試論10 kV配電線路故障原因分析及預(yù)防措施

潘國強(qiáng)

（廣東電網(wǎng)公司清遠(yuǎn)佛岡供電局，廣東佛岡 511600）

試論10 kV配電線路故障原因分析及預(yù)防措施

潘國強(qiáng)

（廣東電網(wǎng)公司清遠(yuǎn)佛岡供電局，廣東佛岡 511600）

隨著智能化電網(wǎng)的發(fā)展，配電線路故障成為了嚴(yán)重影響其發(fā)展的重要因素，導(dǎo)致其出現(xiàn)故障的因素非常多，而要有效預(yù)防配電線路故障，那么對問題根源進(jìn)行把握非常關(guān)鍵，故對導(dǎo)致配電線路故障的因素進(jìn)行分析，并對問題提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

配電線路；故障；單相接地；預(yù)防措施

1 配電線路的常見故障形式

由于10 kV的配電線路本身就涉及了諸多設(shè)備，加之線路非常長，這使得配電線路的維護(hù)工作極難開展，為此，往往電力企業(yè)很少會給予有效的保護(hù)措施，這使得配電線路出現(xiàn)故障的可能大大增加。

通過對影響正常線路運(yùn)行的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以分為三種形式，分別為過流跳閘、速斷跳閘和接地。其中速斷跳閘主要是在出現(xiàn)短路現(xiàn)象時，對設(shè)備實(shí)施的一種保護(hù)情況[1]。

這種保護(hù)動作切除故障非常迅速，接線也較為簡單，同時動作也非常可靠，但這種保護(hù)動作受到保障范圍系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，無法對全長進(jìn)行有效的保護(hù)。過流跳閘主要是指在出現(xiàn)永久性的相間短路情況時，也就是說兩個電源之間出現(xiàn)短接現(xiàn)象的情況下，其與變電站之間的回路電流也因此增加，變電所的繼電保護(hù)裝置會隨即根據(jù)過流定值與速斷快速采取保護(hù)措施，進(jìn)而迅速出現(xiàn)線路跳閘斷電的保護(hù)現(xiàn)象。

相對來說單相接地就非常難以查找，由于其無法通過跳閘來進(jìn)行保護(hù)，故若當(dāng)用戶在使用中出現(xiàn)側(cè)出問題時，其跌落式熔斷器也未進(jìn)行跌落，那么就沒有較為明顯的判斷標(biāo)志。為此，當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，只有通過打火的方式進(jìn)行巡視，而這種故障也只有在夜間帶電情況才能夠更好的發(fā)現(xiàn)，白天開展起來是有很大難度的。

2 10 kV配電線路常見故障原因

配電線路故障包括外力破壞和設(shè)備電氣故障兩方面，但無論是外力破壞方面的雷擊、倒桿、斷線，還是電氣故障方面的短路、接地，一般情況下線路故障跳閘常見原因有以下幾點(diǎn)。

2.1 單相接地故障

單相接地短路是指火線（任何一相電）沒有經(jīng)過負(fù)載直接和地線接通，在380/220供電系統(tǒng)或其他接地系統(tǒng)中，由于變壓器的中性線是接地的，而且接地電阻很小，火線（任何一相電）沒有經(jīng)過負(fù)載直接和地線接通，瞬間將產(chǎn)生很大的電流，燒斷電線、配電設(shè)備或跳閘等，所以單相接地短路是嚴(yán)重的事故，是電力系統(tǒng)盡量要避免的。單相接地故障的特點(diǎn)會出現(xiàn)零序電壓、零序電流的獲取、零序電流保護(hù)、方向性零序電流保護(hù)。

10 kV配電線路出現(xiàn)單相接地故障的原因主要是由于這種配電線路的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在特殊的季節(jié)和農(nóng)村地區(qū)就容易出現(xiàn)這種故障，由于導(dǎo)線被風(fēng)刮落或者是配電變壓器臺上的10 kV避雷器或10 kV熔斷器盡緣擊穿，導(dǎo)致了配電變壓器高壓繞組單相盡緣擊穿或接地。

2.2 鳥害

有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道通過對配電線路故障原因進(jìn)行勘察發(fā)現(xiàn)，大約有24.3%的故障是由于鳥害所致，且主要表現(xiàn)為四種情況：一是由于園林建設(shè)不到位，鳥類在無法找到合適樹木的情況下，將鳥巢建筑在配電線路上，而鳥類在建巢時所采用的各種構(gòu)筑材料靠近或接觸帶電的導(dǎo)線，故極易導(dǎo)致短路或者接地障礙。二是鳥巢吸引了大量的其他動物或者蛇類爬上設(shè)備和桿塔，而在貓、蛇等的引導(dǎo)下形成了接地回路。此外，由于烏鴉等在捕食小動物時，使得動物的內(nèi)臟以及皮毛等殘留在設(shè)備上，致使部分或全部短接線路絕緣子，最后形成了兩相短路或單相接地的情況，最終導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。三是一些大型的鳥類在設(shè)備或?qū)Ь€上嬉戲等，導(dǎo)致設(shè)備因此出現(xiàn)跳閘的情況。四是鳥類糞便在絕緣子表面大量堆積，長時間下來最終形成了污閃，尤其是當(dāng)出現(xiàn)大霧以及雨雪等惡劣天氣時，極易導(dǎo)致線路障礙，與此同時，一些大型鳥類在導(dǎo)線上方泄糞，最后糞便在空中呈現(xiàn)為線狀，形成了一個接地短路，這種情況所帶來的后果是，極難發(fā)現(xiàn)隱患[2]。

2.3 自然災(zāi)害

自然災(zāi)害是致使配電線路出現(xiàn)故障的主要因素之一，其中雷擊所導(dǎo)致的情況常見。由于配電線路架空需要較長的路徑，又因?yàn)槠渌?jīng)過的地形較為空曠，在周圍并無其他大型建筑的情況下，當(dāng)雷雨季節(jié)到來時，配電線路設(shè)備極易在雷擊的影響下遭受重創(chuàng)，進(jìn)而致使配電線路出現(xiàn)故障。其中避雷器爆裂、配變燒毀以及絕緣子爆裂或被擊穿等都是較為常見的故障現(xiàn)象。

2.4 設(shè)備因素

由于配電線路線本身有著較長的線長，同時分布非常廣加之分支分廠多，相應(yīng)的需要使用大量的設(shè)備，當(dāng)然這些設(shè)備中難免會有老化嚴(yán)重并且質(zhì)量參差不齊等情況的出現(xiàn)，加之設(shè)備中的絕緣材料其絕緣能力也因此下滑，當(dāng)遭遇到電壓的沖擊時，絕緣材料因此被擊穿并放電故導(dǎo)致故障跳閘；而另有一部分設(shè)備由于老舊原因，其絕緣子主要表現(xiàn)為靈值、低值，在對項(xiàng)目進(jìn)行改造時，未對其進(jìn)行及時的更換，加之一部分線路設(shè)備已經(jīng)超期使用了8-10年，其本身就存在較大的安全隱患。

2.5 外部因素

由于配電線路主要是面向用戶端的，線路交跨各種道路、建筑物、堆積物、線路以及構(gòu)筑物等非常多，通常情況下，線路通道相較于輸電網(wǎng)更加復(fù)雜，且非常容易出現(xiàn)線路故障。

伴隨著城市的快速發(fā)展，舊城改造以及市政施工項(xiàng)目也越來越多，而在這些工程建設(shè)中，極易導(dǎo)致配網(wǎng)因此遭到損傷，其中較為常見的有：基面開挖或地下敷設(shè)導(dǎo)致電纜在挖掘中遭受到損傷；由于物料超高超長，施工機(jī)械經(jīng)常會破壞桿塔或碰觸到帶電的部位。

2.6 用戶因素

跌落保險(xiǎn)是一種較為多見的配電變壓器短路保護(hù)開關(guān)，其操作較為方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，斷開點(diǎn)也非常明顯，同時其還具有非常強(qiáng)大的外環(huán)境性等特點(diǎn)，故在配電網(wǎng)中被廣泛用于對設(shè)備投、切以及側(cè)作用保護(hù)裝置，且在實(shí)際操作過程中，其具有較好的質(zhì)量和選型問題，非常容易導(dǎo)致弧光短路和保險(xiǎn)管燒斷等情況，當(dāng)用戶出現(xiàn)保險(xiǎn)故障的情況時，由于其不具有相應(yīng)的備件，故在出現(xiàn)保險(xiǎn)跌落的情況時，采用不合格的保險(xiǎn)來進(jìn)行更換，根據(jù)實(shí)際情況了解到，不少用戶采用銅絲鉤或鋁絲鉤等來進(jìn)行連接，并將其作為保險(xiǎn)絲的替代，而再次出現(xiàn)保險(xiǎn)跌落的情況時，其設(shè)備也相應(yīng)會發(fā)生故障。在出現(xiàn)弧光短路的情況時，由于不會致使保險(xiǎn)及時熔斷，故很難發(fā)揮其保護(hù)作用，而這時上級設(shè)備則會做出相應(yīng)的保護(hù)動作，進(jìn)而導(dǎo)致大范圍的停電。

3 10 kV配電線路常見故障預(yù)防措施

3.1 全面預(yù)防

為了配電線路得到較好的運(yùn)行，使線路故障發(fā)生的頻率降低，需要進(jìn)行全面的預(yù)防。首先要定期檢測，對配電線路進(jìn)行分片檢測，檢測的內(nèi)容不但要包括線路是否損耗及線路周圍的環(huán)境情況，還應(yīng)該對配電線路的絕緣子、熔斷器或者避雷器等設(shè)備進(jìn)行定期的檢測。

檢測的設(shè)備如果過時，應(yīng)該及時更新，以保證配電線路的良好運(yùn)行。運(yùn)用采取縮小配電網(wǎng)的供電半徑、增大導(dǎo)線線徑或者使用低能耗的配電等措施來改善電端電壓的質(zhì)量。以上這些預(yù)防措施，都是為了保證配電線路正常的運(yùn)行。

3.2 加強(qiáng)配電設(shè)備管理

伴隨著配電線路的逐漸覆蓋，其規(guī)模也隨之增加，城鄉(xiāng)用電負(fù)荷也在不斷增加，這使得支路和接點(diǎn)不斷增加，故在進(jìn)行巡線和檢修的過程中，由于使用年限時間通常較長，其桿塔上的編號也逐漸被模糊，這使得檢修人員的檢修工作很難開展，為此，每年應(yīng)當(dāng)對桿塔進(jìn)行重新的編號，并對桿塔的位置等情況進(jìn)行處理；在配電線路T接點(diǎn)支路上，應(yīng)注意對輔助故障性質(zhì)和范圍的了解，可配備相應(yīng)的接地故障指示器和斷路器。

在對配電線路進(jìn)行改造或新建時，為了避免出現(xiàn)線路斷路器的情況，可采用真空斷路器用于分支和分段開關(guān)中。

3.3 加強(qiáng)氣候因素預(yù)防

由于雷電、霜凍以及大霧等天氣情況都會導(dǎo)致線路故障，故可通過加強(qiáng)與氣象部門的合作，及時把握地方氣象情況，持續(xù)對氣象變化進(jìn)行關(guān)注，及時對強(qiáng)對流天氣采取相應(yīng)措施進(jìn)行有效的保護(hù)。

當(dāng)出現(xiàn)雷電天氣時，應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備的檢修，建議在進(jìn)行設(shè)備的安裝時，應(yīng)當(dāng)采用耐雷水平較高的絕緣子，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)線路遭到雷擊情況時，其故障往往集中在針式絕緣子上，為此，應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)針式絕緣子的抗雷能力，這在很大程度上可對線路進(jìn)行保護(hù)。

與此同時，運(yùn)用穿刺型防護(hù)金具來進(jìn)行推廣，由于其本身有著非常好的密封性，加之絕緣導(dǎo)線與高壓電極之間有著緊密接觸，故能夠?qū)崿F(xiàn)耐受能力的提高，確保配電線路能夠更加安全地運(yùn)行。

3.4 加強(qiáng)鳥害的預(yù)防

在對鳥害進(jìn)行預(yù)防時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地方實(shí)際情況來定，找準(zhǔn)同一種更加符合地區(qū)特點(diǎn)且經(jīng)濟(jì)的預(yù)防措施，與此同時，還應(yīng)當(dāng)對相關(guān)設(shè)備情況進(jìn)行巡視，使鳥害能夠得到有效控制。安置驅(qū)鳥器，驅(qū)鳥器主要是通過風(fēng)車以及光反射來實(shí)現(xiàn)鳥類的驅(qū)散，使鳥類不敢停留在桿塔上，但這種方法并不長久，僅在短時間內(nèi)有效。

裝置相應(yīng)的防鳥刺，在安裝防鳥刺時，應(yīng)將其裝置在橫擔(dān)關(guān)鍵部位，避免鳥類在此處停留。裝置智能的語音驅(qū)鳥器，可通過運(yùn)用鳥類天敵的聲音，讓鳥類驚恐不敢接近，這種驅(qū)鳥器的效果非常顯著，同時還可有效避免周圍電力設(shè)施不會因此受到傷害，但這種設(shè)備的投入成本卻非常高，且若處于居民區(qū)則不適用。

運(yùn)用絕緣過線的方式，對經(jīng)常出現(xiàn)鳥害部位的轉(zhuǎn)角、耐張、終端桿采取相應(yīng)的保護(hù)，通過加裝導(dǎo)線絕緣保護(hù)套或者將過線替換為絕緣導(dǎo)線的方式來實(shí)現(xiàn)，這種方式效果較為顯著，且操作也非常簡單，成本較低，更加容易被接受。運(yùn)用絕緣架空導(dǎo)線，針對鳥害非常嚴(yán)重的地段，通過絕緣化治理的方式來加強(qiáng)絕緣導(dǎo)線的更換。

3.5 預(yù)防私自使用銅絲或鋁絲鉤掛進(jìn)行連接

當(dāng)出現(xiàn)跌落保險(xiǎn)的情況時，應(yīng)當(dāng)及時對其進(jìn)行更換，供電所或者一線班組應(yīng)當(dāng)將其作為常用備件，并定期對備件數(shù)量進(jìn)行核查，預(yù)防用戶亂用鉤絲的情況出現(xiàn)。加大對用戶設(shè)備監(jiān)督的管理力度，提高設(shè)備準(zhǔn)入制度，對用戶工程驗(yàn)收管理進(jìn)行強(qiáng)化管理，倡導(dǎo)新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備的推廣使用。

與此同時，加大用戶的宣傳教育力度，鼓勵用戶家中常備合格的備品備件，確保其能夠合格的進(jìn)行接引。強(qiáng)化對設(shè)備的巡視管理，及時對鉤絲進(jìn)行更換，做好有效的防跌落工作，避免發(fā)生越級動作。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對配電線路的常見故障進(jìn)行分析，找出常見故障發(fā)生的原因，總結(jié)出規(guī)律，從而采取強(qiáng)有力的措施進(jìn)行預(yù)防，保證配電線路運(yùn)行的可靠性。同時，加強(qiáng)配電線路的維修檢查，以降低發(fā)生線路故障的幾率，為配電線路的良好運(yùn)行做好充分的準(zhǔn)備。

［1］付亞軍.對10 kV配電線路常見故障的若干思考［J］.黑龍江科技信息，2010（31）：57-58.

［2］敖蕾蕾，王慧芳，杜振東.電網(wǎng)狀態(tài)檢修決策研究［J］.機(jī)電工程，2014（5）：639-643.

［3］徐運(yùn)生.農(nóng)網(wǎng)10 kV配電線路故障原因分析及預(yù)防措施［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2013，8（15）：197-198.

Causes Analyzing of the Failure of 10 kV Distribution Lines and Preventive Measures Discussion

PAN Guo-qiang
（Guangdong Grid Co.，Ltd.，Qingyuan Fogang Power Supply Bureau，Qingyuan511600，China）

With the development of intelligent power grid，power distribution line fault has become an important factor seriously affect its development，but the factors which caused the failure is many，to prevent the distribution line fault of the root of the problem is the key to grasp，so this paper analyzes the factors leading to distribution line faults，and puts forward the corresponding preventive measures for the problems.

distribution line；fault；single phase grounding；preventive measures

TM72

：A

：1009－9492(2014)12－0117－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.028

潘國強(qiáng)，男，1963年生，廣東佛岡人，大學(xué)?？疲こ處?。研究領(lǐng)域：電氣運(yùn)行及維護(hù)。

(編輯：向 飛)

2014－06－17