高速公路供配电系统设备故障排除与运维

高速公路供配电系统设备故障排除与运维

叶宇聪

东莞市路桥投资建设有限公司常虎高速公路分公司，广东东莞523000

【摘要】：高速公路运营包含收费、路政巡查、路面监控、道路养护等业务，正常运营涉及的三大系统及照明系统设备都离不开电能，必须确保供配电系统设备的安全稳定运行。基于此，本文阐述了高速公路供配电系统的基本状况以及供电方式，对我国高速公路供配电系统设备养护管理遇到的常见问题进行分析，提出了故障排除及预防的几点建议。

【关键词】：高速公路；供配电系统；养护管理；故障排除及预防

根据交通运输部《2022年交通运输行业发展统计公报》，截至2022年末我国高速公路总里程为17.73万公里，居全球首位。高速公路的正常运营离不开供配电系统设备，主要为沿线路面、隧道及收费站设施供电，是运营管理中的重要一环，无法确保供配电系统设备的安全稳定运行，不仅威胁到司乘人员的安全，还会对高速公路运营产生负面影响，需要制定完善的养护方案，做好定期维修保养工作，有效排查和解决故障问题，确保高速公路供配电系统运行的安全性和稳定性。

1高速公路供配电系统概述

1.1高速公路供配电系统的基本状况

我国的高速公路供配电系统主要由10kV电力线路、变配电所、低压配电线路、配电箱和接地设施等组成，沿着高速公路呈带状式分布，供电距离长，负荷小而分散。基于建设成本和电力资源分配上考虑，通常由数个变配电所组成的一个相对独立供电系统，就近引入供电公司10KV电源，通过电力线路将10KV电源输送至高速公路各个变配电所处。变配电所本地变压器将10KV电源转为380V电源后，再通过低压配电设施和线路，将380V电源输送至用电设备处。

1.2供电方式

现阶段我国高速公路存在就近取电、集中供电等多种供电方式，应基于高速公路建设规划以及现场实际情况选出最佳的供电方式，一方面需要确保供电方式施工成本较低，另一方面则需要考虑后期的养护成本和难度。在研究我国目前已建设的部分高速公路供配电系统后可以知道，独立电源与柴油发电机组合，形成两路供电是当前的主流供电方式，独立电源是由供电公司变电站直接提供电能的，柴油发电机组则作为备用电源，若独立电源中断后，发电机组则发挥作用为高速公路供配电系统的运行提供电能资源，这种供电方式可以确保供电的稳定性，有效避免因供电异常而造成的设备故障问题[1]。

2我国高速公路供配电系统实际运行中的常见问题

2.1雷电过电压

雷电过电压也就是人们常说的雷害事故，该问题是当前我国高速公路供配电系统运行中较为常见的一类问题。我国高速公路10KV电源主要来自架空输电线路，架空输电线路大多远离市区等人口密集的区域，修建在空旷的野外或山区中。这时架空输电线路很容易遭雷击，过电压波会沿着输电线路逐步扩散至变配电所，可能会导致输电电线熔断、绝缘体爆炸等问题的发生，是导致高速公路供配电系统出现绝缘故障以及停电的重要原因。

2.2过载

高速公路在建设和投入运营初期已经确定了变压器容量、电缆线径和用电负荷等参数，随着运营年限增长，为满足后期运营需求和行业政策，逐渐增加了ETC门架、路灯、情报板、摄像机等用电设备，这时候往往会忽略原供配电系统设备难以满足新增设备的用电需求，产生过载问题，造成电气设备发热、保护跳闸甚至烧坏。倘若过载问题没有得到有效排查和及时处理，轻则影响供电稳定性，严重的会造成大面积供电中断甚至电气火灾。

2.3污闪

污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物，在潮湿的环境下逐渐溶于水，在电气设备绝缘表面形成一层导电膜，导致设备的绝缘能力大幅下降，产生泄漏电流，在电场力作用下出现的强烈放电现象。污闪的破坏力极强，但是在高速公路供配电系统设备的养护过程中也最容易被忽视，要确保高速公路正常运营，必须采取针对性的电气设备污闪预防措施。

2.4鼠患

除管理中心或收费站对应的变配电所外，高速公路其余供配电系统设备设施均分布在户外，这些场所环境复杂，其中存在大量电井、电缆沟、配电箱等可供小动物躲藏的区域。老鼠经常会出现在这些区域，在电气设备外壳上攀爬，啃食电线电缆、留下排泄物等行为都会直接或间接导致短路问题。一旦出现短路问题，不仅会供电，还有可能导致线路以及设备被烧毁，造成经济损失。

3故障预防及排除故障的要点

3.1供配电系统防雷

现阶段我国的防雷技术较为成熟，可以通过安装防雷系统的方式来避免雷击事件的发生，有效拦截、疏导雷电，并将雷电泄放入地，降低直击雷和雷击电磁脉冲对高速公路供配电系统的侵害。在供电线路运维管理过程中，高速公路运营单位可以建立防雷安全监测系统，动态化监控接地电阻、浪涌后备保护等，一旦发现故障问题，及时排查，使高速公路供配电系统的防雷能力得到提升，还能降低雷害事件对高速公路供配电系统设备的损坏风险。

3.2过载问题的预防

判断高速公路供配电系统设备过载问题的基本方法是检测设备开关、插座等位置是否有明显的发热情况，如若有，此时则表明供配电系统存在过载运行，反之则不存在过载运行的情况。因此，高速公路运营单位不仅要在供配电系统中科学评估电气设备的容量，还应当在运行过程中分析供配电系统的负荷情况，监测电力系统设备、线路的温度，并将每次监测的数据记录下来，尤其在核心位置更应当加大监测力度，一旦发现过载问题，及时调整供配电，有效预防过载问题的发生

[2]。

3.3污闪的预防和故障排除

在高速公路供配电系统运行维护过程中，闪污的预防需要注意遵循以下几点内容：首先，高速公路运营单位的日常维护工作人员需要排查并及时更换电力系统中耐污性能不达标的劣质绝缘子；其次，制定科学的清扫计划，定期清扫绝缘子，清扫频率不得低于一年一次；第三，在污闪问题较为严重的区域可以通过更换绝缘效果更突出的复合绝缘子或涂抹RTV涂料的方式来预防污染问题的发生[3]。

3.4鼠患的预防

老鼠啃食电线的其中一大重要原因是敷设的线路阻挡了老鼠的路，因此在高速公路供配电系统鼠患的预防上需要注意以下几点：日常维护工作人员进出控制室、电缆隧道以及值班室内必须要随手关门，做好防鼠挡板，倘若发现门缝较大、玻璃破碎或门损坏，第一时间更换；第二，因维修施工打开的洞口务必及时封堵；第三，做好定期检查工作，高速公路供配电系统的主变接线盒、机构箱等防鼠死角则应当加大检查力度；第四，通过加装MPG热缩防水绝缘罩来预防鼠患问题。

4高速公路供配电系统的运行维护

随着时间的推移，高速公路供配电系统设备在自然老化损坏以及人为原因的作用下安全性和稳定性大打折扣。为了保障高速公路供配电的安全稳定运行，提升人们的形成体验感，其运行维护工作应当遵循以下三点内容：

第一，建立健全的运维制度和计划，明确划分每个部门每名工作人员的职责范围，责任到人。按照运维计划定期开展故障的排查工作，并及时保存每次的检查、维修记录，善于分析和总结，形成运维管理经验。

第二，做好岗前技术培训，使工作人员掌握设备的运行原理以及故障排除和维修方法。

第三，及时淘汰陈旧的电气设备，更换保护等级更高、便于维护的开关柜，及时引进双电源开关、干式变压器等先进的产品。

结语

综上所述，相关部门必须要正确认识高速公路供配电系统设备故障排除和运行维护的重要性，制定科学的运维管理计划，运用专业的知识排查故障并给出对应的解决对策，切实保障高速公路供配电系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]苏金龙.高速公路隧道供配电系统设计中存在的问题[J].绿色环保建材，2018（5）：123，126.

[2]石志松.浅谈高速公路供配电工程的建设管理[J].建筑与装饰,2017(04).68-72.

[3]崔若春.高速公路分布式远距离智慧节能供配电系统[J].中国交通信息化，2018（8）：116-117.