10～20 kV架空配電線路跳閘故障及其防治對(duì)策分析

路永玲

（江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇南京211103）

10～20 kV架空配電線路跳閘故障及其防治對(duì)策分析

路永玲

（江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇南京211103）

以電網(wǎng)實(shí)際發(fā)生的10～20 kV架空配網(wǎng)線路跳閘故障數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)分析及故障調(diào)查，從故障部位分布、故障月度變化、故障誘發(fā)原因等角度分析了配網(wǎng)故障的特征及變化規(guī)律，認(rèn)為外力因素、雨雪大風(fēng)、雷擊、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備質(zhì)量和工藝及用戶原因是導(dǎo)致配電線路故障頻發(fā)的主要因素，凸顯出目前架空配電線路存在的主要問題，并有針對(duì)性地提出了防治對(duì)策，為提升配網(wǎng)供電可靠性提供參考。

架空配電線路；外力破壞；跳閘故障；防治對(duì)策

10 kV和20 kV架空配電線路是配電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)配網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提出了更高要求［1，2］；配電線路發(fā)生故障不但給供電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，還直接影響廣大居民的正常生產(chǎn)和生活。一般各地區(qū)10 kV和20 kV架空配電線路絕緣配置低、質(zhì)量參差不齊、走徑復(fù)雜，受氣候、地理環(huán)境影響較大，是整個(gè)電網(wǎng)構(gòu)架的薄弱環(huán)節(jié)［3］。近年來，隨著惡劣天氣的不斷增多及配電線路運(yùn)行環(huán)境越來越復(fù)雜，架空配電線路故障率呈增長趨勢，因此全面分析配電線路故障原因，積極探索故障防范措施，對(duì)于電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有重要意義。

1　架空配電線路故障概況

以江蘇電網(wǎng)為例進(jìn)行全年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，開展配電線路故障跳閘分析。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，江蘇電網(wǎng)2013年共發(fā)生架空配電線路故障5757起，其中架空導(dǎo)線故障4945起，桿塔故障302起，絕緣子故障339起，拉線故障92起，金具故障79起，各部位故障占比見圖1；就故障數(shù)量來看，架空配電線路故障數(shù)比輸電線路故障數(shù)（462起）多出十幾倍，極大影響了居民供電可靠性。

圖1故障部位分布情況

從故障分布來看，江蘇徐州、蘇州、宿遷地區(qū)發(fā)生故障最多，分別為806起、725起和713起；故障原因均以外力破壞、強(qiáng)風(fēng)大雨及運(yùn)維不當(dāng)?shù)韧庠谝蛩貫橹鳌?/p>

2　架空導(dǎo)線故障分析

在發(fā)生的4945起架空導(dǎo)線故障中，有4895起為1 kV線路，其余50起為20 kV線路。若按引發(fā)故障的原因范圍來分，即設(shè)備原因、外部原因和用戶原因，各自所占比重分別為8%、88%和4%，因此外部原因是引起架空配網(wǎng)線路故障的主要原因。

2.1設(shè)備原因

設(shè)備原因主要包括設(shè)備本體原因和設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)；2013年由設(shè)備本體引起故障279起，由設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)引起故障121起；具體多由于設(shè)備老化、安裝工藝不當(dāng)造成導(dǎo)線燒毀、斷落引起跳閘［4］。

2.2外部原因

外部原因主要包括車輛、施工、漂浮物等外力因素，運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)及惡劣天氣等［5］；其中外力因素引起故障最多，為1912起，多由車輛、建筑施工碰撞導(dǎo)線、外部異物纏繞導(dǎo)線及鳥害引起線路跳閘。其次為雷雨強(qiáng)風(fēng)天氣因素，引起故障數(shù)為1749起；在風(fēng)力的作用下，異物易碰到裸導(dǎo)線或發(fā)生相間碰線；絕緣導(dǎo)線遭直擊雷后，大多出現(xiàn)斷線問題，經(jīng)過導(dǎo)線修復(fù)后才能正常送電。此外，導(dǎo)線的通道巡視、維護(hù)不到位也是引起導(dǎo)線故障的主要因素之一，這類故障基本都由樹線矛盾引起［6］。

2.3用戶原因

用戶原因主要包括用戶運(yùn)維不當(dāng)、設(shè)備老舊、外力破壞及惡劣天氣等；從2013年統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，用戶運(yùn)維不當(dāng)引起故障最多，為119起；其余依次為設(shè)備老舊（34起）、惡劣天氣（26起）、外力破壞（24起）及絕緣狀況差（3起）引起的故障。

2.4導(dǎo)線故障月度分布

從月度故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，第一季度發(fā)生配網(wǎng)線路故障極少，從4月份開始各類故障數(shù)呈上升趨勢；設(shè)備原因和用戶原因引起的故障隨月度變化相對(duì)不明顯，外部原因引發(fā)的故障具有明顯的時(shí)間特征，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。從表中可以看出外部原因?qū)е碌墓收蠑?shù)從4月份開始逐漸上升，7至8月份達(dá)到最多，10月份維持在較少狀態(tài)。為進(jìn)一步分析各類外部原因?qū)е戮€路故障數(shù)的月度變化，繪制趨勢圖，見圖2。

從圖中可以看出雷擊、自然災(zāi)害及雨雪大風(fēng)故障以迎峰度夏期間分布最多，這與江蘇地區(qū)各類天氣的年度分布情況緊密相關(guān)［7］。一般江蘇3至4月份及7 至8月份大風(fēng)日數(shù)較多，易發(fā)生飄帶、樹木、彩鋼板等異物被吹到線路或強(qiáng)風(fēng)直接吹斷導(dǎo)線等故障［8］；受地區(qū)環(huán)境和位置的影響，江蘇雷電活動(dòng)主要集中在每年的6月至8月，往往造成架空配電線路雷擊斷線、感應(yīng)雷閃絡(luò)等故障；同時(shí)受東亞季風(fēng)的影響，6、7月間，淮南、淮北地區(qū)依次進(jìn)入梅雨期，梅雨期降水量常年平均值大部地區(qū)在250 mm左右，大量的降雨致使配網(wǎng)絕緣子容易受潮發(fā)生閃絡(luò)擊穿。

隨著3月樹木生長期的到來及外界施工活動(dòng)增多，因樹線矛盾導(dǎo)致的短路故障持續(xù)增多；因建筑施工、車輛等造成的線路斷線、短路故障也呈現(xiàn)了增長的趨勢。

3　其他部位故障分析

3.1桿塔故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生桿塔故障302起，其中10 kV架空導(dǎo)線故障301起，20 kV架空導(dǎo)線故障1起。按故障原因統(tǒng)計(jì)分別為設(shè)備本體故障3起，設(shè)計(jì)不當(dāng)故障7起，外力引起故障242起，運(yùn)維不當(dāng)故障12起，用戶原因故障9起，雨雪大風(fēng)故障25起；可見外力因素引起的故障占比達(dá)80.13%，具體為桿塔被車撞倒、被施工機(jī)械挖斷等。此外因龍卷風(fēng)、颮線風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)大雨天氣引起的倒塔、斷線故障也較多。

3.2絕緣子故障分析

表1故障原因月度分類統(tǒng)計(jì)　　起

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生絕緣子故障339起，其中10 kV架空導(dǎo)線故障338起，20 kV架空導(dǎo)線故障1起，按故障原因分類統(tǒng)計(jì)分別為設(shè)備本體故障222起，設(shè)計(jì)不當(dāng)故障15起，外力引起故障8起，運(yùn)維不當(dāng)故障8起，用戶原因故障16起，雨雪大風(fēng)故障36起，雷擊故障32起，自然災(zāi)害故障2起。與桿塔故障不同，絕緣子故障多由于絕緣子本體故障引起；絕緣子老化及質(zhì)量缺陷極易導(dǎo)致瓷瓶擊穿、斷裂；另外在雷雨天氣，絕緣子易遭雷擊，雷擊后絕緣子往往破損嚴(yán)重或直接斷落［9］。

3.3金具故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生金具故障79起，其中10 kV線路78起，20 kV線路1起，按故障原因分類統(tǒng)計(jì)分別為設(shè)備本體故障40起，設(shè)計(jì)不當(dāng)故障17起，外力引起故障3起，運(yùn)維不當(dāng)故障5起，用戶原因故障4起，雨雪大風(fēng)故障8起，雷擊故障2起。金具以本體老化、質(zhì)量缺陷及設(shè)計(jì)安裝工藝不當(dāng)問題最為突出，常見故障案例有線夾斷裂、固定螺栓松動(dòng)掉落、金具本體老化腐蝕等。

3.4拉線故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生拉線故障92起，其中10 kV架空導(dǎo)線故障91起，20 kV架空導(dǎo)線故障1起，按故障原因分類統(tǒng)計(jì)分別為設(shè)備本體故障6起，設(shè)計(jì)不當(dāng)故障2起，外力引起故障80起，運(yùn)維不當(dāng)故障2起，用戶原因故障1起，雨雪大風(fēng)故障1起。同桿塔故障類似，80%以上的拉線故障都由外力因素引起，挖掘機(jī)挖斷、車輛撞斷、偷盜時(shí)用工具割斷等拉線故障最為常見；此外，拉線松脫、老化銹蝕也是常見原因。

4架空配電線路故障防范措施

（1）針對(duì)外力因素引起的配電線路故障問題，應(yīng)加強(qiáng)線路周邊管理和危險(xiǎn)源監(jiān)控工作。對(duì)附近塑料大棚、彩鋼瓦建筑、垃圾場等可能危及線路安全運(yùn)行的危險(xiǎn)源進(jìn)行排查治理；施工地段要加強(qiáng)現(xiàn)場看護(hù)，簽訂施工協(xié)議。

（2）加強(qiáng)配電線路運(yùn)行維護(hù)。對(duì)城鎮(zhèn)綠化帶附近線路要加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理樹線矛盾；根據(jù)季節(jié)性和地區(qū)性特點(diǎn)開展配網(wǎng)防鳥、防雷擊斷線專項(xiàng)檢查維護(hù)工作，對(duì)發(fā)現(xiàn)的老舊、缺失的驅(qū)鳥裝置及防雷裝置進(jìn)行修理補(bǔ)裝。

（3）做好雷雨、強(qiáng)風(fēng)、霧霾等惡劣天氣的防御措施。在災(zāi)害性天氣來臨之前做好重載配電線路及部分老舊線路的風(fēng)偏、斷線、污閃、雷擊等隱患排查及全面檢修［10］；針對(duì)重要供電段或薄弱段制定應(yīng)急搶險(xiǎn)方案，以便發(fā)生問題時(shí)能夠及時(shí)搶修。

（4）對(duì)配電線路設(shè)備，例如瓷瓶、水泥桿、金具等質(zhì)量問題及設(shè)計(jì)安裝問題，應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)并更換；若有疑似家族性缺陷，應(yīng)進(jìn)行全面排查，嚴(yán)把配網(wǎng)設(shè)備入網(wǎng)質(zhì)量關(guān)。

（5）加強(qiáng)用戶側(cè)的設(shè)備管理。對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性地巡視，發(fā)現(xiàn)重大設(shè)備缺陷下發(fā)防護(hù)通知書；督導(dǎo)用戶深入現(xiàn)場，加強(qiáng)用電設(shè)備的日常管理，加大老舊設(shè)備的改造力度，減少因?yàn)橛脩粼蚨斐傻木€路故障。

圖2外部原因引起配網(wǎng)故障數(shù)隨月度變化趨勢

5　結(jié)束語

隨著惡劣天氣頻發(fā)和配電線路數(shù)量不斷增多，架空配電線路故障數(shù)呈上升趨勢，達(dá)輸電線路十幾倍之多，嚴(yán)重影響了供電可靠性。通過對(duì)江蘇地區(qū)實(shí)際發(fā)生的10 kV和20 kV配網(wǎng)線路跳閘故障統(tǒng)計(jì)分析，得出外部原因是引起架空配網(wǎng)線路故障的主要原因，設(shè)備原因和用戶原因其次；在各類外部原因中外力和惡劣天氣為引起故障的兩大因素。為解決配電線路安全運(yùn)行問題，需要加強(qiáng)配電線路外破危險(xiǎn)源排查及整改，按季節(jié)性和地區(qū)性常態(tài)化開展線路運(yùn)維工作，在災(zāi)害性天氣來臨前做好重要供電段和薄弱段的檢修和應(yīng)急準(zhǔn)備；另外需加強(qiáng)配網(wǎng)入網(wǎng)物資管理和用戶線路管理。

［1］閆安心，裴昌盛，查申森，等.江蘇配電自動(dòng)化規(guī)劃分析［J］.江蘇電機(jī)工程，2015，34（3）：1-4.

［2］胡揚(yáng)波，王成現(xiàn)，袁 杰.配網(wǎng)搶修移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.江蘇電機(jī)工程，2014，33（3）：49-52.

［3］羅大強(qiáng)，許志榮，唐 軍，等.根據(jù)歷史跳閘記錄對(duì)10 kV配電線路防雷現(xiàn)狀和問題的分析［J］.電瓷避雷器，2012（2）：40-45.

［4］師 威，袁繼森.10 kV配電線路故障原因分析及預(yù)防措施［J］.河北電力技術(shù)，2012，31（6）：25-26.

［5］黃建波.農(nóng)村電網(wǎng)10 kV配電線路跳閘故障問題淺探［J］.機(jī)電信息，2011（36）：63-64.

［6］陳立新.淺談中壓配電線路故障跳閘原因及應(yīng)對(duì)措施［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2013（5）：38.

［7］朱益飛.6～10 kV配電線路故障分析及對(duì)策［J］.電氣應(yīng)用，2008（22）：24-26.

［8］袁四龍.農(nóng)村電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力分析［J］.農(nóng)村電氣化，2010（10）：21-22.

［9］徐 鵬.配電網(wǎng)綜合防雷技術(shù)研究［D］.長沙：長沙理工大學(xué)，2012.

［10］趙立峰.10 kV配電線路常見故障及運(yùn)行維護(hù)對(duì)策探析［J］.機(jī)電信息，2013（21）：30-31.

Analysis of Trip Faults and Protection Measures on 10 kV and 20 kV Overhead Distribution Lines

LU Yongling
（Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute，Nanjing 211103，China）

With the actual trip faults data of 10 kV and 20 kV overhead distribution lines in power grid，this paper makes a lot of statistics and investigation and analyzes the fault characteristics or rules in terms of fault location，time distribution，fault causes and so on.Preliminary analysis suggests that the main causes of trip faults are outer forces，bad weather（snow，rain and strong wind），lightning，operation，quality and user.In this paper the main problems facing distribution lines and its countermeasures are proposed for improving power supply reliability in distribution network.

overhead distribution line；outer forces；trip fault；countermeasures

TM726.3

B

1009-0665（2016）01-0084-03

2015-08-31；

2015-10-20

路永玲（1988），女，甘肅白銀人，工程師，從事架空線路防雷、防污閃技術(shù)研究及線路專業(yè)管理工作。