电力四级设备运维常见故障与检修难题有哪些？

在电力系统中，通常所说的“四级设备”可理解为电力网络中的中低压配电侧关键设备，如配电变压器、断路器、隔离开关、互感器等。这类设备的稳定运行直接关系到供电可靠性与用户用电体验。在实际运维中，它们面临着诸多典型故障与检修难题，本文将结合技术标准与现场实践进行梳理分析。

一、常见故障类型及其成因分析

电力四级设备的故障可大致归为外部故障、内部故障及系统性故障三大类，其具体表现与诱因各有不同。

1. 外部接触性热故障

这是最为频发的故障类型之一，主要集中于设备的外部电气连接点，如母线接头、电缆终端头、开关触头等。其根本原因在于长期运行中的接触不良：电气裸接头暴露在大气中，受氧化、灰尘、腐蚀性气体影响，导致接触电阻增大；在负荷电流作用下，接头处发热加剧，电阻进一步升高，形成恶性循环，最终可能引发连接点烧熔甚至火灾。据统计，这类由接触不良引发的热故障可占外部故障的90%以上。设备老化导致的机械部件松动、弹性失效也是重要诱因。

2. 内部绝缘与回路故障

相较于外部故障，内部故障更具隐蔽性和危害性。它主要指封闭在设备壳体、绝缘油或固体绝缘介质内部的电气回路故障和绝缘劣化。例如，配电变压器内部的绕组匝间短路、绝缘油受潮或劣化；断路器灭弧室介质强度下降导致开断失败；电压/电流互感器的内部绝缘击穿等。这类故障通常由制造缺陷、长期电热应力、过电压冲击或绝缘材料自然老化引起。故障初期征兆不明显，但一旦发展，往往造成设备严重损坏甚至爆炸，影响范围广。

3. 二次系统与保护装置故障

四级设备的可靠运行离不开测量、控制、保护的二次回路与设备（如继电保护装置、测控单元）。二次系统故障同样常见，包括：

回路故障：如接线松动、端子锈蚀导致的信号中断或误发，以及因绝缘破损引起的直流系统接地故障。

装置本体故障：电子元器件（如电容、芯片）老化失效，继电器触点氧化粘连，电源模块不稳定等。

逻辑与定值问题：保护逻辑配置不当、定值整定不合理，可能导致该动作时不动作（拒动），或不该动作时误动，扩大事故范围。

4. 系统性运行故障

此类故障与设备所处的系统环境密切相关，主要包括：

短路故障：因绝缘失效、小动物侵入、外力破坏等原因，导致相间或相对地形成低电阻通路，产生巨大的短路电流，对设备和线路造成电动力与热损伤。

过负荷故障：实际运行电流长期或短期超过设备额定容量，导致设备过热、绝缘加速老化，是引发前述各类故障的重要诱因。

二、核心检修难题与挑战

面对上述故障，电力检修维护工作在实践中常遇到以下难题：

1. 故障检修模式滞后，预防性检修成本效益低

传统的“故障检修”（或称事后检修）模式是在设备发生功能性故障、无法继续运行后才进行维修，这种方式会无计划地中断供电，造成较大经济损失和安全风险。而广泛采用的“定期预防性计划检修”（TBM）虽有所改善，但也存在明显弊端：随着电网设备数量激增，定期检修所需的人力、物力投入巨大，且检修周期和项目多基于经验，缺乏精准导向，导致“过度检修”与“检修不足”并存，性价比和劳动生产率较低。特别是对于故障发生时间与运行时间无关的随机性故障（如部分电子元器件故障），定期检修难以有效预防。

2. 状态监测与精准诊断技术应用不足

实现从“定期检修”向“状态检修”（CBM）或“预测性维护”转变，是行业共识和发展方向。其核心在于能够实时、准确地获取设备状态数据（如局部放电、油色谱、红外温度、机械特性等），并进行分析诊断。对于数量庞大的四级设备，全面部署在线监测装置成本高昂；而依赖人工巡检（如红外测温、超声局放检测），则存在数据不连续、时效性差、对人员经验依赖度高的问题。如何经济、有效地获取关键状态参数，并建立准确的故障预测模型，是一大技术与管理挑战。

3. 检修工艺标准化与质量控制待加强

检修工作质量直接决定设备修复后的运行可靠性。检修前若未对设备开盖后的内部状况进行细致检查并记录，检修中若不严格执行标准化作业程序，检修后若未进行充分的试验验证，都可能留下隐患。例如，断路器大修后机械特性参数调整不当，可能导致分合闸时间不合格，影响开断性能。检修现场的安全风险管控、备品备件的质量管理和更换标准，也都是需要持续关注的难点。

4. 智能化运维转型中的适应性问题

国家层面推动电网智能化、数字化转型，相关政策鼓励应用物联网、大数据、人工智能技术提升运维水平。但对于基层运维单位，将智能运维技术（如二次设备智能诊断、无人机巡检数据分析）与现有业务流程、人员技能、管理体制深度融合，仍面临数据接口不统一、算法模型实用性验证、复合型人才短缺等现实困难。

三、对策建议与规范指引

针对上述难题，结合技术发展与政策导向，提出以下思路：

1. 深化状态检修，推广差异化运维策略

应依据《DL/T 393-2023 输变电设备状态检修试验规程》等标准，对四级设备进行风险评估和状态评价，根据设备重要程度和健康状态，制定差异化的巡检、试验和检修策略。对核心设备或状态不良设备，可加大在线监测投入和巡检频次；对状态良好的次要设备，可适当延长检修周期，优化资源配置。

2. 强化技术监督，引用标准与数据支撑

运维和检修工作应严格遵循相关国家标准（如GB 50150《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》）和行业规程。在分析故障和评估状态时，应注重引用具体参数和数据，例如：接头温升不得超过GB/T 11022规定的允许值；变压器油中溶解气体含量需对照《DL/T 722-2023 变压器油中溶解气体分析和判断导则》进行故障诊断。参考行业白皮书或权威研究报告中的统计数据，能有效支撑运维决策的科学性。

3. 加强人才培养与标准化作业

应对检修人员开展常态化培训，使其熟练掌握新设备、新技术的原理与检修工艺。严格落实检修作业指导书和工艺标准，完善检修过程中的质量监督和记录归档制度，确保检修工作可追溯、质量可控。

4. 积极响应政策，推动智能运维落地

结合《电力可靠性管理办法（暂行）》、《关于加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》等国家政策对供电可靠性和智能化提出的要求，积极探索适用于四级设备的低成本、高可靠性智能传感技术和边缘计算诊断方案，利用数字化手段提升故障预警能力和运维效率，逐步构建与新型电力系统相适应的智能运维体系。