基于零缺陷理论的高压电缆“四维融合”运维管理体系构建与应用

袁奇　周韫捷　张屹　安然　夏慧

[摘 要]随着城市化进程不断加快，城市电缆规模增长迅速，地下通道资源愈发紧张，电缆运维工作量持续增加，电缆运行安全风险和运维压力陡增。在高压电缆全过程质量管控要求愈发严格的大背景下，急需构建更加高效的电缆运维管控模式，全方位提升电缆运维水平。鉴于此，本文将零缺陷理论与高压电缆运维管理工作相融合，研究设计基于零缺陷理论的高压电缆“四维融合”运维管理体系，助力提升高压电缆运维精益化、智能化水平，提高电缆运维管理质效，进一步保障城市供电可靠性。

[关键词]高压电缆;“四维融合”;运维管理体系

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.067

[中图分类号]F273.2[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2021）04-0-03

1     高压电缆运维管理现状

相比架空线，高压电缆凭借大容量、高可靠、占地少等独特优势而备受青睐。加之城市化进程不断提高，促使城市电网电缆化率持续攀升，近年来，上海高压电缆设备总量保持年均10%的快速增长。与此同时，给高压电缆运维管理带来以下几方面的问题和挑战。

1.1   高压电缆本质安全水平提升迫在眉睫

伴随着城市电网电缆化率持续攀升，地下电缆通道资源愈发紧张，各电压等级电力电缆同通道、多回路、密集敷设情况不断增多，火灾、外破等安全隐患较为突出，亟待构建更加高效的电缆运维管控模式，增強高压电缆灾害抵御能力、降低大面积停电风险、保障城市电网高可靠性供电。

1.2   高压电缆精益管理水平提升势在必行

随着设备规模快速增长，电缆及通道的运维、检修和工程配合等业务量同步快速增长，专业人才结构断层和短缺问题日益突出。在电网迅猛发展、电缆外部运行环境日趋复杂，全社会对供电可靠性要求不断提高的背景下，推动电缆运维管理更趋精益化是实现运检提质增效的必然趋势。

1.3   高压电缆智能运检水平提升刻不容缓

目前，高压电缆及通道智能巡检技术仍处起步阶段，相关智能状态感知技术发展有限，覆盖不足，运检大数据接入、融合处理及分析诊断能力相对薄弱。在高压电缆全过程质量管控要求下，需要加快推进电缆运检技术与“大云物移智”等现代信息通信技术的进一步融合应用，实现电缆运维的数字化、智能化管理。

1.4   高压电缆技术创新水平提升是大势所趋

随着电缆专业化管理要求越来越高，公司在电缆绝缘状态诊断、新型试验检测方法与状态感知等技术研究方面还需进一步加强，以对电缆运检工作形成强有力支撑。因此，研究建立电缆运维管理体系，推动技术创新工作，是进一步提高电缆运行维护能力、树立电缆运行标杆地位的必然选择。

2     构建基于零缺陷理论的高压电缆“四维融合”运维管理体系

2.1   体系框架建立

零缺陷（Zero Defects）的概念诞生于1962年，由被誉为全球质量管理大师、“零缺陷”之父的美国质量管理学家菲利浦·克劳士比率先提出，其核心思想是通过构建一套预防控制体系，明确输出目标、控制输入内容，实现“一次就把事情做对”。而对于高压电缆运维管理工作来说，最重要的一点就是要做好预防检修，提升运行维护能力、保障高可靠性供电，这与零缺陷的预防控制理念与不谋而合。

为此，在“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略指引下，国家电网有限公司相关构建了以零缺陷理论为基础，以本质安全为核心，以精益管理和智能运检为支柱，以技术创新为依托，以“助力建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”为目标的高压电缆“四维融合”运维管理体系框架。体系框架如图1所示。

2.2   体系内容构建

2.2.1   强化源头预防，加强施工、产品质量管控与风险隐患治理

①强化项目源头管控。要通过前移运维阵线，深度介入电缆建设项目可研、初设、施工验收等环节，做好源头预防。并借助电缆工程项目管控系统，推动工程前期作业流程标准化、规范化，强化电缆线路在设计、施工和验收阶段的安全质量管控。②加强产品质量管控。按照设备全寿命周期管理的理念，重点从设备选型、设备采购、设备投运和设备改造4个方面，对电缆设备进行全面质量管控。选型阶段加大优质设备技术规范应用力度，采购阶段严格履行物资监造检验和验收制度，投运阶段积极落实电缆及附件“首台首套”机制，改造阶段加快中压老旧电缆和油纸电缆隐患排查与更新改造。③加强施工质量管控。建立施工现场“双重”监管保障机制。“第一重”是把好人员资质审核关，基于施工现场质量管控平台，开发人脸识别功能，对附件安装人员进行资质审核与确认;“第二重”是把好施工作业质量关，建立附件安装施工评价标准，由现场监督人员从安全、技术、环境3方面对施工过程进行评分，根据评价结果改进闭环。④加快风险隐患治理。以国网公司“六防”隐患管理体系为基础，结合上海电缆运维实际，补充加入“假双回、密集通道、上排敷设、埋深浅、休止易盗”等多项细分内容，实现通道风险隐患全覆盖、全监控。建立风险隐患评估模型，按照“正常、注意、异常、严重”4个等级，实时评估设备最新状态，根据评估结果提供科学的运维检修策略建议，实现智能决策。

2.2.2    完善管理体系机制，加强人员意识能力培养

①完善制度标准体系。梳理分析现有高压电缆生产制造、规划设计、施工验收、运维检修等方面的国标、行标、企标等标准体系，针对相关环节的差异化技术条款提出修改建议，促进专业管理要求和技术标准融合统一，进一步完善电缆带电检测设备、在线监测装置相关技术规范，参与推进企业标准提升，强化标准规范执行力度。②提升状态检测能力。组织保障方面，对照状态检测工作技术要求，构建包含技术管理人员、运维人员和试验人员等多层次人员组成的状态检测专项工作网络。技术保障方面，加强状态检测技术体系建设，针对各种检测手段制定相关技术规范，确保状态检测工作的规范化与标准化。③加强零缺陷意识培养。开展“零缺陷”理论宣传和教育，使运维人员树立“零缺陷”运维管理意识，准确把握“做正确的事、正确的做事和一次做正确”的零缺陷意识内涵，转变运维管理观念，形成“一次就把事情做对”的工作文化，尽量避免高压电缆运行故障的发生。④加强人员交流与培训。构建“培训需求分析—培训计划制订—培训计划实施—培训总结评估”的闭环培训运作模式，依托公司“智揽创新工作室”“技能大师工作室”“首台首套工作基地”“满天星女子局放团队”4个平台，广泛开展电缆理论技术交流、实操竞赛比武、技能培训考核、创新项目攻关等活动，形成良性的电缆专业人才培养机制。⑤完善应急管理机制。组建应急抢修队伍，完善与政府等相关单位工作联动机制，实现信息共享，提升应急处置效率。制定电缆故障应急抢修处置制度，编制标准化作业流程卡，借助移动作业App等信息化作业工具，对抢修响应、抢修方案、抢修过程、抢修结果等环节的全过程实时管控，提升应急保障能力和水平。

2.2.3    构建电缆设备监测管理体系，推广移动巡检技术，开展智能辅助决策

①构建电缆设备监测管理体系。根据电缆本体与通道环境状态实时感知与监控分析的实际需求，完成光纤测温、高频局放、智能巡检机器人等电缆运行监控装备、仪器仪表配置工作。通过电缆综合监控系统平台，对装有状态采集装置的电缆及通道数据进行实时分析、状态诊断与自动预警和远程操作，确保电缆设备故障及时发现和快速处置。②推广移动巡检技术。通过射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）电子标签、二维码等标识的现场加装，配合无人机、探测器、智能巡检机器人的应用，实现高压电缆及通道移动巡检、智能巡检。并借助电缆管控平台对隧道巡检工作进行实时跟踪及管理，实现对电缆及通道的巡检及时率、到位率的准确监控，进一步提高电缆及通道巡检质量。③开展智能辅助决策。梳理电缆设备安全风险管理历史实践经验，建立电缆线路及通道隐患数据库与治理经验案例库。利用高压电缆专业精益化管理综合平台，对电缆本体、通道环境和附属设备信息进行多维度综合分析和诊断，实现设备受损状况智能评估和故障位置的迅速研判、及时消除。

2.2.4    建立新技术新装备试点应用与项目创新管理机制，提升电缆运维技术创新水平

①大力推进新技术试点应用。开展内置局放、内置测温、涡流探伤、光纤振动反外损等技术应用，完成基于大数据分析技术的高压电缆故障智能诊断系统开发，实现高压电缆故障精准定位，提高抢修效率。②广泛开展新装备推广应用。推广应用具有远程授权开闭锁、智能传感功能的新一代智能电力井盖，安装轻型化具备图像识别功能的隧道巡检机器人等，提升通道环境监测预警能力，实现电缆通道状态全感知，进一步提升高压电缆本质安全水平。③开展科技项目研究。积极开展科技项目攻关，做好机制和平台两方面的建设工作，深入开展高压电缆缓冲层故障机理与关键技术研究等电缆检测新技术的科技项目攻关，以及各类先进技术工具的研发创新，努力在电缆工程设计、建设、运维、检测等全领域实现技术领先。

3     体系应用情况

基于零缺陷理论的高压电缆“四维融合”运维管理体系在500千伏三安5192智慧电缆线路建设工作中进行了实际应用。500千伏三安5192智慧电缆线路建成之后，电缆本体在全线安装在线局放、分布式光纤测温以及接地环流等多种类在线监测系统的基础上，增加了故障区自动判别与故障分析模块;通道环境在安装火灾自动探测报警、风水电自动监测、隧道出入门禁技防、视频红外监控系统的基础上，增加了有毒有害气体监测报警系统、应急广播系统、烟感消防报警系统及智能巡检机器人与通道应急感知系统，实现了电缆本体、通道环境和隧道安防全范围智能监控及电缆线路健康状况的全方位掌握，提高了高压电缆设备的精益化管理水平，保障了高压电缆线路的安全稳定运行。

500千伏三安5192智慧电缆线路建成运行至今从未发生过故障，已成为系统内高压电缆线路及通道运维管理的范本，未来可作为体系深化应用的典型案例，在高压电缆运维管理专业领域进行全面推广。

4     结 语

通过建设基于零缺陷理论的高压电缆“四维融合”运维管理体系，打造了高压电缆智慧管控模式，实现设备管理全景化、运行状态透明化、巡检工作智能化，诊断决策智慧化和设备修复高效化，支撑高压电缆精益高效运维，推动电缆专业高质量发展。

体系建设与应用的具体成效包括3个方面：①可以强化高压电缆运行本質安全水平，辅助电缆运维管理决策判断，提升电缆运检工作质效;②可以实现高压电缆运行智能评估和辅助决策，节约运检成本、减少停电损失;③可以提升高压电缆运维精益化、智能化水平，进一步保障城市供电可靠性，助力上海智慧城市建设。

主要参考文献

[1]王建伟.高压电力电缆的运行维护分析[J].设备管理与改造，2019（20）：59-60.

[2]杨天宇.基于大数据技术的高压电缆线路故障诊断及精益化管理系统[J].电力与能源，2019（6）：697-699.