10kV供電線路常見故障分析

摘要：近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，供電線路的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，但線路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障種類越來(lái)越多，原因也越來(lái)越復(fù)雜。10kV供電線路是供電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中起著非常重要的作用。文章結(jié)合現(xiàn)代10kV供電線路的發(fā)展情況，探討了10kV供電線路的常見故障、常用故障分析方法及應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：10kV供電線路；常見故障；故障分析；故障種類；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）33-0131-02

1 概述

近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，供電線路的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，但線路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障種類越來(lái)越多，原因也越來(lái)越復(fù)雜。10kV供電線路在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中起著非常重要的作用，涉及電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電及用電的整個(gè)過(guò)程。因此，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分掌握10kV供電線路的安裝和維護(hù)要點(diǎn)，分析各類故障產(chǎn)生的機(jī)理，以此為基礎(chǔ)不斷提升其運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)水平。

2 10kV供電線路常見故障及產(chǎn)生原因分析

2.1 線路溫升引發(fā)的斷線故障（架空線路）

在10kV供電線路發(fā)生此類故障以后，在斷線處會(huì)出現(xiàn)80℃～150℃高溫，線路接頭處有燒紅、燒黑的情況，此類故障的原因一般和供電線路負(fù)荷及接頭處的導(dǎo)線連接工藝有關(guān)。一方面，當(dāng)線路的負(fù)荷較大時(shí)，其實(shí)際電流可能大于其設(shè)計(jì)值，大電流的通過(guò)將會(huì)引發(fā)接頭處電阻值變大，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，降低了線路的機(jī)械性能；另一方面，對(duì)于某些線路接頭處采用不達(dá)標(biāo)的并溝線夾進(jìn)行處理的情況，容易因其較小的接觸面積導(dǎo)致線路發(fā)熱，進(jìn)而引發(fā)接頭處電阻值的增加，陷入發(fā)熱的惡性循環(huán)，最終發(fā)生斷路故障。

2.2 雷擊及異物引發(fā)的故障

首先，由于電力線路敷設(shè)的地理環(huán)境復(fù)雜，而線路的位置相對(duì)突出的特點(diǎn)，使其容易遭受雷擊的危害。當(dāng)10kV供電線路遭受雷擊后，可能引發(fā)線路絕緣破壞等事故；其次，隨著我國(guó)環(huán)保政策的不斷推進(jìn)，大量樹木的出現(xiàn)對(duì)電力線路構(gòu)成了安全隱患，尤其當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)、強(qiáng)降雨等惡劣天氣情況時(shí)，容易使樹木折斷并落在電力線路上，引發(fā)短路甚至斷線危險(xiǎn)。

2.3 線路單相接地故障

對(duì)于10kV供電線路出現(xiàn)的單相接地故障的原因主要有以下四點(diǎn)：首先，電力系統(tǒng)中配電變壓器的高壓側(cè)繞組或10kV熔斷器發(fā)生絕緣擊穿；其次，受外力或極端天氣作用，供電線路的導(dǎo)線發(fā)生斷裂并與大地連接；再次，供電線路和絕緣子的緊固不良引發(fā)導(dǎo)線脫落；最后，樹木等異物觸碰線路導(dǎo)線等。

在發(fā)生上述故障以后，位于變電站的母線處的互感器的電流會(huì)因零序電流的作用而增大，若未及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理，容易對(duì)互感器造成損害，甚至引發(fā)大面積停電事故。此外，該故障情況下會(huì)產(chǎn)生很高的諧振過(guò)電壓，對(duì)系統(tǒng)的絕緣設(shè)備和變壓器造成威脅。更嚴(yán)重的，若是由于線路導(dǎo)線發(fā)生斷線而導(dǎo)致接地，可能使線路周圍的人員造成觸電事故。

3 常見故障的解決方法

3.1 常用的故障分析方法

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，10kV供電線路具有建設(shè)地形復(fù)雜多樣、運(yùn)行環(huán)境氣候不確定性大的特點(diǎn)，這加大了故障查找的難度。因此，科學(xué)合理的故障排除方案的制定顯得尤為重要。

3.1.1 基于繼電保護(hù)狀態(tài)的10kV架空線故障查找法。根據(jù)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)原理，供電線路的繼電保護(hù)動(dòng)作會(huì)隨著故障發(fā)生位置的不同而不同，從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析：（1）對(duì)于電流速斷保護(hù)發(fā)生跳閘的情況，依據(jù)系統(tǒng)最大或最小運(yùn)行模式的不同，該種保護(hù)的動(dòng)作范圍分別占總供電線路的50%、15%～20%，由此可以得出：當(dāng)該類保護(hù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)，事故地點(diǎn)更接近于變電站一側(cè)；（2）對(duì)于過(guò)流保護(hù)發(fā)生跳閘的情況，該保護(hù)通常包含延時(shí)繼電器，并與電流的速斷保護(hù)一起應(yīng)用，當(dāng)該種保護(hù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)，供電線路后段產(chǎn)生故障的可能性大；（3）對(duì)于上述電流速斷和過(guò)流保護(hù)同時(shí)產(chǎn)生跳閘的情況，一般表示事故地點(diǎn)位于兩者共同的保護(hù)范圍內(nèi)，且發(fā)生線路中段故障的可能性大。

3.1.2 基于電橋、電容電流、兆歐表的10kV電纜線路故障查找方法。由于電力電纜一般掩埋于地下，這種埋設(shè)方式具有接入點(diǎn)、接線方法復(fù)雜多樣、供電線路敷設(shè)長(zhǎng)等特點(diǎn)，這加大了故障排除的難度。對(duì)于該類線路的故障，通常從以下兩個(gè)方面入手進(jìn)行排查：（1）基于電橋法的故障查找法。由于電力電纜的敷設(shè)距離與其電阻成正比，故在實(shí)際中，通過(guò)對(duì)電纜長(zhǎng)度的準(zhǔn)確測(cè)量可以對(duì)故障的位置做出判斷；（2）基于電容電流的故障查找法。由于電力電纜對(duì)地電容和電纜內(nèi)部芯線間電容的存在，導(dǎo)致了電容電流的產(chǎn)生，且該電容值分布均勻并和電纜的敷設(shè)距離成比例關(guān)系，由此，操作人員能夠?qū)收习l(fā)生位置做出判斷。

對(duì)于電力電纜的故障類型，通常是采用使用兆歐表對(duì)線路絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量的方法來(lái)判斷。例如：當(dāng)電力電纜的芯地、芯芯間絕緣電阻低于100歐姆時(shí)，一般認(rèn)為發(fā)生了短路或低阻接地事故；當(dāng)芯地、芯芯間絕緣電阻高于100歐姆，且大大小于正常值時(shí)，一般認(rèn)為發(fā)生了高阻接地事故；當(dāng)電力電纜的芯地絕緣電阻高，且在導(dǎo)體連續(xù)性測(cè)試中出現(xiàn)相間斷續(xù)現(xiàn)象時(shí)，一般認(rèn)為發(fā)生了短路事故。

3.2 10kV供電線路故障的應(yīng)對(duì)措施

3.2.1 線路溫升引發(fā)的斷線故障的應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于該類故障，應(yīng)當(dāng)從三個(gè)方面進(jìn)行處理：（1）應(yīng)當(dāng)從整體的角度出發(fā)，對(duì)所有線路中的接頭處進(jìn)行檢查，通過(guò)用大型線夾代替小型線夾的方法，對(duì)溫度大于50℃的接頭進(jìn)行及時(shí)處理；（2）在電力線路的生產(chǎn)過(guò)程中，提高線路連接工藝；（3）應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)的電網(wǎng)調(diào)度，保證電網(wǎng)負(fù)荷均衡，防止某些線路發(fā)生過(guò)負(fù)荷的情況。

3.2.2 雷擊及異物引發(fā)故障的應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于雷擊引發(fā)的故障，在實(shí)際中，應(yīng)當(dāng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)對(duì)：（1）提高線路中絕緣子（特別是針式絕緣子）的抗雷水平；（2）建立惡劣天氣預(yù)警機(jī)制，及時(shí)依據(jù)氣候、天氣的變化制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略；（3）合理地在供電線路中設(shè)置避雷器等防雷擊裝置。對(duì)于樹木等異物造成的線路故障，除了應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電力供電線路的定期巡查、做好維護(hù)、及時(shí)處理線路隱患工作以外，更應(yīng)當(dāng)做好宣傳教育和警示牌的設(shè)置工作。

3.2.3 線路單相接地故障的應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于線路單相接地故障可以采用以下三種措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)：（1）合理地設(shè)置電力線路的單相接地保護(hù)裝置。通過(guò)該措施，維護(hù)人員能夠在發(fā)生故障后迅速及時(shí)地發(fā)現(xiàn)事故并有效處理；（2）加強(qiáng)線路絕緣監(jiān)測(cè)。對(duì)于供電線路中的重點(diǎn)部分，如絕緣子、熔斷器等設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)替換不達(dá)標(biāo)的設(shè)備；（3）合理設(shè)置分支線路的熔斷器。通過(guò)該措施，當(dāng)發(fā)生故障后，線路會(huì)自動(dòng)將發(fā)生短路的支路切除。

4 結(jié)語(yǔ)

10kV供電線路作為電網(wǎng)的重要組成部分，對(duì)我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和居民生活起著重要的保障作用。供電線路中出現(xiàn)運(yùn)行故障不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成危害，而且還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文對(duì)10kV供電線路的常見故障進(jìn)行了分析，并就如何解決這些故障提出了一些應(yīng)對(duì)策略，希望能為從事供電線路維護(hù)管理的工作人員提供一些借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：韋博（1985-），男，陜西人，青海油田供水供電公司澀北供電車間助理工程師，研究方向：電氣自動(dòng)化。endprint