輸配電線路常見故障及其原因與運(yùn)檢管理研究

周正+于海+王康

摘要：高壓配電線路作為發(fā)電站和發(fā)電廠電能輸送渠道的同時(shí)，還需與各大電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，因此輸配電線路的運(yùn)行情況與整體電網(wǎng)的運(yùn)行有著密切的聯(lián)系。文章對輸配電線路運(yùn)行過程中的常見故障進(jìn)行分析，并闡述了相關(guān)解決問題的方法與有效措施，旨在提高整體的電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：高壓線路；輸配電線路；常見故障；運(yùn)檢管理；電能輸送；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM726 文章編號：1009-2374（2016）32-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.068

電力資源能夠促進(jìn)社會的正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，在人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦衅鹬鴽Q定性的作用。當(dāng)前，電力資源的輸送任務(wù)均由輸配電線路執(zhí)行，因此，關(guān)于輸配電線路的運(yùn)行安全和故障檢查工作至關(guān)重要。輸配電線路在管理過程中屬于電力資源管理范圍內(nèi)，但是由于受到眾多因素的影響，在運(yùn)行過程中極易發(fā)生各種故障，不僅會增加電力資源消耗，還會提升斷電事故發(fā)生的幾率，對電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此人們應(yīng)高度重視輸配電線路運(yùn)行安全問題。

1 輸配電線路運(yùn)行中的常見故障

1.1 輸配電線路發(fā)生故障的原因

因?yàn)槲覈牡匦螚l件中，具有幅員遼闊的特征，導(dǎo)致輸配電線路的分布面積相對較廣，例如在高原、叢林以及酷夏寒冷之地，均可完成輸配電線路的安裝與運(yùn)行工作，所以致使輸配電線路在發(fā)生故障時(shí)，成因較為復(fù)雜且多變，但按照其故障類別可劃分為三種，即設(shè)備因素、自然因素與人為因素。下文主要對這三種因素進(jìn)行分析：

1.1.1 設(shè)備因素。在此工程中，由于機(jī)械設(shè)備自身質(zhì)量和安裝問題的影響，導(dǎo)致輸配電線路在運(yùn)行過程中具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，為電力資源的安全運(yùn)行埋下隱患。目前，輸配電線路均由眾多的電子設(shè)備組成，例如供電設(shè)備和變壓器、絕緣子以及運(yùn)檢設(shè)備等，而這些設(shè)備自身不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生，會促使輸配電線路的故障的頻發(fā)。其中電力設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的原因有安裝位置不合理、安裝質(zhì)量不過關(guān)等。

1.1.2 自然因素。自然因素是最不受外力控制的因素之一，其中較為嚴(yán)重的則是極端惡劣環(huán)境和自然災(zāi)害等對輸配電線路的干擾，這種干擾會使輸電線路受到嚴(yán)重?fù)p害。在生活中較為常見的干擾現(xiàn)象有：高山峽谷之間，致使輸配電線路的架塔間距較遠(yuǎn)，在風(fēng)力的影響下，會出現(xiàn)架塔晃動和風(fēng)偏短路的現(xiàn)象；由于叢林區(qū)域具有枝繁葉茂的特點(diǎn)，在雨水來臨之際，易產(chǎn)生輸配電線路與枝葉之間的單相接地故障。由于受到我國地理環(huán)境的影響，在輸配電線路的鋪設(shè)過程中難免會遭受自然因素的限制，從而為電網(wǎng)的安全運(yùn)行埋下隱患。

1.1.3 人為因素。人為因素致使輸配電線路發(fā)生故障，在生活中較為常見，從狹義上來看，人為因素致使輸配電線路發(fā)生故障的原因?yàn)椋狠斉潆娋€路的運(yùn)檢工作中出現(xiàn)的差錯(cuò)。其中運(yùn)檢工作主要分為：輸配電線路的設(shè)計(jì)與電力設(shè)備的安裝、線路維護(hù)以及檢修工作。如果輸配電線路運(yùn)檢工作不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則無法排除配電線路運(yùn)行過程中的潛在隱患。

1.2 輸配電線路發(fā)生故障的位置

在早期階段，如輸配電線路發(fā)生故障時(shí)，必須由專業(yè)的維護(hù)人員根據(jù)用戶提供的故障信息，進(jìn)行故障點(diǎn)查找工作，之后將工作移交至巡線人員進(jìn)行故障清除。但是，隨著電力市場的競爭愈發(fā)激烈，促使大量對供電質(zhì)量要求較高的電力產(chǎn)品投入到日常的使用工作中，繼續(xù)使用早期的輸配電線路故障點(diǎn)查找方法，極容易錯(cuò)過最佳的線路搶修時(shí)間，造成巨大損失。因此，在2008年6月，我國國務(wù)院在審批改革委和電監(jiān)會的《關(guān)于加強(qiáng)電力系統(tǒng)抗災(zāi)能力建設(shè)若干意見》工作中，鼓勵電力企業(yè)推廣或研究新興輸配電線路的故障查找技術(shù)。由此可見，依據(jù)現(xiàn)階段的社會發(fā)展背景，建立一套完善的故障點(diǎn)定位查找系統(tǒng)迫在眉睫。

1.2.1 以變壓器為核心的輸配電線路故障。在整體的輸配電線路運(yùn)行中，變壓器承擔(dān)著隔離和警示以及變換電壓的作用，與輸配電線路的運(yùn)行安全有著直接性的影響。在電力資源輸送過程中，如果變壓器發(fā)生故障，將會對電網(wǎng)整體造成安全性和可靠性的影響及輸送電力資源效率的降低，尤其是在用電高峰時(shí)段，變壓器長期處于超負(fù)荷狀態(tài)，熱能大量累積，極易導(dǎo)致變壓器過熱或燒毀狀況的發(fā)生。

1.2.2 以短路與接地為核心的輸配電線路故障。其中，關(guān)于短路故障的原因較多，例如惡劣自然環(huán)境或天氣的影響、雨水季節(jié)的雷擊等因素。另外，輸配電線路的外部周邊環(huán)境也是影響電路短路故障發(fā)生的主要因素，例如空氣中的粉塵導(dǎo)體、線路間距較窄、具有腐蝕性的氣體與液體等。一旦輸配電線路發(fā)生短路故障，則電流瞬間可達(dá)到上萬或十幾萬安培，從而造成電力設(shè)備的毀損，嚴(yán)重的會對人們的生命造成威脅。另外，在電路的短路過程中，還會產(chǎn)生部分的電磁力，進(jìn)而影響通信設(shè)備的正常使用。

1.2.3 以接地為核心的輸配電線路故障。在此過程中，主要以單相接地故障為重點(diǎn)：在電路斷裂部分位置與地面或金屬物體相連后，則會出現(xiàn)單相接地輸配電線路故障。輸配電線路是電力資源運(yùn)輸?shù)臉蛄海y免會遇到與建筑物和叢林等相撞的現(xiàn)象。假設(shè)在鋪設(shè)輸配電線路工作之前，未對現(xiàn)場地形地貌進(jìn)行實(shí)地和科學(xué)地考察，則極易發(fā)生線路的單相接地故障。但是卻無法引起跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，若未有準(zhǔn)確的判定標(biāo)準(zhǔn)，只能依據(jù)母線對電壓的改變判斷故障點(diǎn)。因此，接地線路故障的查找工作相對較難。最直接有效的方法是：用戶提供相關(guān)的故障發(fā)生原因，例如避雷針或熔斷器、瓷瓶以及穿墻管等物體的脫落以及小動物或樹線之間的關(guān)聯(lián)等，專業(yè)人員進(jìn)行系統(tǒng)化的故障點(diǎn)查找工作。產(chǎn)生的后果是燒毀大量的電力設(shè)備、人身財(cái)產(chǎn)損失、大面積停電等。

2 輸配電線路運(yùn)行檢修管理模式

輸配電線路在電網(wǎng)運(yùn)行中起著傳輸電力資源的作用，是發(fā)電站與用戶之間溝通的唯一橋梁。但是，輸配電線路也是電網(wǎng)運(yùn)行中故障最多的部分，眾多的科研工作人員對輸配電線路進(jìn)行長期的課題探究，不僅提出先進(jìn)的故障點(diǎn)查找法則，還促進(jìn)以法則為依據(jù)的故障定位設(shè)備的研發(fā)工作開展。目前，已有不少的故障定位設(shè)備應(yīng)用至實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行工作中，現(xiàn)已取得良好效果。從輸配電線路的故障定位查找工作時(shí)間上來看，國內(nèi)的研究工作起步時(shí)間相對較晚，而在1955年的美國電氣工程師協(xié)會委員會的年終總結(jié)中，120多篇文獻(xiàn)資料已成功發(fā)表；故障定位技術(shù)大幅度進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)與微電子技術(shù)的發(fā)展，更加使故障定位查找技術(shù)具有實(shí)用性的價(jià)值。按照定位原理和信號利用、線路模型以及測量設(shè)備的不同等方式，可將故障定位查找技術(shù)分為多種。例如：按信號利用不同，將故障定位技術(shù)分為主動式與被動式兩種；按信息來源不同，將故障定位技術(shù)分為單端測量與雙端測量兩種；按定位原理不同，將故障定位技術(shù)分為阻抗法與行波法兩種，而阻抗法又可稱之為故障分析法。下文對故障分析法進(jìn)行闡述。

經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輸配電線路屬于參數(shù)性質(zhì)的元件，即每段線路呈現(xiàn)著自感與對地電容的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)的存在，在一定程度上會影響輸配電線路的參數(shù)和故障，受到傳統(tǒng)故障查找方法的影響，線路結(jié)構(gòu)與故障類型還存在著眾多缺陷，例如多于兩條的線路分支和非金屬接地故障、線路斷電故障與非穩(wěn)定線路結(jié)構(gòu)、非AC輸配電線路以及多電源線路等，因此，傳統(tǒng)的輸配電線路查找方式只適用于結(jié)構(gòu)相對簡單的線路結(jié)構(gòu)。在正常情況下，電壓與電流互感器之間存在著上升時(shí)間慢和傳變頻率低的缺陷，致使輸配電線路數(shù)據(jù)采集信息不精準(zhǔn)，利用故障分析法，只能將故障點(diǎn)定位在2～3km之間，進(jìn)而影響了分析的結(jié)果。

故障分析法主要是借助工頻電氣量為主要依據(jù)，并且以線路參數(shù)為核心，在實(shí)際應(yīng)用中具備簡單和經(jīng)濟(jì)以及定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢，在早期的電力系統(tǒng)運(yùn)行工作中，使用范圍相對廣泛。早期的故障分析法是由功耗大和精度低的電子設(shè)備完成輸配電線路的查找工作或利用人工的手段將簡易的故障錄波器記錄的電壓與電流信息，采用手工計(jì)算的方式判斷故障發(fā)生的實(shí)際距離。這種故障查找方式不僅計(jì)算公式相對復(fù)雜，而且準(zhǔn)確率相對較低。隨著電力系統(tǒng)的穩(wěn)步發(fā)展，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)在輸配電線路檢測過程中使用范圍愈加廣泛，從而促使故障分析法得以迅速發(fā)展。微機(jī)式故障檢測設(shè)備不僅能夠精準(zhǔn)存儲電氣量，還具有較強(qiáng)的分析和計(jì)算能力，利用現(xiàn)代化的軟件裝置完成輸配電線路查找工作，同時(shí)又具備投資成本少和操作簡便的特點(diǎn)。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活質(zhì)量的提高，電力資源在生活中扮演的角色愈發(fā)重要，致使電網(wǎng)裝配與電力負(fù)荷等要求也在增加，正如上述所說，在輸配電線路運(yùn)行過程中易發(fā)生多種故障。因此，在輸配電線路的檢修過程中應(yīng)建立完善的管理模式，并以此為基礎(chǔ)，對輸配電線路的檔案庫進(jìn)行優(yōu)化，旨在提高整體的電網(wǎng)建設(shè)水平，規(guī)范電網(wǎng)構(gòu)架，提升電力資源的綜合利用率，降低電力事故發(fā)生的概率，確保輸配電線路與電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定

運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 曲傳明，李樹軍.試論輸配電線路常見故障及預(yù)防措施[J].黑龍江科技信息，2013，（32）.

[2] 王永君.輸配電線路的常見故障排查與維護(hù)策略[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（2）.

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

[4] 嚴(yán)潤林.淺談輸配電線路的常見故障排查與維護(hù)策略[J].科技致富向?qū)В?014，（24）.

[5] 劉偉.輸配電線路的常見故障與維護(hù)策略研究[J].低碳世界，2014，（11）.

[6] 康偉.探析高壓配電線路的常見故障和檢修對策[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（4）.

[7] 鄭躍磊.試析輸配電線路的常見故障排查與維護(hù)策略[J].建材與裝飾，2015，（28）.

作者簡介：周正（1989-），男，國網(wǎng)湖北省電力公司孝感市孝南區(qū)供電公司運(yùn)維檢修部輸電運(yùn)檢專責(zé)，研究方向：輸配電運(yùn)檢。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）