配電網(wǎng)山區(qū)線路智能斷路器故障分析

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司普洱景東供電局 郭明華

隨著智能電網(wǎng)的興起，對高壓斷路器的智能化和可靠性的要求也越來越高，而山區(qū)的線路環(huán)境具有一定的特殊性，需要相關(guān)工作人員在設(shè)置高壓斷路器的時候，按照當(dāng)?shù)氐奶厥獾沫h(huán)境特點(diǎn)和位置特點(diǎn)來采取一定的特殊方法來處理山區(qū)地區(qū)的配電網(wǎng)線路斷路器，確保山區(qū)地區(qū)的配電網(wǎng)線路斷路器在發(fā)生故障的時候可以被有效處理，進(jìn)一步提高山區(qū)配電網(wǎng)運(yùn)行過程中的可靠性和穩(wěn)定性。

本文分析了山區(qū)配電線路的特點(diǎn)及斷路器分類，并且從智能斷路器拒動故障及其產(chǎn)生的原因、絕緣故障及其產(chǎn)生的原因、誤動故障及其產(chǎn)生的原因、其他故障及其產(chǎn)生的原因四個方面分析了山區(qū)線路智能斷路器出現(xiàn)故障的基本原因，最后分析了解決配電網(wǎng)系統(tǒng)中智能斷路器問題的方法。希望能夠通過本文的分析為工作人員提供參考。

1 山區(qū)配電線路的特點(diǎn)及斷路器分類

1.1 山區(qū)配電線路特點(diǎn)

本文在研究的時候主要針對山區(qū)配電線路本身的特點(diǎn)和其經(jīng)常產(chǎn)生的配電線路故障問題。由于山區(qū)環(huán)境本身具有一定的特殊性，在出現(xiàn)了故障的時候處理難度和應(yīng)對難度也較大，所以需要相關(guān)工作人員對事故的高發(fā)區(qū)和事故的多發(fā)原因進(jìn)行分析和考慮，并且按照分析以及考慮的效果來做好后續(xù)的智能斷路器故障處理工作。在山區(qū)，其配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)基本上具有較高的復(fù)雜性，并且分支較多而且線路較短，所以山區(qū)配電網(wǎng)的故障本身一般以長距離傳輸線路的故障信號特點(diǎn)為主。

維修人員在針對山區(qū)配電線路問題處理的過程當(dāng)中，需要從山區(qū)本身的特性來進(jìn)行考慮，并且需要在開展處理工作之前先了解電網(wǎng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生故障的具體原因，以及相關(guān)故障的具體特點(diǎn)，需要電網(wǎng)運(yùn)維以及檢修工作人員針對具體情況具體考慮。

1.2 山區(qū)常見的配網(wǎng)斷路器分類

配網(wǎng)斷路器是一種能夠根據(jù)配網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài)變化而切換線路運(yùn)行方式的開關(guān)設(shè)備，一般使用的較為常見的配網(wǎng)斷路器有兩種類型，即10kV 真空斷路器和10kV 智能斷路器。10kV 真空斷路器的滅弧能力較強(qiáng)，相對使用環(huán)境及成本較低，所以目前普遍使用，是一種非常值得推廣的斷路器，但不具備遠(yuǎn)程操控及遙測、遙信功能，故在運(yùn)行方式改變時需人工進(jìn)行現(xiàn)場操作。

10kV 配網(wǎng)智能斷路器是在真空斷路器的基礎(chǔ)上，通過與電壓互感器、FTU 控制箱、無線通信網(wǎng)管及主站組合的方式，通過采集配電網(wǎng)線路電壓、電流，經(jīng)過保護(hù)模塊及無線傳輸后，能進(jìn)行故障分合閘、智能告警、遠(yuǎn)程操作及自愈線路智能投入，能較好的進(jìn)行電網(wǎng)故障隔離及非故障區(qū)段線路供電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場線路的故障電流、電壓的采集及智能預(yù)警，其安全性能較好，節(jié)省人工操作及故障研判時間，可大幅度提高供電可靠性，但是由于智能斷路器的安裝及運(yùn)維成本較高，目前大面積推廣使用的片區(qū)較少。

1.3 配置智能斷路器的目的

設(shè)置智能斷路器的最終目的就是維護(hù)配電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行，降低配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生安全事故的概率，以此來保護(hù)當(dāng)?shù)鼐用裼秒姲踩?。?dāng)配電網(wǎng)受到天氣因素或人為因素影響而出現(xiàn)電力設(shè)備及線路無法運(yùn)營的情況時，可以利用該設(shè)備及系統(tǒng)來對故障位置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，并且向電網(wǎng)維護(hù)的專業(yè)人員進(jìn)行告警。運(yùn)維搶修人員在收到告警之后可以及時趕往現(xiàn)場開展故障維修故障，恢復(fù)配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。對于山區(qū)這種較為特殊的環(huán)境系統(tǒng)而言，智能斷路器的存在，能夠起到保護(hù)配電網(wǎng)系統(tǒng)安全和大幅提升供電可靠性的重要作用。

2 分析山區(qū)線路智能斷路器出現(xiàn)故障的基本原因

2.1 拒動故障及其產(chǎn)生的原因

拒動故障主要包括拒分故障和拒合故障兩個部分，而引起拒動故障的主要原因是操作機(jī)構(gòu)的問題，其中，操作機(jī)構(gòu)容易發(fā)生的問題有傳動部位變形和液壓機(jī)構(gòu)的零件受損等，最為常見的一種故障原因是來自機(jī)械本身的卡澀問題。而該問題發(fā)生的原因，主要由于在安裝的過程中相關(guān)工作人員的操作水平不規(guī)范、或者操作效率不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品本身出現(xiàn)不合格的問題，進(jìn)一步影響到該產(chǎn)品本身的使用效率和使用的效果。并且在施工的過程中，由于工作人員操作不當(dāng)?shù)膯栴}也會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)受潮的情況或者二次接線失敗問題，進(jìn)一步對斷路器的實(shí)際使用效果產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致山區(qū)的斷路器在實(shí)際使用的過程中出現(xiàn)拒動故障，進(jìn)一步出現(xiàn)影響范圍較大并且影響效果較嚴(yán)重的機(jī)械故障。

2.2 絕緣故障及其產(chǎn)生的原因

智能斷路器本身會在使用的過程中因設(shè)備老化出現(xiàn)絕緣故障，絕緣故障問題在一般情況下可以分為兩個部分，即外部的絕緣問題和內(nèi)部的絕緣問題。從外部絕緣問題的方向進(jìn)行分析，可以看出一部分智能斷路器瓷套外絕緣泄露比距不符合實(shí)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在使用的過程中出現(xiàn)絕緣故障問題，而對內(nèi)絕緣故障的高發(fā)區(qū)進(jìn)行分析，可以看出由于制造的過程中和裝配的過程中有產(chǎn)品質(zhì)量的影響，對其使用效率以及效果造成干擾，導(dǎo)致內(nèi)部絕緣層發(fā)生老化的問題，進(jìn)一步影響其使用效率以及使用的效果[1]。而對智能斷路器的常見問題進(jìn)行分析，可以看出問題的高發(fā)原因基本上是由于斷路器本身老化和潮濕的問題所導(dǎo)致的，需要檢修人員定期對其檢查及密封處理，以保障使用效果。

2.3 誤動故障及其產(chǎn)生的原因

誤動故障也主要分為兩個方面，一方面是繼電保護(hù)信號的錯誤或者二次回路接線錯誤所導(dǎo)致的，該錯誤在發(fā)生的時候會導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象、繼而導(dǎo)致出現(xiàn)誤動操作，使操作系統(tǒng)的實(shí)用效果受到干擾。而在使用中，如果當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r長期處于陰天或者強(qiáng)降水等天氣，繼電保護(hù)裝置內(nèi)部受潮，導(dǎo)致其后續(xù)的使用效率和使用效果受到影響，該問題會導(dǎo)致繼電保護(hù)線路內(nèi)部的接線端子排受潮，導(dǎo)致該端口的絕緣性能出現(xiàn)降低的問題，進(jìn)一步導(dǎo)致合閘和分閘回路的端子間受到影響而出現(xiàn)放電性短路的問題，當(dāng)工作人員使用的時候就會導(dǎo)致繼電保護(hù)器出現(xiàn)誤動故障，對繼電保護(hù)器的實(shí)際使用效果造成很大的干擾，導(dǎo)致山區(qū)地帶出現(xiàn)安全隱患，降低其使用的效率和效果。

2.4 其他故障及其產(chǎn)生的原因

能夠引起山區(qū)智能斷路器出現(xiàn)故障的原因除了上文中所述的三種外，仍然會由于FTU 裝置內(nèi)保護(hù)模塊及無線通信網(wǎng)管失效、開斷和關(guān)合故障、載流故障和外力等其他因素而產(chǎn)生故障，需要相關(guān)工作人員在遇到故障的時候根據(jù)具體問題具體分析。

首先分析FTU 保護(hù)主板模塊及無線通信網(wǎng)管燒毀失效，該故障是設(shè)備主板模塊在長時間使用后，內(nèi)部電感原件發(fā)熱、絕緣老化，因產(chǎn)品質(zhì)量問題導(dǎo)致燒毀，進(jìn)而影響斷路器保護(hù)動作及遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信功能；開斷和關(guān)合故障主要是由于提升桿脫落等原因所造成的，這一故障較為罕見；載流故障的原因主要是由于斷路器進(jìn)出線接頭處出現(xiàn)了接觸不良的問題，進(jìn)一步影響到了整個開關(guān)系統(tǒng)的使用效率以及使用效果，該問題的產(chǎn)生會導(dǎo)致觸頭出現(xiàn)不正常高溫的情況，如果該故障在發(fā)生之后沒有在短時間內(nèi)得到合理處置，就會導(dǎo)致故障情況進(jìn)一步升級，甚至演化為絕緣故障，導(dǎo)致該智能斷路器的實(shí)際使用效果大打折扣；外力故障的原因多種多樣，當(dāng)斷路器本身由于客觀原因受到損害時就會出現(xiàn)斷路故障。

3 解決智能斷路器故障問題的方法

3.1 智能斷路器安裝技術(shù)

在進(jìn)行斷路器本體安裝的時候，首先需要保障的是預(yù)埋螺栓的正確性，使預(yù)埋螺栓的位置能夠和設(shè)計圖紙上的要求相匹配，在進(jìn)行斷路器選擇時需要參照安裝場所中的實(shí)際情況，逐一進(jìn)行安裝；其次是一二次設(shè)備安裝完畢后要進(jìn)行詳細(xì)的檢查，在進(jìn)行FTU 二次檢查工作時，要把檢查回路連線作為工作重點(diǎn)，確保各二次設(shè)備元件間接線都是相對正確的，并在安裝工作結(jié)束之后進(jìn)行調(diào)試。除了確保斷路器本體的安裝流程是正確的之外，還需要保障隔離開關(guān)的安裝技術(shù)是正確的。在安裝隔離開關(guān)的時候需要參照其技術(shù)要求來完成安裝任務(wù)，使三刀閘的位置能夠處于同一水平面上，一旦出現(xiàn)偏差需要及時進(jìn)行調(diào)整[3]。

3.2 加強(qiáng)驗(yàn)收把關(guān)

對于智能斷路器來說，為了能夠更進(jìn)一步地保障使用效果，就需要在驗(yàn)收的時候加強(qiáng)檢查力度和驗(yàn)收力度，從而在驗(yàn)收的時期就提前發(fā)現(xiàn)安裝不合理或者不符合山區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的問題，并且采取相關(guān)措施來進(jìn)行處理。

工作人員在進(jìn)行驗(yàn)收工作的時候需要選擇有效的方法，并且對于運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險情況要進(jìn)行嚴(yán)格管控，從源頭上杜絕智能斷路器出現(xiàn)故障的可能性[4]。特別是在完成二次FTU 終端安裝之后，要由專業(yè)檢修人員進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)收，由于FTU 終端箱內(nèi)包含保護(hù)裝置模塊、無線通信網(wǎng)管、電源模塊、防雷模塊等，內(nèi)部二次接線較為復(fù)雜，并且不同模塊的損壞會對智能斷路器實(shí)際運(yùn)用產(chǎn)生不同程度上的干擾，所以在針對FTU 終端驗(yàn)收監(jiān)測的時候一定要細(xì)心驗(yàn)收，針對如端子排和網(wǎng)口等進(jìn)行詳細(xì)檢查。

一般情況下驗(yàn)收完成后，需要工作人員與主站端進(jìn)行遙測、遙信、遙控及定值校核。完成所有點(diǎn)位的校核后，就可以開展現(xiàn)場調(diào)試操作，確保智能斷路器實(shí)際能投入正常的使用。并且配網(wǎng)管理人員也需要在這個過程中做好管理工作，并且不斷完善自身的管理機(jī)制，提高管理能力。由于山區(qū)環(huán)境本身就具有較高的復(fù)雜性，一旦線路出現(xiàn)使用故障就會導(dǎo)致較高的維修難度，所以一定要在出現(xiàn)故障之前通過有效的前期驗(yàn)收來保障設(shè)備本身的使用效果，降低后期的維護(hù)需求。

3.3 日常進(jìn)行專業(yè)巡視

在智能斷路器投入使用后，需要定期由專業(yè)運(yùn)維人員開展專業(yè)巡視，對照智能斷路器專業(yè)化巡視標(biāo)準(zhǔn)，于現(xiàn)場測溫、測量、操作等方式對智能斷路器一二次設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)判定，針對判定出現(xiàn)的缺陷及隱患，根據(jù)隱患缺陷等級做好過程把關(guān)，及時進(jìn)行消除。

一般來說，如果智能斷路器在巡視過程中只是出現(xiàn)不嚴(yán)重的故障、可以穩(wěn)定地投入使用，那么就可以暫時不維修而對其進(jìn)行監(jiān)控，適當(dāng)延長維修的周期；而如果出現(xiàn)影響正常分合閘、保護(hù)及通信實(shí)效的情況下，需列入緊急缺陷進(jìn)行處置，快速恢復(fù)智能斷路器運(yùn)行功能，避免因設(shè)備缺陷導(dǎo)致的大面積停電事件。

3.4 提升安全意識，加強(qiáng)檢查力度和驗(yàn)收力度

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，還有一種常見的故障是運(yùn)維人員的操作失誤引起的。這些安全問題會對配電網(wǎng)系統(tǒng)本身帶來十分大的影響。所以為了能夠進(jìn)一步提高相關(guān)工作人員的安全意識，在提高配網(wǎng)系統(tǒng)維修效率的同時降低人為失誤產(chǎn)生的概率，需要對電網(wǎng)設(shè)備管理人員和設(shè)備維修人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，使相關(guān)工作人員能夠在培訓(xùn)中掌握智能斷路器維修的專業(yè)技術(shù)，同時加強(qiáng)自身的安全意識。并且由于山區(qū)的環(huán)境本身就具有一定的復(fù)雜性，需要進(jìn)一步地加強(qiáng)配網(wǎng)運(yùn)維人員的安全意識，工作人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和設(shè)備檢修的過程中需要時刻牢記安全生產(chǎn)的核心和原則，同時為了能夠進(jìn)一步保障電力生產(chǎn)工作的質(zhì)量，需要利用其文化宣傳的作用，在施工現(xiàn)場設(shè)置專門的安全標(biāo)語，從而起到對工作人員的提醒作用。同時要加強(qiáng)檢查力度和驗(yàn)收力度。

4 結(jié)語

綜上所述，由于山區(qū)配電線路本身的特殊性，智能斷路器會由于老化或者其他的原因而導(dǎo)致發(fā)生使用故障，所以在前期投入運(yùn)行前要加強(qiáng)驗(yàn)收調(diào)試，在日常運(yùn)行維護(hù)中要專業(yè)的對山區(qū)配網(wǎng)智能斷路器作出有效維護(hù)，保障山區(qū)配網(wǎng)智能斷路器工作的穩(wěn)定性和合理性。在遇到智能斷路器問題的時候也可以及時按照本文中所提出的檢測方法來對故障進(jìn)行處理和解決。