10kV 配電線路常見故障處理及防范措施研究

◎李幼瑩 曾武兵

隨著國家“一帶一路”建設(shè)和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求與日俱增，對電能的依賴日益增強，對電網(wǎng)的供電可靠性及客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)提出了更高要求。配電網(wǎng)的不斷發(fā)展和各分布式電源的大量接入，使配電線路結(jié)構(gòu)變得越來越復雜，作業(yè)點不斷增多，更容易因各種突發(fā)情況造成線路故障頻發(fā)甚至波及大面積區(qū)域，對用戶用電造成影響。10kV 配電線路作為配電網(wǎng)的主要支撐，是電力工作者運行維護的重點。因此，深入分析10kV 配電線路故障原因，研究處理方法，加強防范措施，對提高配電線路供電可靠性具有重要意義。

一、10kV 配電線路常見故障

1.單相接地故障。10kV 配電線路單相接地是發(fā)生頻次最多的故障，主要由于線路在運行過程中直接或間接與地接觸導致。如果在施工過程中，線路固定不到位，各接點連接不牢固，又受到自然環(huán)境中天氣的影響，隨著運行時間的增長，設(shè)備不斷老化，就會發(fā)生配電線路與大地接觸的現(xiàn)象。樹木生長過高，搭接在配電線路上導致單相接地的故障是最常見的。在我國，電壓等級為6～35kV 的配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。在小電流接地方式下10kV 配電線路發(fā)生單相接地故障電流較小，不會對設(shè)備安全造成較大影響，可繼續(xù)運行1～2 小時。

2.相間短路故障。相間短路故障是指相線與相線間不通過任何用電器直接連在一起，形成電氣回路的故障。相間短路故障會產(chǎn)生很大的短路電流，短時間內(nèi)產(chǎn)生的巨大熱量形成高溫，造成設(shè)備過熱損壞。由于短路電流的電動力效應(yīng)還可能引起電氣設(shè)備的破壞或永久變形，導致事故進一步擴大。短路時系統(tǒng)電壓的突然下降將造成電動機轉(zhuǎn)速降低甚至停止運轉(zhuǎn)，對用戶生產(chǎn)活動產(chǎn)生較大影響。另外，短路時線路保護動作跳閘會造成用戶停電，給國民經(jīng)濟帶來損失。

相間短路故障的原因主要有三個方面：一是線路及設(shè)備自身陳舊老化。配電線路上設(shè)備眾多，未及時更換老舊設(shè)備易發(fā)生線路斷裂或絕緣擊穿等問題，引起相間短路。二是受自然環(huán)境因素的影響。10kV 配電線路大多為架空線路，當遇到雷擊、大雨、臺風等惡劣天氣時，極易發(fā)生相間短路故障。三是受外力破壞的影響。在新建房屋、道路施工過程中，電纜被破壞的情況時有發(fā)生。架空線路的人為破壞則更多，例如外力拉扯導致電線斷裂，都會引起相間短路故障。

3.線路過負荷故障。雖然電力企業(yè)已加大配電網(wǎng)建設(shè)投入，但在城區(qū)內(nèi)供電依舊形勢嚴峻，各種大功率電器設(shè)備的投入使用造成過負荷運行線路大幅增多，而過去的線路規(guī)劃已不滿足現(xiàn)在的供電需求，城區(qū)電網(wǎng)改造也受到環(huán)境、財力的制約。若配電線路長時間過負荷運行，將導致線路電流過大引起發(fā)熱，使線路絕緣老化或線路勞損，甚至由此而引發(fā)火災(zāi)、觸電等安全事故。

二、10kV 配電線路故障處理方法

1. 迅速收集準確信息提高故障查找效率。發(fā)生10kV 配電線路故障時，值班調(diào)度員（監(jiān)控員）應(yīng)及時將從監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)視到的設(shè)備事故類、異常類、越限類和變位類等告警信息告知配電線路運維人員，明確故障發(fā)生的時間、設(shè)備雙重名稱、繼電保護和安全自動裝置動作情況以及電壓是否異常和是否造成設(shè)備過載。配電線路運維人員依據(jù)準確信息對故障線路進行巡視排查。巡視過程中，配電線路運維人員應(yīng)根據(jù)故障象征，遵循以下原則迅速查找故障：一是對故障進行初步判斷，重點巡視與之相關(guān)的設(shè)備及可能的故障點位置，例如可根據(jù)電流Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保護動作信息對故障點更大概率的線路段重點巡視排查，雷雨天氣發(fā)生后應(yīng)重點檢查線路上避雷器及瓷瓶是否有損壞等等；二是充分收集用戶反映故障，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備冒煙、起火等情況。

2. 應(yīng)用新技術(shù)手段處理單相接地故障。目前，10kV 配電線路發(fā)生單相接地故障時，處理方法為人工拉路，觀察母線電壓是否恢復正常來查找接地點。此方法具有很多缺點，第一是查找時間消耗較長，很有可能還未查找到接地線路就引發(fā)更大面積故障；第二是可能會導致沒有故障線路的用戶短時停電；第三是頻繁拉合斷路器導致線路沖擊次數(shù)過多，損壞設(shè)備。受到穩(wěn)態(tài)電流信號微弱，故障電弧及外界干擾的影響，小電流接地選線定位依舊是一個棘手的問題。從目前的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用效果來說，中電阻法和暫態(tài)量法是小電流接地選線及定位技術(shù)的主要方向。有效應(yīng)用這些新技術(shù)手段能快速查找隔離故障，避免系統(tǒng)帶故障運行時間過長而造成事故形成多點接地和相間短路等嚴重故障，也可避免人身觸電安全隱患。

3.建立故障多發(fā)線路檔案。10kV 配電線路設(shè)備眾多，接線復雜多樣，應(yīng)建立故障多發(fā)線路檔案，將每條線路的參數(shù)、故障多發(fā)點、故障原因、同一故障次數(shù)、造成負荷損失等形成檔案，在發(fā)生多條線路故障巡視排查時，可通過重點排查過去常出現(xiàn)故障的設(shè)備及用戶，盡快隔離并處置故障，在短時間內(nèi)恢復無故障用戶供電。

4.制定故障處置預案。配電線路故障都是突發(fā)性的，無法預知，為快速處理故障，應(yīng)制定各種類型故障的處置預案，處置預案應(yīng)包含故障線路參數(shù)、故障象征、故障原因、處理流程、恢復用戶供電流程等。對天氣預報發(fā)布的惡劣天氣預警應(yīng)當高度重視，提前將易造受雷擊或其他沖擊線路篩選出來，重點巡查并制定好故障預案。對需要舉行重大活動的場館、節(jié)假日、高考等重大事件所涉及線路必須制定保電預案，且應(yīng)包括線路突發(fā)故障的處理方案。

三、10kV 配電線路故障防范措施

1.優(yōu)化配電線路規(guī)劃。電力線路設(shè)計人員應(yīng)從實際出發(fā)，結(jié)合地理環(huán)境、負荷需求、后期改造及擴建等因素，合理規(guī)劃配電線路。例如盡量避開雷電易擊中區(qū)域、鳥類眾多地段、不利于電纜敷設(shè)的暗河等，從源頭上減少配電線路故障的發(fā)生。

2.加強線路巡視。配電線路運維單位應(yīng)按規(guī)程對線路進行正常巡視，遇大雪、冰雹、臺風、暴雨等季節(jié)性氣候或有特殊需要時，還應(yīng)立即對全線路或線路的特殊段開展特殊巡視，以便掌握線路的實時運行情況。巡視過程中如發(fā)現(xiàn)有異物掛在線路上，樹木過高搭在電線上，設(shè)備出現(xiàn)冒煙、放電等現(xiàn)象應(yīng)及時停電處理。發(fā)現(xiàn)可能威脅到線路正常運行的人為施工以及在線路附近搭建違章建筑等現(xiàn)象時，可以對相關(guān)單位和人員下發(fā)安全隱患通知書進行勸阻、解釋。

結(jié)束語：10kV 配電網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，結(jié)構(gòu)復雜，發(fā)生故障時直接影響到人民正常的生產(chǎn)生活。電力工作者不僅要深刻認識到其安全穩(wěn)定運行的重要性，更應(yīng)該從工作實際出發(fā)，搜集配電線路運行故障案例，深入剖析，總結(jié)經(jīng)驗，發(fā)掘更加有效的處理方法，提高處理緊急故障的效率。同時，制定切實可行的防范措施，降低故障發(fā)生率，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行保駕護航。