淺析影響10 k V配電線路故障率的因素及故障防范措施

趙桂雄

0 引言

相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，10 k V配電線路的故障率約占全電網(wǎng)故障率的70%，而當(dāng)前10 k V配電線路與35 k V及以上電網(wǎng)相比，設(shè)備的總體運(yùn)行質(zhì)量和供電可靠性均不夠高，其主要原因是10 k V配電線路范圍廣、行程長、線路情況復(fù)雜，容易受外部因素影響，其次配電線路所有設(shè)備、設(shè)施質(zhì)量良莠不齊，一定程度上影響了電能輸送可靠性。鑒于此，對(duì)10 k V配電線路故障率的影響因素分析如下。

1 10 k V配電線路故障率影響因素分析

1.1 設(shè)備因素

（1）輸電線纜的問題。輸電線纜作為電能輸送的載體，是輸電線路的基礎(chǔ)，因此在影響配電線路可靠性的因素中線纜問題不容忽視。線纜問題主要有：1）接頭處接觸不良。線纜接頭接觸不良容易在局部引起熱能積聚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒斷電纜造成故障。2）中間頭和終端頭老化。中間頭、終端頭是輸電線路的薄弱點(diǎn)，而局部存在電纜溝排水不暢現(xiàn)象，使得電纜中間頭長期處在潮濕或浸水的環(huán)境中，加速了老化，使熱膨脹系數(shù)改變而無法與電纜本體的熱脹冷縮同步，甚至形成間隙使水滲入線纜內(nèi)部，引起放電或?qū)е露搪肥鹿省?/p>

（2）配電變壓器故障。變壓器作為配電線路上調(diào)節(jié)電壓等級(jí)的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性直接影響著整個(gè)線路的正常運(yùn)行。變壓器的故障主要有變壓器自身故障及其控制設(shè)備故障。變壓器自身故障又按其發(fā)生部位的不同分為電路故障和磁路故障。電路故障主要有線圈絕緣受潮老化，投切器接觸不良、材料質(zhì)量和制造工藝不達(dá)標(biāo)等。磁路故障主要有穿心螺絲及鐵軛夾件與鐵心間的絕緣損壞、硅鋼片短路以及鐵心接地不良引起的放電故障等。變壓器控制設(shè)備故障主要發(fā)生在高壓控制、保護(hù)設(shè)備上。調(diào)查顯示，10 k V配電線路中，有90%的配電變壓器和專用變壓器都在使用跌落式熔斷器，而現(xiàn)實(shí)情況是跌落式熔斷器因其自身存在很多先天不足，比如開斷能力較低、熔件安秒特性不準(zhǔn)確、熔管容易變形、操作維護(hù)不便、規(guī)格型號(hào)較少等，會(huì)直接影響配電變壓器的可靠運(yùn)行。數(shù)據(jù)顯示，配電變壓器80%的故障發(fā)生在跌落式熔斷器上。

（3）金具斷裂或失效。金具作為配電線路上一個(gè)重要的組成部分，通過與其他部件配合達(dá)到對(duì)導(dǎo)線、地線的夾持和固定作用。一般來說，金具的工作狀態(tài)多為滾動(dòng)和滑動(dòng)并存，且由于接觸面粗糙而摩擦力較大，使得金具的最大切應(yīng)力位置向其表面轉(zhuǎn)移。隨著使用期限的延長，反復(fù)作用及應(yīng)力累積會(huì)在金具表面形成空洞，空洞進(jìn)一步擴(kuò)展就會(huì)形成裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度，金具的有效截面強(qiáng)度不能承擔(dān)載荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷裂而造成掉線事故。這種事故不僅會(huì)影響配電線路繼續(xù)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成安全事故并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 管理因素

（1）過載故障。隨著人們生活水平的日益提高，電能需求量迅速增加，現(xiàn)有的10 k V配電線路及配電設(shè)備容量已不能滿足用戶需求，存在著小馬拉大車現(xiàn)象，造成部分變壓器頻繁處于過負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在每年的季節(jié)性用電高峰期，過載情況更為嚴(yán)重。變壓器長期過載運(yùn)行會(huì)造成內(nèi)部各部件、線圈、油絕緣老化，或致使內(nèi)部缺油，使油面降低，造成絕緣油與空氣接觸面增大，加速空氣中水分進(jìn)入油面，降低變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度，當(dāng)絕緣降低到一定值時(shí)，變壓器內(nèi)部就發(fā)生了擊穿短路故障，影響整個(gè)配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）外力破壞。外力對(duì)配電線路的破壞是影響電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要外部因素，主要有4個(gè)方面：1）樹木搭電。某些區(qū)域生長著茂盛的樹木，其與配電線纜之間距離不夠，大風(fēng)天氣，樹木極易搭接輸電線纜而導(dǎo)致放電，或者整棵樹壓倒在線路上壓斷電纜導(dǎo)致事故。2）機(jī)動(dòng)車輛碰撞線桿而使其傾斜或折斷引發(fā)輸電事故。3）施工破壞或施工機(jī)械（如塔吊）碰觸導(dǎo)線引起相間短路故障。4）桿塔基礎(chǔ)或拉線基礎(chǔ)被掏空、惡意破壞，或者鐵塔附件或金具被盜，引起桿塔傾斜甚至傾倒而引發(fā)事故。

（3）檢修不力。輸電線路檢修管理方面的影響因素主要有：1）巡檢不到位、整改隱患不及時(shí)。2）線路設(shè)備定期試驗(yàn)和人員輪崗制度建設(shè)不完善。

2 降低10 k V線路故障率的措施

（1）預(yù)防電纜故障。預(yù)防電纜故障對(duì)配電網(wǎng)的影響可以從2個(gè)方面入手：1）選擇優(yōu)質(zhì)的電纜材料，以同心度和材料純度等為指標(biāo)選擇電纜品牌，確保優(yōu)質(zhì)的電纜投入使用；2）確保中間頭和終端頭的施工質(zhì)量，即電纜的終端頭和中間頭必須與電纜本體具有相容性，從而對(duì)電纜起到密封防潮、防水、機(jī)械保護(hù)的作用，保障線路安全運(yùn)行。

（2）加大設(shè)備管理與更新力度。首先要定期對(duì)配電線路各項(xiàng)設(shè)備開展預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)不合要求的及時(shí)整改或更換。同時(shí)，要對(duì)電纜的中間頭和終端頭進(jìn)行定期檢查，防止其老化導(dǎo)致線路故障。還要加大對(duì)陳舊設(shè)備的更新?lián)Q代力度，特別是變壓器上使用的跌落式熔斷器要用負(fù)荷開關(guān)代替，現(xiàn)有的變電站要加裝先進(jìn)的保護(hù)器以及故障報(bào)警設(shè)備。此外，在實(shí)踐應(yīng)用中，還要加強(qiáng)對(duì)金具等設(shè)施的合理使用：1）要對(duì)金具表面進(jìn)行處理，提高其接觸面的強(qiáng)度、硬度，從而提高其耐磨性，延長使用壽命；2）通過試驗(yàn)的方式測量一定載荷下金具的磨損率，來確定其特定條件下的運(yùn)行期限，確保金具不超齡服役，從而保障配電線路可靠運(yùn)行，降低故障率。

（3）加強(qiáng)線路運(yùn)維管理。1）加強(qiáng)宣傳教育：要有針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)線路運(yùn)維人員的教育培訓(xùn)力度，提高其運(yùn)維管理技術(shù)水平；要加大安全用電和保護(hù)輸電設(shè)施的宣傳力度，提高用戶的安全用電意識(shí)。2）嚴(yán)格執(zhí)行線路巡檢制度：電力管理部門要將線路巡檢任務(wù)落實(shí)到人，嚴(yán)格執(zhí)行線路跳閘責(zé)任的追究制度，對(duì)責(zé)任人進(jìn)行有效的績效考核；要進(jìn)行定期地交換、輪崗巡檢，通過交換對(duì)比巡檢記錄和檢修意見情況，來提高線路巡檢的質(zhì)量；線路運(yùn)維人員應(yīng)做好周密的符合實(shí)際情況的巡檢計(jì)劃，并嚴(yán)格執(zhí)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路安全隱患，及時(shí)采取整改措施，做到防患于未然。3）加大對(duì)外力破壞的防范力度：電力部門要針對(duì)各地區(qū)情況采取合理措施，比如加大對(duì)公眾的宣傳力度，增強(qiáng)人們對(duì)電力設(shè)施保護(hù)重要性的認(rèn)識(shí)；在夏季或雨季到來之前對(duì)配電線路進(jìn)行全線路巡檢，沿線處理樹木、建筑物對(duì)電纜的影響；在配電線路的關(guān)鍵部位利用各種視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，防止人為因素的破壞，切實(shí)保證線路安全運(yùn)行。

（4）加大過載檢測力度，提高應(yīng)急處置能力。電力部門配電線路運(yùn)維人員要密切關(guān)注10 k V饋線的負(fù)荷情況，并及時(shí)合理地調(diào)整負(fù)荷分布，嚴(yán)禁線路過載運(yùn)行，在用電高峰期要用遠(yuǎn)紅外測溫儀檢測各導(dǎo)線連接器的溫度，一旦溫度異常，立即進(jìn)行處理，避免因超溫熔斷導(dǎo)線或燒毀變壓器，甚至造成火災(zāi)事故。電力部門還要加強(qiáng)對(duì)配電線路設(shè)備的管理力度，要定期對(duì)配電線路各項(xiàng)設(shè)備開展預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)不合要求的及時(shí)整改或更換；要對(duì)陳舊設(shè)備或已無法滿足區(qū)域電能需求的設(shè)備加大更新?lián)Q代力度。此外電力部門還要組織相關(guān)人員進(jìn)行不定期的配電突發(fā)事故應(yīng)急演習(xí)，提高配電線路搶修人員處理突發(fā)事件的能力以及業(yè)務(wù)技術(shù)水平。

3 結(jié)語

我國配電線路網(wǎng)的建設(shè)和管理越來越規(guī)范，10 k V配電網(wǎng)作為供電企業(yè)和電力用戶之間連接的重要環(huán)節(jié)，有著電站分布點(diǎn)密集、線路分布廣和運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，其能否安全運(yùn)行直接關(guān)系著電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。而配電線路的運(yùn)行狀況即故障率的高低，不僅取決于線路的設(shè)計(jì)規(guī)劃是否合理、設(shè)備狀況是否良好、線路維護(hù)檢修工作是否及時(shí)到位及客服服務(wù)工作是否良好，更依賴于長期的基礎(chǔ)性、綜合性管理工作，只有把這些工作做好了，配電線路運(yùn)行才能朝著更安全、可靠、健康的方向發(fā)展。

［1］錢雋豐，劉冬.10 k V配網(wǎng)供電可靠性分析與管理［J］.北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009（2）

［2］魏程，夏冬梅.10 k V電纜線路預(yù)防故障措施［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（5）