10 kV配電線路常見故障及處理措施

苗 壯

南京國聯(lián)電力工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 南京 210000

0 引言

10 kV配電線路作為我國輸配電系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是實(shí)現(xiàn)中長距離電力資源配置的有效方式，在很大程度滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會生活等諸多領(lǐng)域的能源消費(fèi)需求。基于10 kV配電線路運(yùn)行需求，技術(shù)人員需根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真做好技術(shù)參數(shù)的調(diào)整、故障評估及處理等各項(xiàng)工作，通過故障處理，強(qiáng)化10 kV配電線路日常管護(hù)能力，使10 kV配電線路始終保持在良性運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，提升線路、設(shè)備管理能力。

1 10 kV配電線路基本組成

現(xiàn)階段，10 kV配電線路在規(guī)劃建設(shè)過程中，基于多方面的考量，采用架空線路敷設(shè)的方式進(jìn)行配電線路的開發(fā)。我國10 kV配電線路架空線路主要由導(dǎo)線、絕緣子、桿塔、拉線、線夾器、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等電力組件組成，結(jié)構(gòu)組成相對復(fù)雜，設(shè)備類型較多。同時(shí)為了保證線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，控制電路損耗，在配電線路規(guī)劃、建設(shè)環(huán)節(jié)，往往需要對檔距、弧垂、限距、水平檔距等參數(shù)進(jìn)行控制，以保證線路不同電路組件間的有效配合。例如，目前形成了雙回或者四回同桿并架方案，在線路建設(shè)過程中，技術(shù)人員使用導(dǎo)線、橫擔(dān)、拉線抱箍、針式絕緣、可調(diào)式U形線夾等部件，完成雙回路以及四回路的架設(shè)工作，在保證電力資源輸送能力的基礎(chǔ)上，減少不必要的費(fèi)用支出，控制了10 kV配電線路的整體成本。同時(shí)，這種配電線技術(shù)維護(hù)管理難度相對較低，可操作性較強(qiáng)。

2 10 kV配電線路常見故障與誘發(fā)原因

在10 kV配電線路的運(yùn)行過程中，受到多種因素的影響，故障發(fā)生率相對較高，影響了配電線路運(yùn)行的有效性、穩(wěn)定性。因此，需對10 kV配電線路常見故障進(jìn)行探討，以進(jìn)一步掌握配電線路故障表現(xiàn)以及誘發(fā)原因，從而確保10 kV配電線路常見故障得到高效處理。

2.1 單相接地故障表現(xiàn)與誘發(fā)原因

單相接地故障作為目前10 kV配電網(wǎng)的常見故障，其發(fā)生率約占線路故障的80%。從故障表現(xiàn)來看，10 kV配電網(wǎng)中的某一相發(fā)生短路，短路后形成的故障電流與地面之間產(chǎn)生通路。單相接地故障發(fā)生后，為保證線路整體安全，往往借助繼電保護(hù)裝置對故障區(qū)域進(jìn)行隔離，避免故障電流對電氣設(shè)備造成損傷，引發(fā)大面積停電[1]。盡管在實(shí)際的10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中單相接地故障引發(fā)的電流可能較小，對于電氣設(shè)備的損傷不明顯，但是仍舊需要采取必要措施加以應(yīng)對處理，避免單相接地故障引發(fā)拉弧的出現(xiàn)，使10 kV配電網(wǎng)出現(xiàn)諧振。

參照以往經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)單相接地故障的原因較多，例如，線路周圍的樹木如果沒有定期修整，導(dǎo)致樹枝與配電線路搭接，會形成間歇性的單相接地故障。10 kV配電線路在鋪設(shè)的過程中，對于周圍建筑物的高度、空間方位有著嚴(yán)格的要求。對于部分區(qū)域出現(xiàn)的違章建筑，由于其與10 kV配電線路的距離較近，線路可能通過空氣進(jìn)行放電，導(dǎo)致短路情況[2]。10 kV配電線路所處區(qū)域出現(xiàn)雷電天氣后，產(chǎn)生的過壓會增加絕緣子擊穿的概率，進(jìn)而誘發(fā)接地故障。

2.2 兩相短路故障表征及誘發(fā)原因

兩相短路故障在10 kV配電線路中的發(fā)生率相對較高，在兩相短路過程中，線路的兩相之間形成短暫或者長久性的連接，進(jìn)而造成系統(tǒng)過流的出現(xiàn)。兩相短路故障的發(fā)生使得10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中電流急劇上升，引發(fā)開關(guān)跳閘情況，影響電力資源的正常供應(yīng)。同時(shí)當(dāng)10 kV配電線路發(fā)生兩相短路故障時(shí)，短路點(diǎn)的位置越靠近母線，母線的電壓將會越低。

造成兩相短路故障的原因較多，如鳥類等在活動的過程中損傷10 kV配電線路的組件設(shè)備，造成短路故障發(fā)生?，F(xiàn)階段10 kV配電線路往往靠近交通線路，車輛在交通通行的過程中可能與線路發(fā)生碰撞或者搭接，因?yàn)檐囕v多為金屬材料，所以極易在碰撞、搭接的過程中誘發(fā)金屬性短路，形成兩相短路故障。我國夏秋季節(jié)降雨雷電天氣較多，如果沒有對10 kV配電線路進(jìn)行合理的接地防雷操作，則線路在遭受雷擊之后，將擊穿相間的絕緣層，導(dǎo)致出現(xiàn)短路的情況[3]。

2.3 三相短路故障表征及誘發(fā)原因

三相短路指10 kV配電線路在三相線路通過金屬與大地等介質(zhì)發(fā)生接觸，形成三相短路。三相短路發(fā)生之后，變電站出現(xiàn)繼電保護(hù)的相關(guān)動作。三相短路故障電流極大，盡管繼電保護(hù)裝置能夠正常起動，對線路進(jìn)行保護(hù)，但是由于電流過大，仍會對線路等設(shè)備產(chǎn)生較大的危害，因此在實(shí)際的故障檢修與應(yīng)對過程中，工作人員要對此足夠重視。

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，三相短路故障的出現(xiàn)主要與雷擊有關(guān)，雷擊發(fā)生后，由于瞬時(shí)電流較大，使得線路的絕緣層被擊穿，受損線路在金屬介質(zhì)的作用下與大地之間形成了電流通路，誘發(fā)線路短路情況。

2.4 桿塔傾斜、斷線的表現(xiàn)及誘發(fā)原因

10 kV配電線路架設(shè)過程中使用的桿塔如果出現(xiàn)傾斜或者倒塌的情況，往往會造成線路故障。例如，當(dāng)兩組以上的桿塔同時(shí)出現(xiàn)斷線或者倒桿的情況時(shí)，會造成配電線路兩相的永久性故障，故障發(fā)生后，繼電保護(hù)無法快速啟動進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動作，會使整個線路點(diǎn)的設(shè)備遭受不可逆的損傷，帶來無法估計(jì)的損失。

根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)，斷線、倒桿情況的發(fā)生往往與感應(yīng)雷、外力破壞、負(fù)荷控制不當(dāng)?shù)仍蛴嘘P(guān)。在雷電天氣時(shí)，配電線路之間在外部環(huán)境的作用下會出現(xiàn)感應(yīng)雷，感應(yīng)雷使得線路在電動力的作用下出現(xiàn)了線路扭曲等情況。部分線路在使用過程中受到外力的作用，導(dǎo)致線路斷開或者桿塔傾斜。對10 kV配電線路故障類型、誘發(fā)原因的梳理，能使技術(shù)人員形成正確的觀念認(rèn)知，使其能夠以問題為切入點(diǎn)，制訂系統(tǒng)化、針對化的故障排除與應(yīng)對方案，從而更好地應(yīng)對各類故障，保證10 kV配電線路的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，避免電力中斷或者大面積停電等情況的發(fā)生。

3 10 kV配電線路常見故障處理方案

對于10 kV配電線路常見故障的處理，要求技術(shù)人員立足于故障類型，在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的引導(dǎo)下，采取針對性的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對10 kV配電線路常見故障的有效應(yīng)對，保證電力資源調(diào)配的連續(xù)性。

3.1 單相接地故障應(yīng)對方案

在處理單相接地故障時(shí)，技術(shù)人員需要結(jié)合故障誘發(fā)原因采取相應(yīng)的舉措，積極應(yīng)對處理。例如，目前使用的絕緣線、絕緣子采用防污處理方式，以延長使用年限，降低故障發(fā)生率。同時(shí)，要組織人員認(rèn)真做好巡視、巡察工作，對于10 kV配電線路周圍安全區(qū)域內(nèi)的違章建筑進(jìn)行檢視，并定期修剪樹木、驅(qū)趕動物，為輸電線路營造出良好的外部環(huán)境。并且，還要認(rèn)真做好設(shè)備監(jiān)督與管理，及時(shí)更新老舊電氣設(shè)備，對異常情況作出必要的處理，使10 kV配電線路始終保持在良性的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而減少單相接地故障的發(fā)生。

3.2 相間短路故障應(yīng)對方案

在對兩相短路故障、三相短路故障進(jìn)行處理時(shí)，技術(shù)人員需著眼于實(shí)際，結(jié)合兩相短路故障、三相短路故障的誘發(fā)原因，采取必要的應(yīng)對舉措，有效排除各類因素的干擾，保持電路的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來看，為做好10 kV配電線路的維護(hù)工作，組織人員要按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真進(jìn)行線路、電氣設(shè)備的絕緣能力評估，尤其是要對閘刀、令克等高頻率故障設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)評估，一旦發(fā)現(xiàn)問題，需在短時(shí)間內(nèi)作出相應(yīng)的絕緣處理，以確保整個相間短路故障得到有效防范。考慮到鳥類等動物活動對于相間短路故障的影響，工作人員可以在線路、設(shè)備的相關(guān)位置安裝設(shè)備，避免鳥類等動物的靠近。例如，在鳥類驅(qū)除過程中，工作人員可以在相關(guān)區(qū)域安裝驅(qū)鳥設(shè)備，防止鳥類接近輸配電線路，從而規(guī)避相間短路故障的發(fā)生。另外，還要認(rèn)真做好電阻測試工作，以保證桿塔的防雷擊能力，對于桿塔電阻測試不合格的情況需認(rèn)真做好記錄，并組織人員做好更換，減少兩相短路故障、三相短路故障。

3.3 配套設(shè)施故障應(yīng)對方案

在應(yīng)對斷線、倒桿等故障時(shí)，應(yīng)制訂停電檢修計(jì)劃，檢修人員結(jié)合10 kV配電線路配電系統(tǒng)維護(hù)計(jì)劃，在停電檢查的過程中，認(rèn)真對線路絕緣子串、避雷針的基本情況進(jìn)行重點(diǎn)排查，并開展絕緣子、避雷針的清理、擦拭等相關(guān)方面的工作，使其能夠正常發(fā)揮效能。對于10 kV配電線路投入使用的新設(shè)備，需要做好驗(yàn)收以及調(diào)試等方面的工作，認(rèn)真開展設(shè)備接頭、弧垂等方面的評估，在確保其運(yùn)行成效的基礎(chǔ)上，防范故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)故障的有效排除與處理。線路中可以設(shè)置分段開關(guān)、支線開關(guān)，以保證10 kV配電線路運(yùn)行的靈活性、穩(wěn)定性，保證在輸電線路故障發(fā)生后，停電范圍得到控制，降低對正常生產(chǎn)、生活的影響。

4 結(jié)束語

10 kV配電線路故障處理促進(jìn)了現(xiàn)有配電線路的運(yùn)行、管理機(jī)制的完善，使得配電線路始終處于良性運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。文章從多個角度出發(fā)，采取有效措施，實(shí)現(xiàn)了10 kV配電線路故障的快速分析與高效應(yīng)對，形成了完善的輸配系統(tǒng)管控體系。