中壓配電線路常見故障及運行維護管理

李格安 包晨熠 單振寧

摘? 要：配電線路是電力系統(tǒng)至關重要的部分，屬于電力傳輸終端，其在運行過程中容易受到內部因素和外部環(huán)境影響而出現(xiàn)故障。本文通過分析中壓配電線路故障原因，圍繞設備管理、線路改造等方面探究中壓配電線路常見故障及運行維護管理措施，實現(xiàn)穩(wěn)定安全供電。保證供電線路中斷路器分布合理性，提高配電線路運行的可靠性，減少跳閘故障次數(shù)，縮小故障影響范圍，減少配電線路故障發(fā)生率，優(yōu)化電力傳輸質量。

關鍵詞：中壓配電線路? 線路故障? 運行維護? 電力系統(tǒng)

Abstract： Distribution line is a very important part of power system and belongs to power transmission terminal. It is easy to be affected by internal factors and external environment during operation. This paper analyzes the causes of the faults of the medium voltage distribution lines， probes into the common faults and operation and maintenance management measures of the medium voltage distribution lines around the aspects of equipment management and line transformation， ensure the distribution rationality of circuit breaker in power supply line，improve the reliability of distribution line operation， reduce the number of trip failures， reduce the scope of fault influence， so as to ensure stable and safe power supply. Reduce the incidence of distribution line failures and optimize the quality of power transmission.

Key Words： Medium voltage distribution line; Line fault; Operation and maintenance; Power system

配電網(wǎng)結構復雜，分支數(shù)量多且傳輸距離遠，故障發(fā)生后巡線查找形式費力費時，使得事故消極影響擴大。當出現(xiàn)故障跳閘問題會使供電中斷，影響配電網(wǎng)運行可靠性。因此，有必要深入分析中壓配電線路故障，采取針對性解決措施進行維護和管理，提升配電線路運行水平，控制故障發(fā)生次數(shù)，優(yōu)化供電服務。

1? 中壓配電線路故障問題分析

中壓配電線路的特點是信號傳輸距離遠、分支多，故障形式包含永久故障和暫時故障。前者需要經過復雜排查消除問題，而后者則可以借助斷路器解決問題。常見的故障類型如下：（1）中壓配電線路相互交錯且跨徑較小，會受到大風影響出現(xiàn)混線情況，進而導致短路問題，使得配電站破壞、線路燒毀。（2）設備故障因素。部分未改造設備或線路老化問題十分嚴重，許多避雷裝置損壞，線路弧垂較大，導致線路發(fā)生跳閘問題。同時，線路中部分絕緣子未及時更換，極易出現(xiàn)接地故障。電纜頭質量較差會影響其密封性，降低抵御雷擊的水平，使得電纜頭被燒毀，發(fā)生線路故障斷電問題。（3）外部環(huán)境引發(fā)的故障。雷電、大雨、大風天氣對于配電線路運行的消極影響較大，我國夏季雷雨天氣較多，會對線路的安全穩(wěn)定運行產生阻礙。配電線路大多集中在野外，若遭受泥石流、暴雨、雷擊等自然災害侵襲會出現(xiàn)永久性故障。（4）外力破壞也會造成配電線路故障，如違章施工、刮蹭線路導致跳閘故障。

2? 中壓配電線路故障解決及運行維護管理措施

2.1 優(yōu)化網(wǎng)架結構實現(xiàn)線路改造

加大基礎保護工作力度，在設計中壓配電網(wǎng)時安排專業(yè)人員至現(xiàn)場實地勘察，分析地勢、生物、地質情況，科學設置配電網(wǎng)線路。改造配電線路需要依托其電網(wǎng)結構進行科學規(guī)劃，進而契合線路負荷情況，防止發(fā)生過載問題。依托配電線路所在區(qū)域選擇合適的供電形式，規(guī)避過載情況，最大程度地優(yōu)化供電能力?？茖W維護配電線路，減少損耗，優(yōu)化供電質量。同時，動態(tài)監(jiān)控線路運行情況，針對長時間輸配電線路，分析線路老化、過載運行情況。及時更換線路，規(guī)避線路老化故障問題，優(yōu)化供電品質。

2.2 加強設備管理

若想規(guī)避因設備因素導致的線路跳閘、斷電問題，需要提升設備管理力度。在采購階段選擇有資質的廠家，保證設備及構件的質量。當設備投運之前應進行全面檢查，確認無問題則正式使用。同時，配電線路運行過程十分特殊，如果長時間運行會產生較多問題。檢修人員應加強對易損設備的維護檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患并處理。在更換設備時不可影響線路正常運行，確保其安裝在具有隱蔽物的區(qū)域。應加強對用戶設備管理力度，對于性能下降的情況需加強監(jiān)管，及時檢修改造設備。派遣專人負責設備檢查，提出相關整改意見，避免發(fā)生嚴重故障損失問題。此外，需定期對線路桿塔接駁口、配變臺架、鐵塔等位置進行上油除銹操作，加大對金具、桿塔的維護。用氧化鋅避雷器代替閥式避雷器，優(yōu)化配電線路運行質量[1]。

2.3 規(guī)避外界自然因素引發(fā)的故障

（1）避免自然因素對設備的侵蝕，當前許多配電線路故障由風力因素引起，因此需要對風力較強的區(qū)域加強配電線路檢測工作，排查區(qū)域故障。對于線路設置薄弱區(qū)域利用防震錘規(guī)避風力因素形成的消極影響。自然外力是導致中壓配電線路發(fā)生跳閘、斷電故障的主要因素，線路絕緣導體極易損壞進而產生系列故障。若想規(guī)避此類問題建議將距離絕緣中心15～20cm的電弧組合硬件安裝在絕緣體上，增加相關配件。該模式可以使絕緣子和防雷裝置的雷電過電壓位于鋼閃絡間，在防弧接頭內限制短路電流，避免線路過熱損壞[2]。該模式成本低廉，可以防止配電線被燒毀和雷擊。

例如，某線路結合絕緣導線實際情況增加防弧金具，其在距離絕緣子中心150～200mm位置剝離絕緣導線絕緣層，在其上側增加防弧金具[3]。短路電流電弧的弧根會在金具上燃燒，規(guī)避導線被燒傷情況。該防護模式投資金額較少，可以節(jié)省故障處理成本，有效減少雷擊斷線故障，注意在雷擊發(fā)生后需要及時更換被燒傷的金具。合閘涌流問題也會對配電線路產生消極作用，建議增加延時保護裝置，減少閉合電流?；蛘咴O置電源動作，調節(jié)合閘沖擊電流量。此外，可以應用雨水故障、雷電故障、風力故障排除技術，結合區(qū)域實際情況增加避雷線。

（2）更換絕緣子，絕緣子安全標準與質量關系到配電線路故障發(fā)生的可能性，因此需要認真選擇絕緣子的型號，優(yōu)先選擇高安全等級和高質量的絕緣子，將瓷質絕緣子替換為硅類絕緣子。原因是硅類絕緣子重量較輕、尺寸較低、防污水平較高，無需測量零值。例如，硅橡膠絕緣子可以防止外界環(huán)境對設備的污染，規(guī)避碳化滲漏問題。合成絕緣子爬距相較于瓷質絕緣子的爬距低30%，當借助鋼芯鋁絞線架設配電線路時，絕緣子最好選擇硅膠材質。此外，建議加裝安普線夾。此設備可以提升線路連接性能，及時更換相關溝線，將其放入安普線夾內，其連接性較強，能夠提高分配線的安全性，規(guī)避線夾纏繞情況。

（3）調整桿塔接地電阻，加強對桿塔接地電阻的調整可以規(guī)避自然因素對配電線路的破壞，原因是該模式能夠提高線路的防雷水平，減少雷擊跳閘故障。比如，某區(qū)域經常發(fā)生雷擊問題，且配電線路所處地形十分復雜，經常受到雷擊導致線路出現(xiàn)跳閘故障。通過對配電線路的桿塔架完成接地處理，優(yōu)化線路分布情況。針對復雜路段增加埋地接地體，在施工后輸電桿塔電阻下降，提升防雷效應。經過分析發(fā)現(xiàn)，調整前區(qū)域接地電阻是20Ω～40Ω。當改良后接地電阻值逐漸減少，最終下降至10Ω之下，提高線路抵抗雷擊的能力。此外，建議及時整改和檢查避雷器接地裝置，定期檢查中壓配電線路接地電阻，整改不合格區(qū)域，確保其電阻值≤10Ω。當配電線路和低壓網(wǎng)絡公用接地裝置后，其接地電阻≤42Ω。

3? 規(guī)避外力因素造成的線路故障

對于外力破壞情況可以采取以下措施開展工作：第一，在關鍵位置懸掛橫幅提醒相關人員注意避讓，對于違規(guī)操作人員進行批評教育和懲戒。第二，在路口塔桿懸掛紅白相間反光牌或涂刷反光漆，提醒來往車輛注意。第三，安排工作人員定期巡查中壓架空線路，若存在道路改造情況需要增加線路巡查頻率。如果發(fā)現(xiàn)桿塔拉線斷裂、基礎挖空問題，應向施工單位發(fā)布限期整改通知書。第四，制定線路巡視制度，其中包含特殊性、正常性、監(jiān)察性巡視過程，若線路與建筑物距離較小時，需及時整改。

4? 優(yōu)化故障排查技術

4.1 自定位技術

在檢測中壓配電線路故障時常見的方式是引入自定位系統(tǒng)，針對收集到的故障信息分析故障點位置。故障點定位包含F(xiàn)TU與線路故障指示裝置，前者具備隔離和自定位功能，可以準確定位故障發(fā)生點，但運行成本較高，技術操作要求十分復雜，應用鄰域和空間限制性較大。后者主要針對故障進行區(qū)域分段定位，無法精準完成點定位，需要安排工作人員到現(xiàn)場逐一排查，進而找尋故障產生位置，此模式耗費一定的時間和人力成本。新時期工作人員試圖將GPRS與故障指示器技術相融合，實現(xiàn)故障線路檢測一體化，其優(yōu)勢是成本低廉、可行性較強，因此便于推廣應用。

中壓配電線路故障自定位系統(tǒng)工作原理如下：若配電線路發(fā)生故障會觸發(fā)故障指示器，使得指示燈持續(xù)閃爍。無線調制編碼器會接收到故障信息，當IPU接收到故障數(shù)據(jù)后會完成解調解碼操作，整合解碼信息并發(fā)射故障數(shù)據(jù)[4]。監(jiān)控中心的信息接收端獲取故障信息并對其完成數(shù)據(jù)轉換，向監(jiān)控中心發(fā)送信息。工作人員可以針對故障區(qū)域進行分析比對，及時排查故障點，該模式適用于單相或相間接地短路故障點的檢測工作。

4.2 自隔離技術

配電線路中自隔離模塊可以及時定位故障點，不過此系統(tǒng)局限性較強，無法對故障點完成自動隔離。因此，建議借助饋線自動化開關和微機保護檢測設備開展工作。當配電線路運行階段出現(xiàn)故障自隔離模塊會分析電源與故障區(qū)域的距離，將配電線路劃分為故障區(qū)、上游區(qū)和下游區(qū)，隔離故障區(qū)域并安排工作人員至現(xiàn)場排查檢修。通常情況下電源主線和故障點之間的位置是故障上游區(qū)，其他區(qū)域是故障下游區(qū)。發(fā)生故障后上游區(qū)電源干線中斷路器閉合，可以及時解決區(qū)域斷電問題，進而恢復供電，不會對故障點檢測排查工作產生影響;對于下游區(qū)可以借助聯(lián)絡開關恢復電力供應。

4.3 其他故障定位模式

（1）阻抗法。該模式主要借助回路阻抗判斷故障位置，通過分析回路電壓電流間接計算阻抗。通常情況下阻抗與回路故障距離成正比，利用阻抗計算找尋故障位置。（2）創(chuàng)建電力系統(tǒng)模型。通過電壓電流函數(shù)關系定位故障點，如使用電壓法進行判斷，原因是故障區(qū)域電壓較小，進而完成定位。（3）電纜故障儀。建議使用電纜故障儀對配電線路完成維護管理，其原理為行波反射，利用低壓脈沖方式計算測試點至故障點的距離。對于電纜高阻故障可以使用高壓沖擊閃絡技術，大致計算測試端至故障點距離，借助定點儀分析故障點位置。例如，某中壓架空線路中通過增加短路故障指示器，快速找尋故障點，提升線路供電的可靠性。（4）GPS故障定位技術。針對負荷測量點，可以借助FTU完成數(shù)據(jù)故障分析與收集，利用GPRS無線通信網(wǎng)絡線向主站傳輸數(shù)據(jù)，或安裝電壓互感器完成故障檢測。

5? 結語

綜上所述，中壓配電線路是常見配電模式，在實際運行階段極易受到外界因素的影響產生故障問題。因此，通過需深入分析配電線路故障發(fā)生原因，科學選擇自定位、自隔離等故障排除技術。高度重視自然災害引發(fā)的線路故障，加強線路養(yǎng)護。針對配電線路使用情況完成分類，優(yōu)化配電線路故障檢測水平。

參考文獻

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