10kV配電線路故障原因分析與防范措施

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摘要：電力配電網(wǎng)絡(luò)處于電網(wǎng)的最末端，負(fù)擔(dān)著電能直接配送到千家萬(wàn)戶的重任，是電力系統(tǒng)聯(lián)系用電客戶的橋梁和紐帶。10KV配網(wǎng)狀況直接關(guān)系到所配送電能的質(zhì)量水平，并影響到供電企業(yè)的綜合效益。本文介紹了10KV配電線路在運(yùn)行過(guò)程中所遇到的一些常見故障。針對(duì)這些常見故障分析其原因后提出相應(yīng)的預(yù)防和解決措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；故障分析；防范措施

1.常見10kV配電線路常見故障

（1）變壓器電流因?yàn)槟承┰蛲蝗患哟笤斐勺儔浩鞯碾娏鞒^(guò)額定電流，線圈的溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣皮老化，進(jìn)而導(dǎo)致線圈短路。

（2）繞組絕緣受潮：很多原因使油面降低，絕緣油與空氣大面積接觸，空氣中水分和氣體大量進(jìn)入絕緣油，這就降低絕緣皮的絕緣強(qiáng)度。

（3）鐵芯多點(diǎn)接地：多點(diǎn)接地造成鐵芯局部過(guò)熱而損壞線圈絕緣。如因外部損傷或絕緣老化等原因，使硅鋼片間絕緣損壞，會(huì)增大渦流，造成局部過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成鐵心失火。

（4）導(dǎo)線接頭電阻要比其他地方的大，運(yùn)行時(shí)接頭高溫氧化進(jìn)而燒斷電線和絕緣外皮。

（5）變壓器引起的故障還有很多，例如雷擊過(guò)壓，絕緣子裂開使得接地或絕緣子臟污使電阻降低，跳線燒斷搭到鐵塔上。

（6）跌落式熔斷器等裝置開關(guān)設(shè)備的接觸頭不好造成的觸頭燒壞及設(shè)備缺相運(yùn)行。

（7）管理方面的因素：在運(yùn)行管理中配網(wǎng)安全的主要因素是檢查巡視不認(rèn)真、排除問(wèn)題不及時(shí)。檢查不認(rèn)真主要是工作人員對(duì)導(dǎo)線損壞程度、電線斷股等缺陷不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，主要是維修管理流程不清楚、檢修質(zhì)量不好、責(zé)任追究考核不落實(shí)到位等原因造成的。

（8）外力破壞：市區(qū)大部分線路在道路兩旁，機(jī)動(dòng)車輛撞到電桿讓電桿歪倒、電桿斷掉等交通事故發(fā)生。城市建設(shè)步伐的加快，舊城改造等建筑活動(dòng)的施工破壞了鐵塔基礎(chǔ)造成倒桿事故；施工所用的機(jī)械、物料碰觸到帶電部位造成了線路短路，建筑物與線路的距離不符合安全規(guī)定，一些小偷盜竊破壞，造成倒桿、倒塌等事故。

（9）各類漂浮物引起線路的短路跳閘，如線路附近放風(fēng)箏、一些慶典活動(dòng)總?cè)挤诺膸в写罅拷饘俨蕩У亩Y炮及生活垃圾中的漂浮物等；動(dòng)物的破壞，如鳥，老鼠，貓等動(dòng)物造成的短路。

（10）雨水沖刷：大量的雨水或湍急的雨水主要在兩方面威脅配電線路的運(yùn)行安全。大量雨水淋泡，使土壤松軟，這樣就容易造成桿塔倒塌事故。

（11）刮風(fēng)時(shí)風(fēng)力過(guò)大，風(fēng)的力度超過(guò)了電線桿所能承受的范圍，就會(huì)把電線桿吹歪或者吹倒，這樣又會(huì)使電線交叉在一起或者使電線斷掉。就容易造成跳躍或者閃絡(luò)事故。

（12）根據(jù)運(yùn)行的管理經(jīng)驗(yàn)，絕緣電纜使用的比較廣泛，裸線部位被雷擊后更容易斷裂。瓷絕緣子被雷擊倒后更容易爆裂。

（13）電纜接頭故障：電纜接頭是電纜線路中最薄弱的環(huán)節(jié)，由人員直接過(guò)失（施工不良）引發(fā)的電纜接頭故障時(shí)常發(fā)生。施工人員在制作電纜接頭過(guò)程中，如果有接頭壓接不緊、加熱不充分等原網(wǎng)，都會(huì)導(dǎo)致電纜頭絕緣降低，從而引發(fā)事故。

2.10kV配電線路故障防范措施

（1）合理布局配網(wǎng)線路設(shè)備，提高施工質(zhì)量和工藝水平

提高線路的絕緣化水平，大力推廣使用絕緣導(dǎo)線。加強(qiáng)施工工程中的監(jiān)督管理，對(duì)于施工中發(fā)現(xiàn)的缺陷隱患要及時(shí)消除，對(duì)質(zhì)量不合格的要堅(jiān)決返工。合理安裝線路干、分支開關(guān)，減少線路故障停電面積，開關(guān)安裝位置要便于巡視檢查，便于操作，縮短故障搶修時(shí)間。

（2）加強(qiáng)對(duì)線路、設(shè)備巡視維護(hù)工作

定期對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)和檢修，及時(shí)線路設(shè)備缺陷，提高運(yùn)行水平。定期開展負(fù)荷監(jiān)測(cè)。

（3）要加強(qiáng)用戶設(shè)備管理工作

配電故障中，由用戶設(shè)備引起的約占25%。因此要定期巡視，主動(dòng)服務(wù)，及時(shí)下達(dá)安全隱患整改通知書，督促處理。

（4）做好防外力破壞工作

采用在配電變壓器和線路桿塔上懸掛警告標(biāo)識(shí)牌、張貼宣傳標(biāo)語(yǔ)，在公路邊的桿塔貼反光標(biāo)示，在電力電纜線路通道上設(shè)置醒目的標(biāo)識(shí)等方法，對(duì)高危線路要加強(qiáng)人員巡視來(lái)減少外力破壞。

（5）加強(qiáng)從業(yè)人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)

特別是電力電纜知識(shí)、電纜頭和扎線制作工藝，提高人員綜合素質(zhì)。制定獎(jiǎng)懲措施，做到責(zé)任到人，全程監(jiān)管，有據(jù)可依?？己瞬块T也要加大線路故障的考核力度，故障查無(wú)原因也要考核。

（6）完善停電事件搶修作業(yè)流程

規(guī)定各責(zé)任環(huán)節(jié)職責(zé)和時(shí)間要求，形成內(nèi)部閉環(huán)管理，縮短停電時(shí)間。加強(qiáng)配電線路運(yùn)行分析，找出線路故障原因，總結(jié)規(guī)律，采取針對(duì)性的預(yù)防措施。

3.實(shí)例分析

某區(qū)電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)、生活供電任務(wù)?，F(xiàn)有110KV變電所3座、35KV正規(guī)變電所2座、35KV智能撬裝變電站9座、35KV簡(jiǎn)易變電站2座，110Kv線路3條241.86Km，35Kv線路11條223.646Km，10KV配電線路75條890.25Km，配電變壓器1864臺(tái)，該地區(qū)10KV供電線路多、分布廣，架空線路長(zhǎng)期處于惡劣自然環(huán)境下露天運(yùn)行，經(jīng)常發(fā)生故障，影響正常供電，給生產(chǎn)與生活帶來(lái)一定的危害。

3.1、故障類型分析

3.1.1某區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境

該配電線路長(zhǎng)期暴露在野外環(huán)境極易受到外界因素特別是氣候因素的影響，氣象特征：每年12月份-次年4月份氣溫普遍較低，時(shí)有大霧、霧凇等天氣，有時(shí)氣溫相當(dāng)濕潤(rùn)；4～5月份多風(fēng)沙、沙塵暴天氣，設(shè)備易臟污；6～10月份多干旱、少雨，偶有大暴雨，總體屬典型大陸性干旱氣候，沙塵多、雨量小、晝夜溫差大。氣候變化的季節(jié)性決定了配電線路故障的季節(jié)性也很明顯，在氣候突變的月份線路故障跳閘就特別厲害，3～4月份（冬春之交）故障率突變特別明顯，11～12月份（秋冬之交）的故障率突變也很明顯。

3.1.2、故障原因分析

1）.速斷保護(hù)動(dòng)作：由三相短路或兩相短路造成。主要原因有線路設(shè)備（如柱上斷路器、電力電容器、變壓器等）短路、噴油，春季鳥害危害、雨季雷電、暴風(fēng)雨的影響、電桿拉線被盜破壞、施工車輛刮擦、撞桿等自然災(zāi)害或人為因素。

2）.過(guò)流保護(hù)速斷動(dòng)作：故障范圍在線路下端，由用電負(fù)荷突然性增高，超出了線路保護(hù)的整定值或三相短路或兩相短路造成。

3）.接地保護(hù)動(dòng)作：全線路范圍內(nèi)均可發(fā)生此類故障，可分為永久性接地和瞬時(shí)性接地2種。主要原因有斷線、絕緣子擊穿、線下樹木等原因?qū)е露帱c(diǎn)泄漏。接地故障由于范圍較大，故障原因不明顯，有時(shí)必須借助儀表儀器才能確定故障原因。

4）.線路上運(yùn)行中的跌落保險(xiǎn)、避雷器、設(shè)備線夾等由于本身發(fā)生了故障所引起線路故障，低值、因配電絕緣子打壓困難，低值、零值絕緣子得不到及時(shí)更換，造成線路接地停運(yùn)。

5）.天氣的影響

①風(fēng)的影響。風(fēng)力過(guò)大，超過(guò)桿塔的機(jī)械強(qiáng)度，就會(huì)使桿塔傾斜或損壞，并使導(dǎo)線振動(dòng)、跳躍和碰線，引起過(guò)流或速斷。

②雷電的影響。線路遭受雷擊時(shí)，會(huì)使絕緣子發(fā)生閃絡(luò)或擊穿。

③雨的影響。毛毛細(xì)雨將使臟污絕緣子發(fā)生閃絡(luò)、放電，甚至損壞絕緣子。傾盆大雨的沖刷將會(huì)使沿在溝渠河邊的電桿倒塌，造成斷線事故。

④氣溫變化的影響。當(dāng)氣溫發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)線張力也隨之變化。在炎熱的夏季，由于導(dǎo)線的擴(kuò)長(zhǎng)，使弧垂變大，可能造成交叉跨越處放電事故，或絞線短路事故。而在冬季，由于導(dǎo)線收縮，應(yīng)力增加，又可能造成斷線故障。

⑤樹障的影響。樹刮倒砸線，樹枝刮斷落在線上，樹枝擺動(dòng)掃線。

⑥鳥害的影響。鳥窩樹枝草棍的影響。鳥落在線路轉(zhuǎn)角、耐張、終端桿引線上嬉戲，風(fēng)雨天氣，潮濕的樹枝刮落后容易發(fā)生接地、速斷等故障。

⑦施工車輛的影響。施工車輛刮擦拉線、碰撞電桿、導(dǎo)線等

3、故障的防范措施及維護(hù)

3.1強(qiáng)化運(yùn)行管理、定期巡視、責(zé)任到人

從運(yùn)行角度考慮，運(yùn)行人員按運(yùn)規(guī)要求，按時(shí)巡視設(shè)備，及時(shí)、準(zhǔn)確提供設(shè)備缺陷，為檢修試驗(yàn)提供依據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，及時(shí)檢修，從而降低線路故障率。為此，運(yùn)行人員應(yīng)作到\"三熟三能\"，從\"嚴(yán)\"、\"勤\"、\"細(xì)\"、\"熟\"上下功夫。嚴(yán)：即制定嚴(yán)格的設(shè)備定期巡視制度，并堅(jiān)決落實(shí)；勤：即工作積極、主動(dòng)，不漏巡，多注重故障率高的線路設(shè)備運(yùn)行工況；細(xì)：即認(rèn)真巡視，認(rèn)真分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并上報(bào)缺陷；熟：即不僅熟悉設(shè)備，還應(yīng)熟悉其性能、參數(shù)、結(jié)構(gòu)、地理環(huán)境、氣候因素等，做到心中有數(shù)。

3.1.1巡視中應(yīng)消除線路防護(hù)區(qū)內(nèi)的障礙物及可能損傷導(dǎo)線的樹枝，檢查沿線正在進(jìn)行的工程情況及各種異?，F(xiàn)象。

3.1.2桿塔的巡視檢查。其各部件有無(wú)歪斜、基礎(chǔ)有無(wú)塌陷或被雨水沖刷，水泥桿鋼筋是否外露，桿身有無(wú)裂紋，周圍土壤是否下沉。

3.1.3導(dǎo)線的巡視。有無(wú)斷股、損傷、閃絡(luò)燒傷痕跡，三相導(dǎo)線弧垂是否平衡。導(dǎo)線對(duì)地，對(duì)交叉設(shè)施及其他物體間的距離是否符合規(guī)程規(guī)定，導(dǎo)線是否腐蝕嚴(yán)重，線夾有無(wú)銹蝕等。

3.1.4絕緣子及瓷瓶的巡視。檢查其是否臟污，瓷質(zhì)部位是否有裂紋或缺少開口銷、彈簧銷等，絕緣子綁線是否松動(dòng)、復(fù)合絕緣子緊固導(dǎo)線的壓板螺栓是否松動(dòng)，螺帽、壓板是否完好。

3.1.5防雷及接地裝置巡視。防雷設(shè)備是否齊全，避雷器是完好，引下線接地是否良好。

3.1.6拉線巡視。是否有銹蝕、松弛、斷股現(xiàn)象，受力是否均勻，拉棒、地錨緊線器是否腐蝕損壞。

3.1.7夜間巡視。檢查導(dǎo)線的連接處及絕緣子的缺陷，有無(wú)放電和局部打火現(xiàn)象，應(yīng)在負(fù)荷大，無(wú)月光的夜晚進(jìn)行。

3.1.8特殊巡視。在氣候惡劣，如風(fēng)雨后、解凍等情況下對(duì)架空線路全部或部分進(jìn)行巡視檢查，這種情況不定巡視時(shí)間。

3.2 加強(qiáng)線路防外力破壞工作

配電線路外力破壞現(xiàn)象很嚴(yán)重，施工車輛刮擦拉線、碰撞電桿、導(dǎo)線、人為打破絕緣子、向?qū)Ь€上扔鐵絲、異物等造成線路故障，給配電線路的安全運(yùn)行造成了極大的危害。采取的措施：

3.2.1在線路桿塔上懸掛警告標(biāo)識(shí)牌、宣傳標(biāo)語(yǔ)等。

3.2.2組織周邊居民、牧民、施工隊(duì)伍進(jìn)行《電力法》、《電力設(shè)施保護(hù)條例》等宣傳工作。并盡可能地與周邊行政村取得聯(lián)系、共同進(jìn)行有計(jì)劃、有組織地散發(fā)宣傳單、張貼宣傳畫進(jìn)行形式多樣的宣傳活動(dòng)，教育大家愛(ài)護(hù)電力設(shè)施。

3.2.3針對(duì)違章施工、建筑從建設(shè)初期進(jìn)行解釋、勸阻.并對(duì)違章建筑者簽發(fā)了《電力違章建筑事故隱患通知書》，明確雙方責(zé)任。

3.3 加強(qiáng)檢修力度

加強(qiáng)春秋兩檢的檢修力度，及時(shí)消除缺陷，降低線路故障率。

3.4 加強(qiáng)線路改造

要從根本上解決問(wèn)題，必須投資進(jìn)行線路改造：尤其對(duì)跳閘嚴(yán)重線路，盡快列入改造計(jì)劃，使設(shè)備滿足安全運(yùn)行的要求。

4、故障點(diǎn)查找的基本方法

4.1分析故障原因。根據(jù)運(yùn)行人員提供的線路故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作情況，初步分析故障性質(zhì)和故障范圍。有條件的可根據(jù)故障錄波器錄制的故障波形圖，分析故障性質(zhì)和故障范圍。

4.2人工巡線、分段普查、地面巡查，可盡量配備高放大倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡。一旦查出故障點(diǎn)應(yīng)立即報(bào)告。

4.3分支線較多的線路發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)變電站電源端或線路上的斷路器，用試送合閘的方法確定故障線路。首先試送主干線路斷路器，然后試送分支線路斷路器，從試送成功與否便可區(qū)別非故障和故障線路。

4.4為加快對(duì)輕微故障的確定，除進(jìn)行認(rèn)真檢查外，還要注意收集沿線居民、作業(yè)區(qū)工人反映的情況，了解事故當(dāng)時(shí)的目擊情況，以幫助分析故障和找到故障點(diǎn)。

5.結(jié)束語(yǔ)

10KV配電線路故障的發(fā)生和查找排除故障的時(shí)間長(zhǎng)短，對(duì)生產(chǎn)會(huì)造成很多不利的因素，嚴(yán)重影響到了產(chǎn)量的穩(wěn)定。為此針對(duì)電力配電線路的特點(diǎn)，對(duì)經(jīng)常發(fā)生的線路故障進(jìn)行分析和歸類，以及總結(jié)出日常維護(hù)和分析排查故障的方法，對(duì)提高配電線路的穩(wěn)定性以及發(fā)生故障后迅速查處故障點(diǎn)縮短停電時(shí)間具有很強(qiáng)的實(shí)用性與指導(dǎo)意義。

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VSP5型真空負(fù)荷開關(guān)，其特點(diǎn)是：

1）采用SF6氣體滅弧、絕緣；

2）真空滅弧室串聯(lián)隔離開關(guān)，增強(qiáng)了斷口的擊穿強(qiáng)度，可達(dá)90kV；隔離開關(guān)與真空滅弧室之間有可靠的聯(lián)鎖；

3）采用電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，電保持。有電合閘，失電后自動(dòng)分閘，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，非?？煽浚?/p>

4）也可手動(dòng)操作合閘，在手動(dòng)合閘位置時(shí)，自動(dòng)控制失效；在手動(dòng)處于分閘時(shí)，方可進(jìn)入自動(dòng)控制；

5）出線端采用電纜密封，外絕緣可靠；

6）機(jī)構(gòu)也密封在SF6氣體中，避免了大氣的腐蝕，因此是可靠的免維護(hù)產(chǎn)品，可達(dá)15年免維護(hù)期。

故障探測(cè)器（FDR），它的功能是控制開關(guān)的分、合閘，在線路發(fā)生故障時(shí)，配合變電站斷路器的重合閘，判斷故障段，并將故障段兩端的開關(guān)閉鎖，恢復(fù)正常區(qū)段的供電。它的基本特性是：

1）線路來(lái)電，經(jīng)延時(shí)X（7s，14s，21s….）后使開關(guān)合閘；

2）合閘后進(jìn)行檢測(cè)延時(shí)Y（5s），若在此時(shí)間失電，則將開關(guān)分閘閉鎖（再來(lái)電時(shí)開關(guān)不能合閘）；若在此時(shí)間內(nèi)沒(méi)有斷電，則開關(guān)不閉鎖；

3）若在合閘延時(shí)中突然失電，且時(shí)間超過(guò)3.5s，則實(shí)現(xiàn)逆向分閘閉鎖（逆向來(lái)電不合閘）；

4）若在合閘延時(shí)中出現(xiàn)低電壓（<30%UL），開關(guān)實(shí)現(xiàn)逆向閉鎖（從另一端來(lái)電不合閘）；

5）開關(guān)兩端同時(shí)有電，被閉鎖，不能合閘。

FDR的合閘延時(shí)有兩擋（Long和Short 擋）；也可以設(shè)置成分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩種狀態(tài)（S和L擋）。

這種電壓—時(shí)間型分段器的優(yōu)點(diǎn)是：

1）邏輯簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確；

2）可靠性高，免維護(hù)可達(dá)15年；

3）這種方式已有30余年的運(yùn)行記錄，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高；

4）FDR系統(tǒng)不需蓄電池，免除了十分討厭的電池維護(hù)工作。

電壓—時(shí)間型分段器的分段、聯(lián)絡(luò)改造投資不太多，可有效地提高10kV農(nóng)網(wǎng)配電線路的故障停電時(shí)間，提高供電可靠性。對(duì)提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性不失為一個(gè)切實(shí)可行的方案。

2.3 應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)改造中對(duì)可靠性評(píng)價(jià)與規(guī)劃的力度

農(nóng)網(wǎng)改造最重要的目標(biāo)是提高供電可靠性和節(jié)能降損，電壓合格率應(yīng)包含在供電可靠性的范圍中。在發(fā)達(dá)國(guó)家的供電可靠性規(guī)程中，停電概念是指對(duì)用戶的供電電壓低于或超過(guò)合格電壓的狀態(tài)，而非電壓下降為零。

在這次農(nóng)網(wǎng)改造中，的確解決了電網(wǎng)卡脖子問(wèn)題，解決有電送不出去的問(wèn)題，解決因供電容量不足而對(duì)用戶限制用電的問(wèn)題，解決檢修停電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題等等，這些歸根到底是提高供電可靠性，但沒(méi)能作為目標(biāo)體現(xiàn)在農(nóng)網(wǎng)改造之初的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，以提高供電可靠性指標(biāo)為目的做出全面細(xì)致的方案。農(nóng)網(wǎng)改造雖然取得了很大的成績(jī)，但供電可靠性與要求差距很大。因此，加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)改造對(duì)可靠性評(píng)價(jià)規(guī)劃的力度，做好規(guī)劃，制定切實(shí)可行的方案，分步實(shí)施，是提高農(nóng)網(wǎng)可行性的一個(gè)十分重要的工作步驟。