北京市豐臺區(qū)10 kV配電線路故障分析

沈 渡，周靜敏

（1.國網(wǎng)北京市電力公司豐臺供電公司，北京，豐臺100071;2.國網(wǎng)上海市電力公司浦東供電公司，上海，浦東200120）

北京市豐臺區(qū)是北京市主城六區(qū)之一，位于北京市南部，總面積為306 km3。豐臺區(qū)下轄14 個街道、5 個地區(qū)、2 個鎮(zhèn)。近年來，隨著麗澤商務(wù)區(qū)、豐臺火車站等重點項目的興建和“煤改電”項目的實施，豐臺區(qū)的用電量逐年攀升。目前豐臺地區(qū)的電力負(fù)荷主要以居民用電為主，而10 kV 配電線路直接連接居民用戶側(cè)，線路布局復(fù)雜、設(shè)備型號繁多、受氣候條件影響大，因此分析10 kV 配電線路的故障類型，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施尤為重要。

1 豐臺區(qū)10 kV配電線路故障情況

豐臺電網(wǎng)2019年共發(fā)生93次10 kV配電線路跳閘故障，10 kV 配電線路故障具有明顯的季節(jié)性，集中在7—9月及11—12月之間。一方面，夏冬兩季的用電量攀升，日最大負(fù)荷達(dá)到極值，電力設(shè)備的負(fù)載率較其他月份偏大，易發(fā)生絕緣破壞導(dǎo)致放電，從而造成跳閘故障。另一方面，夏季雷電、陣雨天氣較多，冬季雨雪、大風(fēng)天氣較多，配電線路易受到雷擊等自然天氣災(zāi)害，從而造成跳閘故障。

2 豐臺區(qū)10 kV配電線路故障分析

造成10 kV 配電線路跳閘故障的原因較多，既有配電設(shè)備自身的原因，也有外部天氣、不可抗力等因素，本文分別以故障地點和故障原因兩方面進(jìn)行歸類和分析。

2.1 按故障地點進(jìn)行分類

將豐臺區(qū)2019 年10 kV 配電線路故障按故障地點進(jìn)行統(tǒng)計歸類。

發(fā)現(xiàn)主線路類故障數(shù)量最多，發(fā)生26次，占比31%；用戶內(nèi)部類故障數(shù)量次之，發(fā)生19 次，占比22%；其次為電纜類故障發(fā)生15 次，占比18%；桿塔類故障發(fā)生12次，占比14%。

引起主線路故障的原因有自然天氣因素、外力因素、人為因素等；其中天氣因素包括雷擊、大風(fēng)、雨雪等；外力因素包括施工作業(yè)誤碰等；人為因素包括偷盜、蓄意破壞等。相比主線路，電纜網(wǎng)的故障原因有所不同，造成電纜故障的天氣原因主要是雨雪天氣造成的滲水、凝露導(dǎo)致的電纜絕緣破損；外力因素主要是施工作業(yè)造成的電纜挖斷；人為因素主要是偷盜電纜。

豐臺區(qū)的10 kV 配電線路和用戶產(chǎn)權(quán)設(shè)備的分界點為用戶分界負(fù)荷開關(guān)，裝有速斷和零序保護(hù)，可以有效地隔離故障段。用戶內(nèi)部的設(shè)備故障原因也比較多，有設(shè)備質(zhì)量因素、自然天氣因素、人為因素等，正是由于用戶分界負(fù)荷開關(guān)的有效隔離，大大降低了主線路故障的停電時間。桿塔類故障主要因素是車撞桿、桿塔傾斜等造成的碰線、斷線、線路掛樹枝等永久性故障。此外，電壓互感器、避雷器、變壓器等設(shè)備也易發(fā)生故障，原因主要是設(shè)備質(zhì)量問題、絕緣老化問題、施工工藝問題等。

2.2 按故障原因進(jìn)行分類

將豐臺區(qū)2019 年10 kV 配電線路故障按故障原因進(jìn)行統(tǒng)計歸類，得到各類配電線路故障占比分布情況如圖1所示。

從圖1 可知，豐臺區(qū)2019 年10 kV 配電線路故障中，用戶自身類故障數(shù)量最多，發(fā)生15次，占比18%；施工作業(yè)類故障和車撞桿類數(shù)量次之，發(fā)生12 次，占比14%；其次為絕緣損壞類故障發(fā)生11次，占比13%；雷擊類故障發(fā)生8次，占比9%。

圖1 按故障原因分類的配電線路故障比例

用戶內(nèi)部的故障可視為配電線路的短暫延伸，可由用戶分界負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行有效隔離，前面已經(jīng)分析過，這里不再贅述。施工作業(yè)是引起故障的一個常見原因，比如挖掘機(jī)、吊車作業(yè)刮碰架空線或和架空線小于安全距離引起放電。對于電纜線路來說，地面施工的挖土或鉆孔等施工作業(yè)也會導(dǎo)致電纜被挖斷從而引起故障跳閘。車撞桿可以看成是一個外力作用引起的局部故障，桿塔被撞后可能會造成桿塔傾斜、桿塔斷裂等，從而導(dǎo)致架空線相互碰觸或是架空線碰樹枝，引發(fā)故障跳閘，嚴(yán)重時可造成架空線斷線，引起缺相。造成絕緣破壞的因素很多，比如設(shè)備絕緣老化、設(shè)備間連接松動、設(shè)備銹蝕等，由于配電線路設(shè)備數(shù)量巨大，所以這是造成故障的又一個常見原因。雷擊是一種典型的天氣因素，雷擊時不僅可以直接破壞絕緣子等電力設(shè)備，雷電感應(yīng)也可使設(shè)備承受的對地電壓大于耐受值從而放電引起跳閘故障。另外，鳥害、樹線矛盾、異物等也是造成故障的常見原因。

3 減少配電線路故障的防護(hù)措施

從故障地點和故障原因兩方面進(jìn)行故障的歸類和分析，可以為減少配電線路故障的防護(hù)措施提出一些建議。

3.1 加快推進(jìn)架空線入地項目

由于架空線裸露在外，容易受到自然天氣和外力破壞，環(huán)境比電纜線路惡劣很多，因此推進(jìn)架空線入地項目，將老舊架空線以直埋、管井等形式替換成電纜線路，可有效增大供電可靠性。同時，架空線入地對凈化市容市貌也有積極的作用。

3.2 加快智能配電網(wǎng)建設(shè)

以用戶分界負(fù)荷開關(guān)為例，當(dāng)用戶發(fā)生故障后，用戶分界負(fù)荷開關(guān)保護(hù)動作跳閘，可有效隔離故障，減少配電線路停電時間。加快建設(shè)配電自動化系統(tǒng)，比如在重要分界點設(shè)置配有保護(hù)的斷路器、在出站開關(guān)加裝重合閘等，并加快實現(xiàn)全域開關(guān)實時傳送遙測、遙信數(shù)據(jù)，不僅可以縮短故障處理的時間，而且可以實現(xiàn)故障自愈、智能調(diào)度等目標(biāo)，有效增大供電可靠性。

3.3 做好電力設(shè)備運維

對于容易老化、絕緣破損的設(shè)備，聯(lián)系廠家集中處理或更換，減少因設(shè)備質(zhì)量帶來的安全隱患?？蓮脑诔Ｒ娎讚酎c多安裝避雷器、利用驅(qū)鳥器驅(qū)鳥、提升工作人員施工水平等方面加強設(shè)備安全防護(hù)，尤其對電纜頭等故障易發(fā)點和加強施工把關(guān)。

3.4 故障高發(fā)時期加強巡視

夏冬兩季是故障高發(fā)時期，在惡劣天氣來臨之前提前做好應(yīng)急預(yù)案；在鳥類筑巢期間增加巡線次數(shù)；在汛期時加強汛期巡視等。

3.5 設(shè)置警示牌、圍欄

在埋有電纜的地區(qū)設(shè)置醒目的警示牌提示施工隊伍注意電力設(shè)備，鼓勵人民群眾保護(hù)電力設(shè)備，發(fā)現(xiàn)有違章作業(yè)及時向電力部門舉報。在易被撞的桿塔附近設(shè)置圍欄、貼反光紙等，防止車撞桿，對于位置不合理的桿塔和線路進(jìn)行遷改。