淺談10kV配電線路常見故障及處理措施

摘要：10kV配電線路是整個(gè)供配電網(wǎng)絡(luò)的“中堅(jiān)”，也是故障多發(fā)之域。文章從研究10kV配電線路的故障類型出發(fā)，分析了10kV配電線路的故障現(xiàn)象、故障原因，并基于此提出了相應(yīng)的處理措施，以降低10kV配電線路故障發(fā)生的概率。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；配電線路故障；故障類型；故障處理；供配電網(wǎng)絡(luò) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM726 文章編號：1009-2374（2015）12-0139-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.069

近年來，我國高度重視建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，投入大量資金進(jìn)入配電網(wǎng)的升級和改造。10kV配電線路接近用戶側(cè)，運(yùn)行條件相對惡劣，經(jīng)常處于荒僻的郊外或人煙稠密處，受到各類干擾因素影響大；此外，10kV配電線路由于聯(lián)絡(luò)用戶側(cè)，因此輸電里程較長，從環(huán)境和概率兩方面分析，10kV配電線路都是故障的高發(fā)區(qū)。因此，有必要熟悉10kV配電線路的常見故障，并積極采取應(yīng)對措施。對無法避免的故障，著重建立應(yīng)急體系；對可以避免的故障，著重建立預(yù)防體系。

1 10kV配電線路常見故障分析

配電線路工作于電網(wǎng)條件最惡劣的環(huán)境，長期面臨惡劣天氣、自然災(zāi)害、人為破壞等干擾因素，同時(shí)，長期以來電網(wǎng)發(fā)展注重主網(wǎng)而忽視配網(wǎng)的情況一直存在，導(dǎo)致配電網(wǎng)設(shè)備更新?lián)Q代較慢，存在一定的老舊現(xiàn)象。對于10kV配電線路的故障應(yīng)該從故障現(xiàn)象、故障結(jié)果、故障原因等方面進(jìn)行分析。

1.1 單相接地故障

根據(jù)電網(wǎng)故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，單相接地故障是10kV配電線路故障的最常見形態(tài)，約占配電線路故障的80%左右。

1.1.1 故障現(xiàn)象：單相接地是指10kV配電線路的某一相發(fā)生短路故障，故障電流與大地形成通路，有時(shí)可能出現(xiàn)很大的短路電流。

1.1.2 故障影響：目前，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中出現(xiàn)單相接地故障必須由繼電保護(hù)動(dòng)作立即切除，一旦繼電保護(hù)不能正確動(dòng)作，則單相接地故障導(dǎo)致的大接地電流很可能損壞電氣設(shè)備，引起事故停電；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地的小電流系統(tǒng)，在10kV配電線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于故障電流較小，允許帶故障運(yùn)行2個(gè)小時(shí)。但對于發(fā)生單相故障的小電流接地系統(tǒng)來說，此時(shí)非故障相電壓抬高，可能會(huì)對線路上運(yùn)行的電氣設(shè)備帶來影響，導(dǎo)致設(shè)備絕緣損壞；同時(shí)，間歇性的單相接地還可能導(dǎo)致拉弧，引起系統(tǒng)諧振。

1.1.3 故障原因：（1）樹枝觸碰。自然界的風(fēng)擺動(dòng)或林木生長是導(dǎo)致10kV配電線路接地故障的主要原因，10kV配電線路桿塔跨越面積廣、桿塔設(shè)計(jì)不高、線路弧垂較大，當(dāng)線路走廊附近樹木生長過快且修剪不及時(shí)時(shí)，遇到大風(fēng)很容易與配電線路搭接，造成間歇性的單相接地。（2）違章建筑。配電線路在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)綜合考慮線路的高度、風(fēng)偏、弧垂等因素，保持一定的裕量。對正常高度的建筑物，10kV配電線路應(yīng)該能保持足夠的有效距離。如果線路通道附近有私建的違章建筑，與線路距離在有效距離外，則線路有可能通過空氣放電，導(dǎo)致與違章建筑出現(xiàn)短路。（3）雷擊。雷擊導(dǎo)致的過電壓可能導(dǎo)致10kV配電線路的絕緣子或避雷器被擊穿，從而發(fā)生接地故障。雷擊這種影響因素帶有季節(jié)性，一般多發(fā)于春夏季節(jié)。（4）鳥害。鳥類在10kV配電線路上停留或做窩，導(dǎo)致線路與樹枝搭接，導(dǎo)致接地故障。鳥害多發(fā)于春季，每年配電網(wǎng)都需要花費(fèi)大量資金用于驅(qū)鳥和防鳥害。（5）用戶側(cè)故障。與電網(wǎng)側(cè)相比，用戶側(cè)對電網(wǎng)安全知識了解相對較少，安全意識不強(qiáng)，同時(shí)管理相對松散。因此，用戶側(cè)出現(xiàn)故障的概率較大，從而波及整條10kV配電線路。（6）絕緣子臟污后，碰上霧雨天氣，發(fā)生閃絡(luò)或爬電。

1.2 兩相短路

1.2.1 故障現(xiàn)象：兩相短路是系統(tǒng)中發(fā)生次數(shù)僅次于單相接地的故障，發(fā)生兩相短路時(shí)，10kV配電線路的兩相之間通過某種物體發(fā)生短暫或永久性連接，導(dǎo)致系統(tǒng)過流，相關(guān)的繼電保護(hù)動(dòng)作。

1.2.2 故障影響：發(fā)生兩相短路時(shí)，系統(tǒng)的故障相會(huì)流過巨大的故障電流，引起10kV配電線路的相應(yīng)開關(guān)跳閘，10kV線路一般不配置重合閘，因此跳閘后需要人工重合閘，如果是永久性故障，則重合閘后系統(tǒng)還需要再次經(jīng)過沖擊，造成不利影響。此外，10kV配電線路發(fā)生兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)越靠近母線，母線電壓將被拉的越低，的那個(gè)發(fā)生變電所出口處故障時(shí)，系統(tǒng)電壓僅為正常幅值的50%。

1.2.3 故障原因：（1）小動(dòng)物破壞。10kV配電線路深入居民區(qū)，存在被小動(dòng)物破壞的可能，具體包括鳥類展翅觸碰、鳥窩樹枝搭接、小動(dòng)物跨接配電房配變等。（2）外力破壞。有些10kV配電線路靠近路邊，對于通流量比較大的交通要道，配電線路有被大型工程車搭接或觸碰的可能，由于這些大型工程車多為金屬制造，因而容易引發(fā)金屬性短路。（3）雷擊。對于夏秋季節(jié)的強(qiáng)雷暴區(qū)，發(fā)生雷擊故障時(shí)，如果10kV配電線路的接地電阻不合格或存在絕緣隱患，則雷電可能引起相間絕緣擊穿，形成相間短路。

1.3 三相短路

1.3.1 故障現(xiàn)象：10kV配電線路的三相之間經(jīng)過金屬或大地接地，造成三相連通形成三相短路，從而引起變電站的繼電保護(hù)動(dòng)作。

1.3.2 故障影響：三相短路的故障電流是所有故障中故障電流最大的，每當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，三相短路時(shí)系統(tǒng)電壓將降為0，短路點(diǎn)越靠近變電所母線，系統(tǒng)母線殘壓將越低，出口三相短路時(shí)系統(tǒng)殘壓將降

為0。

1.3.3 故障原因：（1）三相短路在系統(tǒng)中發(fā)生的概率相對較小，風(fēng)箏、金屬絲等輕柔物隨風(fēng)飄揚(yáng)，搭接在三相導(dǎo)線上，可能導(dǎo)致短路。（2）強(qiáng)雷電和雷暴將10kV配電線路設(shè)備的三相同時(shí)擊穿，從而造成三相導(dǎo)線通過桿塔上的橫擔(dān)相連，形成三相短路。

1.4 斷線、倒桿

1.4.1 故障現(xiàn)象：如果僅有一條導(dǎo)線發(fā)生斷線或線路桿塔出現(xiàn)倒桿，一般不會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)繼電保護(hù)跳閘，如果是兩相以上的導(dǎo)線發(fā)生同時(shí)斷線，則可能導(dǎo)致兩相的永久性故障，不僅會(huì)引起繼電保護(hù)跳閘，且因?yàn)槭怯谰眯怨收希€會(huì)導(dǎo)致重合閘重合不成功。線路倒桿是更為嚴(yán)重的系統(tǒng)故障，不僅會(huì)導(dǎo)致線路斷線，還可能導(dǎo)致更為嚴(yán)重的永久性跳閘故障。

1.4.2 故障原因：（1）感應(yīng)雷。雷暴天氣下，在相應(yīng)的線路之間可能導(dǎo)致感應(yīng)雷，感應(yīng)雷將對10kV配電線路產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，這種電動(dòng)力可能導(dǎo)致線路被扭纏到一起，產(chǎn)生破壞。（2）外力破壞，因?yàn)檠b修或交通事故，引起的工程車撞桿等，導(dǎo)致發(fā)生斷線或倒桿。（3）極端天氣的影響，因?yàn)榕_(tái)風(fēng)或洪水等不可抗拒的因素，導(dǎo)致了巨大的摧毀力，引起線路斷線和導(dǎo)桿。（4）因線路施工不到位或者負(fù)荷控制不力，導(dǎo)致線路電流過高，引起線路連接點(diǎn)過熱而燒斷線路。

2 處理措施

目前，10kV配電線路是配電網(wǎng)中故障率最高的電氣元件，針對上文對10kV配電線路的各類故障及其故障原因的分析，必須有針對性地采取處理措施，以降低配電線路的故障幾率，推動(dòng)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。下文就針對各類故障，有針對性地提出具體的處理和解決措施。

2.1 對單相接地的措施

2.1.1 嚴(yán)格把控線路的材料使用。配電線路運(yùn)行的環(huán)境相對惡劣，有必要使用更高的材料保障線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此，在經(jīng)濟(jì)條件運(yùn)行的情況下，應(yīng)該對配電線路上使用的材料進(jìn)行嚴(yán)格把控，采用絕緣線、絕緣子采用防污絕緣子等。

2.1.2 加強(qiáng)日常的巡視和運(yùn)行維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章建筑、做好桿塔驅(qū)鳥、驅(qū)趕線路邊的小動(dòng)物，定期修剪過高的樹枝，以消除事故隱患。

2.1.3 加強(qiáng)線路監(jiān)管工作，做好對用戶側(cè)設(shè)備的監(jiān)督和管理。定期更換老舊的電氣設(shè)備，對出現(xiàn)絕緣子污損、線路絕緣損壞等異常情況，應(yīng)立即要求更換。

2.1.4 積極采用新技術(shù)和新材料，針對配電網(wǎng)的實(shí)際情況，不斷采用高科技產(chǎn)品，例如，推廣使用單相接地故障指示器、用戶分界負(fù)荷開關(guān)等先進(jìn)器件，以方便快速地排除故障、隔離用戶側(cè)設(shè)備。

2.2 對相間短路的措施

2.2.1 提高線路絕緣化能力，避免因線路絕緣擊穿而導(dǎo)致的相間短路，尤其對線路、閘刀、令克等高故障率電氣設(shè)備，應(yīng)該做好絕緣處理。

2.2.2 加強(qiáng)定期巡視，做好定期驅(qū)鳥工作，在10kV配電線路上普及和安裝驅(qū)鳥器，做好線路驅(qū)鳥工作，避免鳥腳搭接等導(dǎo)致的故障。

2.2.3 定期進(jìn)行桿塔接地電阻測試，一旦發(fā)現(xiàn)銹蝕、剝落等現(xiàn)象，應(yīng)立即更換并處理。

2.2.4 由于10kV配電線路接近用戶側(cè)，與電網(wǎng)用戶息息相關(guān)，因此必須做好線路的宣傳工作，提升有關(guān)部門和群眾的護(hù)線意識，盡量避免在配電線路沿線的300米內(nèi)放風(fēng)箏。

2.3 對斷線倒桿的措施

2.3.1 在交通線上的線桿周圍建立圍墩，并進(jìn)行醒目的標(biāo)識，提醒過往車輛注意，避免發(fā)生誤撞，引起線路斷線和倒桿。

2.3.2 實(shí)行計(jì)劃停電時(shí)間，根據(jù)系統(tǒng)檢修計(jì)劃做好線路維護(hù)工作，在線路停電時(shí)進(jìn)行絕緣子擦拭、避雷器檢查等。

2.3.3 對電網(wǎng)使用的新設(shè)備，做好投產(chǎn)和驗(yàn)收工作，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，對于設(shè)備的接頭、弧垂尤其要檢查仔細(xì)，確保設(shè)備無缺陷投運(yùn)。

2.4 其他綜合性措施

2.4.1 建立管理責(zé)任制，將跳閘次數(shù)、跳閘停電時(shí)間等作為對線路運(yùn)行維護(hù)人員的考核內(nèi)容，并與獎(jiǎng)金、績效、升遷掛鉤。

2.4.2 除了日常巡視之外，要加強(qiáng)夜間巡視和特殊巡視，以發(fā)現(xiàn)線路的一些隱蔽缺陷。

2.4.3 線路應(yīng)科學(xué)規(guī)劃、合理分段，避免負(fù)荷過大、轉(zhuǎn)供不靈等現(xiàn)象。

3 結(jié)語

10kV配電線路深入用戶側(cè)，與工業(yè)生產(chǎn)和人民生產(chǎn)生活息息相關(guān)，做好10kV配電線路的運(yùn)行維護(hù)工作至關(guān)重要。基于此，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)積極采取行之有效的管理及技術(shù)措施，預(yù)防或減免故障的發(fā)生，推動(dòng)線路的安全運(yùn)行水平提升。

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作者簡介：孫振升（1981-），男，福建福州人，國網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司通信工程師，研究方向：配網(wǎng)自動(dòng)化信息系統(tǒng)建設(shè)、低電壓臺(tái)區(qū)監(jiān)測及治理等。

（責(zé)任編輯：陳 倩）