如何有效降低10kV配網線路故障率

石堅

摘要：電力系統(tǒng)配網中，10kV線路分布范圍廣、長期暴露戶外，容易因遭受外力破壞、自然災害等原因而發(fā)生故障，因而如何有效防治10kV配電線路故障已成為配網維護的一大課題。文章通過一年內現(xiàn)場數(shù)據統(tǒng)計分析，總結出10kV配電線路的幾種常見故障原因，最后有針對性地提出了相應的整改防治措施，進行落實整改。

關鍵詞：10kV配電線路；故障原因；防治措施

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0128-03

10kV配電網是電力系統(tǒng)的重要組成部分，與廣大用電客戶有著最為直接的聯(lián)系，對安全性和可靠性要求較高。通常，10kV配電網中的接線方式錯綜復雜，長期處于戶外，一旦線路中出現(xiàn)故障，將會給片區(qū)用戶帶來極大不便，更可能遭受巨大經濟損失。近年來，隨著電網改造的深入，施工技術水平的提高，10kV配電網的基礎有了較大改善，但由于環(huán)境等多種原因，線路故障跳閘仍不時發(fā)生。本文對10kV配電網運行中出現(xiàn)的跳閘故障進行了統(tǒng)計分析，結合工作實踐經驗，最后提出了行之有效的防范措施，旨在有效防治10kV配電線路故障，提高10kV配電網的運維水平。

本文以惠州惠城供電局374條10kV配電線路為研究參考對象，對其一年中出現(xiàn)的跳閘故障次數(shù)進行統(tǒng)計，結果如下：全年共出現(xiàn)跳閘故障174次，其中，從故障類型的角度統(tǒng)計，由于外力造成故障跳閘33次；設備故障引起的跳閘42次；自然原因引起的跳閘53次；樹木障礙28次；動物因素8次；其他原因10次，各環(huán)節(jié)所占的比例情況如圖1

所示：

圖1 各環(huán)節(jié)占故障總數(shù)的比例

對上述174次跳閘故障的原因進行分析，如表1所示。

我們根據以上惠城供電局一年中的故障數(shù)據進行分析，并結合惠城供電局水口所的實際運行情況，總結出引起10kV配電線路故障的幾個主要原因。有針對性地在水口供電所管轄線路整改措施的落實。

表1 跳閘故障原因

故障歸類 故障原因 次數(shù) 所占比例（%）

自然因素 雷電危害 51 30%

臺風暴雨 2

設備故障 變壓器過載 20 24%

設備老化 16

絕緣損壞 6

外力破壞 設備被盜 2 19%

外部施工 26

車輛碰撞 2

飄掛物 3

樹木障礙 樹木障礙 28 16%

其他原因 產品質量 3 6%

施工工藝 5

變電站設備原因 2

動物因素 配電房小動物 8 5%

1 引起10kV線路故障的四個主要原因

1.1 自然災害引發(fā)的線路故障

在自然災害引起的線路故障中，據惠城局一年內的數(shù)據顯示，雷擊事故所占的比例最大，由于10kV架空線路通常較長，位于較為空曠的地方，一旦出現(xiàn)有雷雨天氣，最容易使得線路遭受雷擊。在10kV配電線路的故障中，雷擊故障出現(xiàn)的頻率也是最高的，它會造成線路絕緣層的破壞，發(fā)生斷線事故。雷擊是重點防治的因素。

1.2 外力破壞引起的故障

外部施工造成的故障占外力破壞比重的78%，對于發(fā)展區(qū)域來說10kV配電線路運行的情況也十分嚴峻，常常會因為外力的破壞而出現(xiàn)故障。隨著城市化進程的不斷加深，城市中的各項建設在如火如荼地開展著，由此而引發(fā)的施工項目會增多。

在施工中，如果沒有對配電設施給予有效的保護，很容易造成配電線路的破壞，導致電網故障；隨著樓房建筑的增多，有些原處于空曠位置的線路被新建筑物所包圍，一些違章建筑致使一些線路無法得到合理有效的控制，給線路運行帶來了極大的安全隱患，同時也給配電線路的安全運行留下了安全隱患；不法分子盜竊設備，給配電線路造成嚴重的影響。外力破壞，使10kV配電線路面臨的嚴峻考驗。

1.3 設備引起的故障

設備故障占線路故障比例的24%，其中變壓器過載跳閘占47%，變壓器長期處于超負荷供電狀態(tài)，其產生的熱量很容易造成自身的燒毀。一旦出現(xiàn)變壓器故障，配電系統(tǒng)將會停運。另外設備老化，絕緣性能降低，遭受雷擊或大電流沖擊很容易造成接地短路故障。

1.4 樹木造成線路故障

在經濟發(fā)達的珠三角地區(qū)的供電所能把握所有樹木對導線保持水平距離2米，垂直距離1.5米的安全距離為數(shù)不多。地產開發(fā)、市政建設等經濟發(fā)展所造成的影響讓青苗補償?shù)膬r格不斷翻倍。樹木障礙一直是10kV線路運維的一個棘手問題。我們將如何才能降低樹木造成的線路故障。

2 整改防治措施及實施方案

2.1 建立針對雷害事故整改措施

雷擊，是10kV線路最不可控的外力因素。通過對雷擊故障的數(shù)據分析，保護動作主要是零流保護和速斷保護，造成線路故障跳閘的現(xiàn)象是瓷瓶擊穿及設備燒壞。其中瓷瓶擊穿占90%以上，尤其是P-l5型、P-20型針式絕緣子質量存在缺陷。近年來，惠城地區(qū)頻頻發(fā)生雷擊針式絕緣子爆裂事故。通過故障分析遭受雷擊的桿塔接地裝置電阻值偏高，基本大于50Ω。在配網線路不斷健全不斷發(fā)展的情況下，特別是發(fā)展中區(qū)域，就更有必要更換瓷質瓷瓶及整改接地裝置。

2012年底水口供電所對10kV鰻場線F7、10kV萬新線F8等五條雷擊跳閘率高的線路采取以下整改措施：一是桿塔接地此測試統(tǒng)計，整改不符合規(guī)定的接地網。二是把瓷質瓷瓶及針式瓷瓶更換成玻璃瓷瓶和套瓷橫擔。三是選在絕緣薄弱點加裝氧化鋅避雷器：線路長遠超過20公里的架空線路首末段；位于曠野，田園的桿塔；位于向陽的半山坡處及山窩出的桿塔；電纜下地端電纜頭處；絕緣導線首末段裝設跌落式避雷器。四是加裝24臺智能柱上開關。斷路器跳閘或熔斷器自動跌開，電弧熄滅，經過0.5s或稍長一點時間后又自動合上，電弧一般不會復燃，減少停電時間（操作智能型柱上開關要注意操作方法，防止帶負荷合閘造成事故。

2013年上半年，在惠城水口區(qū)域雷擊次數(shù)同比2012年上半年下降60%。

2.2 針對外力破壞引起的故障做好防范措施

外力施工破壞是10kV配電線路最棘手的問題。去年惠城局共發(fā)生26起外部施工破壞，占外力破壞故障的78%。所以外部施工影響是主要原因。造成故障多發(fā)的施工業(yè)主有：城市建設、綠化園林、煤氣管道或排污或自來水、治安監(jiān)控監(jiān)控等。去年水口供電所成立外部施工隱患排查小組，發(fā)送正式文件及安全隱患防范措施附件至市級安監(jiān)部門，抄送鎮(zhèn)政府及各相關單位提前做好溝通協(xié)調工作，并告知盲目開挖不但給社會生活造成了很大的影響，同時也給施工方造成很多不必要的損失。統(tǒng)計易受外力破壞區(qū)段及所處的桿塔架空線和電力電纜并滾動更新。安排線路責任人定期對易受外力破壞區(qū)域進行巡視。在重要線路及危險點樹立警示牌，并標注搶修聯(lián)系電話。

近年來，城市車輛增多交通擁擠，道路擴建工程隨處可見。這樣一來，直接造成電力線路線行周圍的施工作業(yè)對架空線的影響以及挖土對電力電纜的威脅。2012年惠州供電局水口供電所一年內，電力電纜遭受三環(huán)路擴建施工造成故障有9次之多。電力電纜從開始使用到現(xiàn)在有十余年，以往都是使用套管直埋敷設，近年來才規(guī)范使用電纜溝敷設并設明顯標志樁，由于早年直埋敷設的電纜沒有統(tǒng)計埋深，加上市容環(huán)境變化速度日新月異，以往的電纜標志樁都因為各種因素丟失。針對這種情況，水口供電所采用地下電纜路徑儀，通過耦合線圈對電纜采集并輸出電纜高頻信號，對直埋電纜的走向及埋深進行準確探測。對測量數(shù)據重新統(tǒng)計登記臺賬以及做好標志，這樣一來就可以避免施工器械在不知情的情況下挖斷電纜造成線路故障，從而降低外力破壞的故障次數(shù)。

2.3 防治設備原因引起的線路故障措施

變壓器運行在過載狀態(tài)的變壓器很容易發(fā)生故障，對此，在配電變壓器的選擇上，需要通過相關資料對供電負荷進行合理預測，之后選擇容量合適的變壓器，比如說新建一個臺區(qū)，必須實地勘察該區(qū)域發(fā)展狀況、樓群的建筑規(guī)劃等情況來進行判斷。將避雷器安裝在變壓器的低壓側，以防雷擊。定期對避雷器進行檢查，保證其避雷效果。變壓器在使用前和使用后都應該進行必要的檢查。2012年水口供電所，在保證物資利用的同時，對負載重的變壓器進行以大換小，更替更換38臺，直至2013年上半年水口供電所無發(fā)生變壓器燒壞故障。

2.4 樹木障礙引起的故障措施

表2

故障歸類 故障原因 2012年上半年故障次數(shù) 2013年上半年故障次數(shù) 同比下降（%）

外力破壞 設備被盜 6 3 50%

外部施工

車輛碰撞

飄掛物

設備故障 變壓器過載 5 3 40%

設備老化

絕緣損壞

自然因素 雷電危害 11

0 6

0 45%

臺風暴雨

樹木障礙 樹木障礙 3 1 66%

動物因素 配電房小動物 1 3 -200%

其他原因 產品質量 1 1 0%

施工工藝

變電站設備原因

樹木障礙引起的線路故障，在珠三角經濟發(fā)達地區(qū)都是老大難的問題，這個問題主要是由于房地產過度開發(fā)，地面附作物補償，包括青苗補償都受到影響。解決辦法主要是通過預先找到戶主跟其協(xié)商，發(fā)送隱患通知書，抄送到鎮(zhèn)一級政府要求協(xié)調，與鎮(zhèn)政府的配合協(xié)調至關重要。由于目前農耕地的保護，城市規(guī)劃部明文規(guī)定不得在農耕地建設廠房及自建房，外出務工的農民大多數(shù)在田地上種植獲利快，易管理的速生林。由于涉及面積大，往往在速生林所在的區(qū)域的線路都很難協(xié)調處理。在這種情況下在水口供電所采用在速生林區(qū)架設絕緣導線的方法，可以有效解決樹木造成的線路故障。但經過一段時間發(fā)現(xiàn)架空絕緣導線遭雷擊容易斷線，導線容易進水氧化，嚴重威脅線路安全運行。經過故障分析及研究，總結出以下措施可有效防治雷擊斷線事故及進水氧化的缺陷：

一是在首末端和每一個斷連桿絕緣子的跳線處，將絕緣導線剝離一段絕緣層加裝跌落式氧化鋅避雷器，可對雷擊感應電壓起到保護作用。二是線路耐張段內加裝線路過電壓保護器，對擊穿絕緣導線的雷電過電壓起作用。三是嚴格按照工藝要求進行施工架設，放線時使用膠墊滑輪，使用合格的剝線器防止損傷導線。四是導線搭接處使用穿刺型絕緣線夾，其安裝簡便、結構密封、防腐蝕、防水、絕緣性高，確保絕緣導線使用壽命。

惠城供電局水口供電所2012年上半年及2013年上半年故障跳閘分析如表2所示。

3 結語

隨著電網的發(fā)展，配電線路朝著合理高效的方向改進。10kV配電線路是連接電網與用戶的重要環(huán)節(jié)，具有分布廣泛、運行環(huán)境十分復雜的特點。提高10kV配電線路的運行水平對供電可靠率有著直接關系，其可靠性水平對工廠的生產生活以及居民的生活有著重要影響。當下的10kV配電線路中還存在很多問題，常常會導致系統(tǒng)故障。對此，相關工作人員應該對這些故障原因進行深入分析，積極探尋合理有效的防治措施，盡可能地降低故障率。

參考文獻

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