10kV配電線路故障原因分析及運行維護、檢修技術(shù)分析

劉純

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司睢寧縣供電分公司 江蘇 徐州 221200

引言

目前，10kV配電線路是我國最為主要的線路，10kV配電線路在輸電的過程中依舊會出現(xiàn)各種各樣的問題，而且每一種故障的原因都會有所不同，只有根據(jù)相應(yīng)的自動化設(shè)計進行自動化檢查，才能解決故障問題。若是人為檢查，費時費力，嚴重的還會導(dǎo)致檢修人員的生命安全受到影響，同時，也會致使長時間停電的狀況發(fā)生，最終對人們的日常生活帶來嚴重的影響。

1 10kV配電線路的特點及意義

人們供電需求的增加，配電線路中所需供電量也會隨之增加，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。如今，10kV配電線路在我國已經(jīng)形成了較大范圍的普遍使用率，也致使10kV配電線路出現(xiàn)線路長、覆蓋面大等特點。若是在供電的過程中出現(xiàn)漏電和線路故障等問題，不僅會影響居民的正常用電，嚴重了還會影響居民的人身安全，所以科學(xué)合理的對10kV配電線路進行設(shè)計非常重要。為了避免故障的發(fā)生，在實施線路工程時，10kV配電線路所用的架設(shè)桿塔在不斷地根據(jù)地理，在其高度和寬度上進行改造。也要選擇適合的電力設(shè)備，使10kV配電線路在高壓運行時，保持穩(wěn)定的同時具有安全性，最終使得整個電力系統(tǒng)運行順暢。

2 配電線路運行中常見的故障及原因

2.1 短路故障及原因

短路故障是配電線路運行中發(fā)生率最高的故障，引發(fā)短路故障的原因，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，自然因素。輸電線路多為架空線路，需要穿越山林、空曠地區(qū)，極易受到自然因素的影響，如：雷電、狂風、暴雨、暴雪等，容易導(dǎo)致配電線路發(fā)生斷裂、絕緣被擊穿等問題，從而發(fā)生短路故障。第二，鳥害。很多鳥類喜歡停留在配電線路上休憩，或者將巢穴健配電線路比較密集的區(qū)域，容易發(fā)生配電線路的相間短路故障，從而引起跳閘斷電故障。第三，人力破壞。人類在活動中也會對配電線路造成較大破壞，比如：車輛在行駛過程中碰撞到電線桿，或者刮斷配電線路，都會引起短路故障[1]。

2.2 接地故障

防雷設(shè)備接地主要是將電力設(shè)備所積累的電力負荷導(dǎo)入地面，桿塔接地具有簡化線路連接的作用，其效能是作用于金屬外殼的導(dǎo)電回路；中性接地確保系統(tǒng)電壓正常運行，降低外界因素對其的干擾。保護接地是指當設(shè)備的金屬外殼與其他物體發(fā)生接觸時，將其主動接地，防止間接觸電事故發(fā)生。兩種接地方法都能夠避免電力安全事故，在保護配電線路方面有著很大的優(yōu)勢。但在實際運行工作中，由于存在設(shè)備遭受破壞等一些問題，容易引發(fā)過電流、過電壓等配電線路運行故障。

2.3 跳閘故障

配電線路運行中一旦發(fā)生跳閘故障，就會造成大面積停電，影響人民的生活和生產(chǎn)。引發(fā)跳閘故障的主要原因是配電線路中發(fā)生了低壓線路短路故障，或者過流保護定值不合理問題，在配電線路負荷突然增大的情況下，用電負荷的增長需求沒有得到有效滿足，從而引起配電線路頻繁跳閘。如10kV配電線路發(fā)生了永久性的短路時，會產(chǎn)生交大電流流過故障點，以及和變電站連接的回路上。這樣變電站繼電保護裝置則會把保護裝置啟動而造成了跳閘發(fā)生。在發(fā)生這種短路時需要同時滿足以下幾個條件，即是要在正常運行30s，且運行時超出100A突變的電流產(chǎn)生，且電大電流持續(xù)時間＜10s，并在10s后線路處在停電的狀態(tài)。

2.4 線路超負荷故障

導(dǎo)線是電流傳輸?shù)闹薪?，?dǎo)線的走向即是電流的走向。導(dǎo)線在電流傳輸中的功能如紐帶、橋梁，其重要性不言而喻。導(dǎo)線作為一種導(dǎo)體，具有一定的電流承載量。在導(dǎo)線運行過程中，如若所傳輸?shù)碾娏髁窟^大，線路長期處在超負荷運行的狀況下，勢必會加大配電線路供電壓力。當這種壓力超過了線路自身所能承受的范圍后，就會造成線路癱瘓，引發(fā)電力故障。一般情況下，線路超負荷故障經(jīng)常發(fā)生在所選用的導(dǎo)線與電流不相符的供電區(qū)域之外，還容易發(fā)生在線徑細小的配電線路上。

3 10kV配電線路檢修技術(shù)

3.1 完善10kV配電運維檢修制度

為了保障配電線路能夠安全穩(wěn)定的運行，最大程度上降低運維風險，要進一步完善管理體系，對于運維管理過程中可能存在的相關(guān)問題，應(yīng)當及時發(fā)現(xiàn)，并及早解決。要不斷提升工作人員的職業(yè)道德和素養(yǎng)，并保障其能夠嚴格按照規(guī)定要求進行操作。針對實際情況，完善相應(yīng)的績效考核機制，激勵工作人員，做到獎懲分明。配電線路的維護工作一定要落實到個人，避免相互推諉的情況，不斷提升管理工作效率和質(zhì)量。

3.2 加強定期檢修

定期檢修是目前配電線路運行維護中常用的方法，但隨著配電線路自動化、智能化、智慧化的發(fā)展，定期檢修存在的弊端愈發(fā)突出，如若不能及時發(fā)現(xiàn)和解決配電線路中存在的問題，必然會影響故障檢修的時效性。但此種檢修方式也有一定的可取之處，通過合理科學(xué)的安排檢修周期、編制檢修內(nèi)容和方法，可及時掌握和了解配電線路的運行情況，及時處理，以保證配電線路運行的安全性和可靠性[2]。

3.3 強化輸配電線路危險點的檢修

在檢修輸配電線路的時候，電力企業(yè)首先需要制定相應(yīng)的檢修方案。在檢修的過程當中需要注意以下幾個方面：首先電力企業(yè)需要確定需要檢修的線路和檢修技術(shù)以及改造技術(shù)，檢修人員在日常工作當中也需要定期到現(xiàn)場進行檢查，了解輸配電線路當中出現(xiàn)了哪些問題，再進行研究和分析并制定相應(yīng)的改造方案。第二點，檢修技術(shù)，在制定方案的同時也需要確定好檢修技術(shù)，然后檢修人員在把方案移交給相關(guān)負責人。在檢修的過程當中，每一條線路都需要設(shè)立專門的檢修點。

3.4 配電線路的狀態(tài)檢測

首先，做好電器檢測工作，一是檢測絕緣子運行狀態(tài)，包括性能不達標的絕緣子。根據(jù)合成絕緣子周圍形成的電磁場，沿著絕緣子軸的分布情況確定配電線路內(nèi)部是否存在缺陷問題，或者電力設(shè)備的內(nèi)部絕緣狀態(tài)是否發(fā)生了劣質(zhì)變化等，通過電流的測定確定絕緣子的絕緣性能。二是絕緣子污穢檢測，包括光纖絕緣子污穢狀態(tài)檢測、動態(tài)絕緣子表面泄漏電流自動檢測系統(tǒng)以及等值附鹽密度自動檢測系統(tǒng)等。三是雷擊檢測，在10kV配電線路安裝自動循跡系統(tǒng)，以迅速準確的定位發(fā)生雷擊故障點，并找出雷擊燒毀的導(dǎo)線，幫助工作人員及時制定可行的應(yīng)對措施，并為檢修計劃的制定提供依據(jù)。四是10kV線路接地系統(tǒng)狀態(tài)檢測，主要利用定時巡回檢測系統(tǒng)以及接地裝置測量系統(tǒng)完成。

其次，做好環(huán)境的檢測工作，利用專門的檢測系統(tǒng)完成區(qū)域環(huán)境對線路影響的檢測，包括線路導(dǎo)線、絕緣子、電磁干擾特性以及地面靜電感應(yīng)場強的檢測等方面。同時，還應(yīng)檢測大氣環(huán)境對10kV線路的影響，包括配電線路覆冰情況、氣相條件、粉塵煙霧等方面。除此之外，還應(yīng)完成配電線路絕緣性能檢測，包括污情監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、雷電監(jiān)測等方面，而其余的電氣機械量通過巡邏離線系統(tǒng)完成監(jiān)測。

再次，做好機械力學(xué)檢測，檢測10kV配電線路的機械性能與運行狀態(tài)，判定線路的機械強度、磨損量以及腐蝕情況等。同時，還應(yīng)檢測配電線路的導(dǎo)線情況，包括磨損、振動以及舞動等方面。除此之外，還應(yīng)檢測桿塔情況，包括桿塔材料的腐蝕情況以及螺栓的松動情況等。

最后，做好發(fā)熱檢測，將T溫蠟片粘貼至配電線路設(shè)備接頭處，合理檢測設(shè)備連接器的運行溫度。同時，還應(yīng)利用紅外熱像檢測儀器等設(shè)備對10kV配電線路的線夾、引流板以及直線壓接管等設(shè)備進行溫度檢測[3]。

4 10kV配電線路運行維護措施

4.1 強化制度管理，確保線路安全

①設(shè)備管理。線路維護實踐中必須全面記錄各種設(shè)備缺陷，及時上報記錄信息，促進維護決策。尤其在缺陷明顯前提下必須盡可能縮短處理用時，確保能將設(shè)備缺陷的影響控制在最小范圍。正常檢修方案應(yīng)列入各種一般設(shè)備，定期維護。②值班管理。交接班制度必須嚴格執(zhí)行，必須按既設(shè)的值班內(nèi)容、交接時間、交接程序和交接方式等完成交接班，這是準確及時了解掌握線路運行情況、故障及其處理狀態(tài)的前提。③運行維護。安全第一，預(yù)防為主，這是配電網(wǎng)線路維護業(yè)務(wù)的基本原則，檢修、巡視、反事故措施必須嚴格落實。④基建管理。運行單位必須參與基建項目的線路勘測、設(shè)計、驗收等，確保線路規(guī)劃與供電系統(tǒng)平穩(wěn)運行需求相吻合。⑤運行分析與故障統(tǒng)計。強化線路運行分析，及時分析設(shè)備故障、事故原因等，提升分析管理能力，累積運行經(jīng)驗。⑥技術(shù)檔案管理。應(yīng)設(shè)置配電網(wǎng)與線路建設(shè)、運行技術(shù)專檔，確保有據(jù)可查，促進線路建設(shè)、檢修、維護等工作機制完善，設(shè)備檢修、替換或更新時應(yīng)同步完成檔案資料更新，確保設(shè)備與資料統(tǒng)一[4]。

4.2 積極完善10kV配電線路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在我國電力事業(yè)飛速發(fā)展的背景下，10kV配電線路逐步實現(xiàn)了自動化、智能化。傳統(tǒng)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足實際需求，需要進行全面優(yōu)化處理，實行10kV配電線路雙供或者多供模式，形成標準規(guī)范的接線形式，保證10kV配電線路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局和當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展相匹配。此外，還要不斷提升10kV配電線路技術(shù)裝備水平，保證輸送功率滿足用電需求。加強智能分界負荷開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用力度，一旦用戶支線發(fā)生單項接地故障，智能分界負荷開關(guān)設(shè)可自動識別接地故障后直接分閘，責任用戶停電而相鄰的用戶不會發(fā)生停電，

4.3 排除自然環(huán)境導(dǎo)致的安全隱患

天氣是目前輸配電線路良好運行的干擾因素之一，包括暴雨、狂風、閃電等，會對輸配電線路造成直接或間接的破壞。為此要求加強對自然環(huán)境中相關(guān)因素的預(yù)處理，排除由于自然天氣導(dǎo)致的電氣故障。為此在輸配電線路設(shè)計中可以適當增加絕緣子和避雷針數(shù)量，減少電力線路直接遭受雷電沖擊的風險，避免對臨近線路產(chǎn)生不良影響，檢查電力線路的接地情況，確保其處于良好的運行狀態(tài)。加強與氣象部門之間的溝通，及時獲知可能出現(xiàn)的異常天氣狀況，及時采取應(yīng)對措施，有效排除設(shè)備故障，減少自然天氣給輸配電線路安全運行帶來的不良影響。為排除自然環(huán)境導(dǎo)致的風險，可優(yōu)化線路班組人員及其崗位配置。

4.4 全面提升10kV配電線路的防雷水平

10kV配電線路在運行中，發(fā)生雷擊故障是客觀存在的，很難從根本上得到有效解決，只能通過一系列科學(xué)有效的改進方法，來提升10kV配電線路的防雷水平，以降低雷擊故障發(fā)生的概率，減少雷擊故障造成的損失和影響。具體而言，可從以下兩個方面同時入手：

第一，全面提升10kV配電線路絕緣子的耐雷水平，主要是提升針式絕緣子的耐雷水平，選擇質(zhì)量高、新能耗、工藝先進的針式絕緣子。懸式絕緣子則可以正常選擇，因為，懸式絕緣子自身就具有很高的耐雷水平，以降低10kV配電線路建設(shè)和運行成本。

第二，安裝高質(zhì)量避雷器，在雷電頻發(fā)區(qū)域，雷擊故障多發(fā)的線路上，安裝高質(zhì)量防雷金具，或者金屬氧化物避雷器。在10kV配電線路變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)分別設(shè)置相應(yīng)電壓等級的避雷器，以提升10kV配電線路防雷水平，降低雷擊故障發(fā)生的概率。

4.5 加強對于人為破壞的防范措施

由于部分電力工作人員在進行配電線路的安裝檢修過程中，可能會出現(xiàn)失誤和疏漏，造成配電線路的故障。因此需要對相關(guān)的技術(shù)人員進行故障問題的評估和分析，通過對配電線路各個環(huán)節(jié)故障進行有效的處理，從而幫助整個電力系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)恢復(fù)正常的運行供電，對于人為因素造成的配電線路故障，應(yīng)當追究其工作人員的責任，通過實行獎罰分明的管理制度，有效避免此類故障的再次發(fā)生。不僅如此，還需要對電力企業(yè)的技術(shù)人員進行定期的技術(shù)培訓(xùn)，通過提升電力企業(yè)工作人員的綜合能力，從而降低人為事故造成的電力配電線路故障的發(fā)生概率，切實提高電力配電線路運行的有效性。

5 結(jié)束語

10kV配電線路是電力系統(tǒng)的核心組成部分，其自身的特殊性，決定了在運行中會受到很多因素的影響，而且多為不確定性因素，因此，發(fā)生故障的概率比較高，一旦發(fā)生故障就會造成大面積停電，從而影響居民的正常生活和生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，也不利于我國電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展?；诖碎_展的10kV配電線路常見故障及改進方法的研究就顯得尤為必要。