemet med otillräcklig kompetens och medvetenhet hos byggpersonalen. Kontinuerlig professionell utbildning och rigorös kulturell uppbyggnad är oumbärliga:

• Riktad utbildning: Byggpersonal måste få särskild utbildning i kabelidentifiering, skyddsåtgärder och nödförfaranden samt klara bedömningen.
• Kraftövervakning: Vid arbeten i högriskområden bör kraftbolagen skicka personal som övervakar och vägleder på plats.
• Säkerhetskulturens genomslagskraft: Integrera konceptet "det finns kablar under jord, så var försiktig vid drift" i det dagliga livet. De tyska föreskrifterna om arbetssäkerhet (DGUV) innehåller obligatoriska bestämmelser om kvalifikationer och utbildning för operatörer som arbetar med underjordiska anläggningar.

6. Förbättra den intelligenta mekanismen för nödåtgärder: varje sekund räknas för att minska förlusterna

Båda fallen visar att snabb och korrekt respons vid nödsituationer är nyckeln till att kontrollera förluster. Det moderna nödsystemet för elnätet bör integreras:

• Intelligent lokalisering av fel: Använd teknik som vandringsvågor och impedansmetoder för att snabbt lokalisera felställen.
• Plattform för resursoptimering och schemaläggning: Dynamisk tilldelning av reparatörer, material och reservkraftkällor (t.ex. mobila transformatorstationer).
• Digitala planer och övningar: Bygg upp ett planbibliotek baserat på scenarier och optimera processer genom simuleringsövningar. Singapores elnät använder ett avancerat system för felhantering och dess genomsnittliga tid till reparation (SAIDI) är bland de högsta i världen, vilket visar värdet av effektiva räddningsinsatser.

Sammanfattning

Kraftkablarnas tillförlitlighet är långt ifrån en tillfällighet. Den bygger på djupgående reflektion över lärdomar från olika fall och systematiska åtgärder:

1. Uppfattningen först: Förlita sig på intelligent övervakningsteknik (DTS, PD) för att gå från passiv till aktiv;
2. Hårdvarubaserad: Avlägsna förfallna servicekablar och använd högpresterande material (XLPE);
3. Uppmätt drift: Skapa optimala arbetsförhållanden för kablar genom dynamisk schemaläggning;
4. Samverkande nätverksskydd: Bryt informationsöar (GIS-plattform) och länka samman hela byggkedjan;
5. Människoorienterad: Kontinuerligt stärka personalen i frontlinjen och göra säkerhet till en instinkt;
6. En nödsituation är som ett krig: Använd intelligens (snabb positionering, resursschemaläggning) för att vinna tid för akuta reparationer.

Endast genom att integrera dessa sex försvarslinjer och bilda en organisk helhet kan den "underjordiska livlinan" i det urbana elnätet bli verkligt oförstörbar och ge outtömlig kraft för det moderna samhällets vitalitet. Varje granskning av ett misslyckande är ett steg mot högre motståndskraft.