10kV配電線路故障與對(duì)策分析

薛玉靜

上海騰隆興電建設(shè)工程有限公司 上海 200435

引言

10kV配電線路是電力系統(tǒng)中非常重要的一部分，10kV配電線路采用了高壓運(yùn)輸電力方式能夠?qū)崿F(xiàn)大量電力的遠(yuǎn)距離傳輸，但是其在使用過程中也面臨著各種故障和問題，10kV配電線路故障是電力系統(tǒng)中的常見問題，造成的損失不僅僅是經(jīng)濟(jì)上的，還可能對(duì)人員和設(shè)備造成嚴(yán)重威脅。因此，建立有效的應(yīng)對(duì)和預(yù)防措施，及時(shí)處理故障是必要的。本文將介紹10kV配電線路故障，并提供一些有效的解決方案，以減少故障對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，確保配電線路能夠始終保持高效、穩(wěn)定和可靠的狀態(tài)。

1 10kV配電線路特點(diǎn)

1.1 高電壓

10kV配電線路的電壓相對(duì)低壓配電線路而言要高得多，因此需要更強(qiáng)的絕緣和安全措施。

1.2 大容量

10kV配電線路在電力傳輸方面能夠承受更大的負(fù)荷，因此可以傳輸更多的電能。

1.3 長距離傳輸

與低壓配電線路不同，10kV配電線路可以傳輸更遠(yuǎn)的距離，因此對(duì)于城市建設(shè)和電力傳輸?shù)男枨蠖裕鼮檫m合。

1.4 高度要求高

安裝及維護(hù)10kV配電線路需要具備較高的技術(shù)水平，同時(shí)需要注意安全和質(zhì)量問題。

1.5 成本較高

由于高電壓等因素，10kV配電線路的建造成本較高[1]。

2 10kV配電線路運(yùn)行過程中的故障

2.1 配電設(shè)備

當(dāng)電流或電壓偏離設(shè)備額定值時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)跳閘，以保護(hù)設(shè)備安全。這種情況可能是由于設(shè)備老化、事故損壞、電氣故障等原因引起的。電氣設(shè)備絕緣泄漏，導(dǎo)致電流通過接地或其他回路流失，可能造成火災(zāi)、觸電等危險(xiǎn)。兩個(gè)或多個(gè)不同電相之間，或同一電相環(huán)路上的電路短接。短路會(huì)使電路電阻變小，電流異常增大，導(dǎo)致設(shè)備過載或甚至燒毀。設(shè)備在長時(shí)間允許負(fù)荷以上工作，導(dǎo)致設(shè)備溫度升高，引起設(shè)備老化、熱變形等問題。在使用過程中失效，如開關(guān)失靈、斷路器密封失效、絕緣老化等問題[2]。

2.2 自然災(zāi)害

10kV配電線路在運(yùn)行過程中，會(huì)因自然災(zāi)害引起火災(zāi)，主要包括：①因?yàn)殚W電、高溫、干旱等原因引起火災(zāi)，導(dǎo)致線路或設(shè)備燒毀。②強(qiáng)風(fēng)可能使線路和設(shè)備受損，如電桿倒塌、導(dǎo)線折斷等。③洪水可能淹沒線路、電站、變電站等設(shè)備，對(duì)配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。④結(jié)冰和積雪會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線彎曲、電桿倒塌，也會(huì)影響設(shè)施的正常使用。⑤地震可能引起線路和設(shè)備損壞或者干擾，導(dǎo)致供電系統(tǒng)癱瘓。在遇到自然災(zāi)害時(shí)，電力企業(yè)需要及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，例如提前做好防范措施、加固設(shè)備、調(diào)配足夠數(shù)量的備用設(shè)備，確保線路暢通，以及確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。同時(shí)，企業(yè)也需要制定完善的應(yīng)急預(yù)案，確保在災(zāi)害發(fā)生時(shí)可以及時(shí)響應(yīng)和處理。

2.3 人為破壞

人為破壞主要包括：①盜竊電纜，偷走電纜造成線路中斷，并對(duì)供電系統(tǒng)造成損失。②挖掘工程可能會(huì)損壞地下電纜和管道，造成停電甚至危險(xiǎn)。③一些不法分子可能會(huì)朝電桿或者設(shè)備上投擲物品，例如鐵釘、石頭等，或者在電桿上釘上鞋釘?shù)冉饘傥锛@些行為可能引起落雷，燒毀設(shè)備，在供電系統(tǒng)中造成嚴(yán)重故障。④破壞、砸碎或故意損壞供電設(shè)備會(huì)導(dǎo)致線路故障，并影響電力的正常供應(yīng)。有效應(yīng)對(duì)人為破壞，電力企業(yè)需要加強(qiáng)設(shè)備安全，提高線路抗干擾能力，并與有關(guān)執(zhí)法機(jī)構(gòu)建立緊密合作關(guān)系，打擊各種犯罪行為，以保障供電設(shè)施和設(shè)備的安全。

2.4 短路設(shè)備

①熔斷器是一種常用的短路保護(hù)裝置，可以在電路發(fā)生短路或過載時(shí)，自動(dòng)切斷電力供應(yīng)。熔斷器具有檢測和保護(hù)功能，能夠快速精準(zhǔn)地定位故障位置，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。②自動(dòng)重合閘器，通常被稱為遙控開關(guān)或遙控重合閘器，它可以通過遙控手段進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，遙控中心可以發(fā)出指令，使其立即切斷電路電源。當(dāng)故障排除后，再通過遙控操作，可實(shí)現(xiàn)斷路器合閘運(yùn)行。③SF6負(fù)荷開關(guān)，它是一種新型的高壓開關(guān)設(shè)備，具有優(yōu)良的低壓釋放性能，與其他短路設(shè)備相比較，更加適合應(yīng)用于短路保護(hù)中。

2.5 配電線路

10kV配電線路主要用于城市和鄉(xiāng)村等區(qū)域的電力供應(yīng)，通常是由變電所輸出高壓電能經(jīng)過配電變壓器降壓后，再通過10kV配電線路輸送到各個(gè)用戶終端。在配電網(wǎng)中，10kV配電線路可以根據(jù)不同的電力需求，采用不同的結(jié)構(gòu)形式。①自然風(fēng)冷卻AAAC/ACSR裸導(dǎo)線型，該結(jié)構(gòu)主要適用于中小容量配電線路，由于采用裸導(dǎo)線型式，線路成本較低，但具有短路故障率高、絕緣等級(jí)低等缺點(diǎn)。②懸垂目交AAAC/ACSR絕緣導(dǎo)線型，該結(jié)構(gòu)常用于城市區(qū)域，由于采用絕緣導(dǎo)線型式，線路故障率相對(duì)較低，但造價(jià)較高。③電纜型，主要用于建筑物內(nèi)部或地下敷設(shè)，由于采用的是電纜型式，線路美觀，且絕緣性能良好，但成本也較高[3]。

2.6 外力作用

強(qiáng)風(fēng)或暴風(fēng)天氣會(huì)給配電線路帶來較大的側(cè)向和豎向風(fēng)壓，導(dǎo)致線路振動(dòng)，偏離原位，甚至有可能導(dǎo)致桿塔倒塌。在冰雪天氣中，導(dǎo)線或絕緣子可能會(huì)受到重載，導(dǎo)致垂直距離縮短，接地等級(jí)下降，同時(shí)也可能導(dǎo)致桿塔、鏈條和桿頂裝置等受力變化，使得桿塔變形、傾斜和破壞。物理外力如隨意施工、亂挖亂堆、交通事故等外力作用，也可能造成桿塔和導(dǎo)線被外力破壞、變形、傾斜、斷落，地震可能會(huì)導(dǎo)致桿塔地基沉降或位移，進(jìn)而影響桿塔的穩(wěn)定性，導(dǎo)致桿塔倒塌。外力作用可能會(huì)對(duì)10kV配電線路的安全性和可靠性造成影響，甚至帶來風(fēng)險(xiǎn)，因此，在設(shè)計(jì)施工和運(yùn)行過程中，加強(qiáng)配電線路的日常巡檢和維護(hù)，修繕可能存在問題的桿塔和導(dǎo)線。

2.7 施工質(zhì)量

配電線路制造需要大量材料。材料質(zhì)量不佳，如導(dǎo)線表面缺陷、絕緣體損壞及桿塔內(nèi)部空洞等，會(huì)降低線路的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能，從而縮短線路的壽命。施工線路設(shè)計(jì)和規(guī)劃應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如果設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，可能會(huì)導(dǎo)致偏振、超高、設(shè)置點(diǎn)不當(dāng)?shù)葐栴}，從而引起線路在運(yùn)營中出現(xiàn)安全隱患。線路施工質(zhì)量的好壞直接影響線路的安全性和電氣性能。如鋼塔基礎(chǔ)的深度和穩(wěn)定性、桿塔的水平度、導(dǎo)線、地線和金具的接頭質(zhì)量，都將影響到線路的使用壽命和可靠性。包括工作場所的選址、氣候條件、環(huán)境保護(hù)等，這些都會(huì)直接影響到工程質(zhì)量。

3 10kV配電線路運(yùn)行故障的應(yīng)對(duì)措施

3.1 優(yōu)化配電設(shè)備

及時(shí)進(jìn)行巡檢和檢修，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和潤滑，確保設(shè)備狀態(tài)良好，避免設(shè)備因老化和磨損而導(dǎo)致的故障。對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行更新和升級(jí)，提高其運(yùn)行效率和可靠性，減少失效概率。例如，更換高品質(zhì)的電纜，更換可靠性更高的斷路器等。采取各種預(yù)防措施，例如加裝溫度、電流、電壓等傳感器，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常前及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)固定問題的設(shè)備，進(jìn)行更頻繁的維護(hù)和檢修。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要及時(shí)響應(yīng)，關(guān)閉事關(guān)重要的設(shè)備，切斷電源，排除故障原因，修理或更換設(shè)備，避免事故的擴(kuò)大。在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)緊急調(diào)用備用設(shè)備，避免影響設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)適時(shí)制定和實(shí)施恢復(fù)方案，及時(shí)恢復(fù)線路的供電能力。

3.2 預(yù)防自然災(zāi)害

10kV配電線路的運(yùn)行故障可能會(huì)由很多因素引起，在自然災(zāi)害前，加強(qiáng)對(duì)10kV配電線路的巡檢，特別是對(duì)易受自然災(zāi)害影響的部分，如處于山區(qū)、海邊等區(qū)域的線路。在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)采取修復(fù)措施。建立10kV配電線路預(yù)警系統(tǒng)，可以在自然災(zāi)害來臨前，提前預(yù)警并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。例如，設(shè)立風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)，遇到大風(fēng)就可以及時(shí)關(guān)閉易受影響的線路。制定10kV配電線路故障的應(yīng)急預(yù)案，包括預(yù)警措施、安全疏散、故障排除等，并建立應(yīng)急指揮中心，一旦出現(xiàn)線路故障，能夠快速響應(yīng)并采取有效措施。對(duì)于易受自然災(zāi)害影響的線路，可以使用一些技術(shù)手段進(jìn)行保障。

3.3 制定防范措施

加強(qiáng)10kV配電線路安全管理，制定完善的安全防范措施，對(duì)易受人為破壞影響的10kV配電線路設(shè)立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相關(guān)應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)的10kV配電線路，實(shí)行閉合管理。必要時(shí)安裝隔離開關(guān)、鎖具等措施，確保配電線路不被未經(jīng)允許的人員打開。通過技術(shù)手段對(duì)10kV配電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，例如智能巡檢系統(tǒng)、紅外線測溫儀等，及時(shí)檢驗(yàn)線路的電氣特性，如發(fā)現(xiàn)線路故障或人為破壞現(xiàn)象，快速進(jìn)行維修和處理。制定健全的10kV配電線路人為破壞的應(yīng)急預(yù)案，明確人員職責(zé)分工和處理流程，及時(shí)采取有效措施來保障線路安全。

3.4 定期檢測設(shè)備

對(duì)10kV配電線路前后端接頭、支架、電纜夾等關(guān)鍵部位進(jìn)行定期巡檢，確保連接件緊固可靠、不松動(dòng)、不燒蝕，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題，及時(shí)處理。10kV配電線路絕緣狀態(tài)直接影響線路運(yùn)行穩(wěn)定性，定期使用絕緣測試儀檢測線路絕緣狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取相應(yīng)措施處理。配電線路繞組溫升超標(biāo)是導(dǎo)致設(shè)備損壞和火災(zāi)的主要原因之一，定期使用紅外測溫槍對(duì)繞組及接頭進(jìn)行溫度監(jiān)測，如出現(xiàn)異常及時(shí)排查問題。配電線路可能存在漏電情況，導(dǎo)致設(shè)備損壞和人身傷害等危險(xiǎn)，因此要定期使用漏電流變送器或漏電測量夾對(duì)電纜、接頭等進(jìn)行漏電檢測，及時(shí)找出問題處理[4]。

3.5 制定巡查計(jì)劃，加大監(jiān)管力度

制定巡查計(jì)劃，電力部門應(yīng)建立完善的巡查計(jì)劃，根據(jù)情況制定不同頻率的巡查內(nèi)容，包括設(shè)備、設(shè)施、維護(hù)等多個(gè)方面，確保按時(shí)完成任務(wù)。加強(qiáng)現(xiàn)場巡查，電力部門應(yīng)高度重視現(xiàn)場巡查工作，對(duì)關(guān)鍵部位和設(shè)備進(jìn)行深入檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并整改存在的問題。巡查員應(yīng)按照規(guī)定格式填寫巡查記錄，確保記錄準(zhǔn)確、翔實(shí)、可追溯，并在檢查未達(dá)到要求時(shí)及時(shí)提出整改意見和措施。電力部門應(yīng)定期開展巡查培訓(xùn)，提高巡查員技能水平，并教育他們?cè)谘膊檫^程中注意安全事項(xiàng)。應(yīng)不斷完善巡查機(jī)制，一方面加強(qiáng)證據(jù)保全，提高查處能力，另一方面要加強(qiáng)與相關(guān)部門的聯(lián)動(dòng)，共同應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

3.6 優(yōu)化配電線路

針對(duì)10kV配電線路的運(yùn)行故障，應(yīng)采取以下應(yīng)對(duì)措施來優(yōu)化配電線路：定期對(duì)配電線路進(jìn)行巡視和檢修工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除潛在故障隱患，確保線路的正常運(yùn)行；通過合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，優(yōu)化線路的布置和結(jié)構(gòu)，提高線路的可靠性和抗干擾能力，減少故障風(fēng)險(xiǎn)；加強(qiáng)絕緣措施，對(duì)線路上的導(dǎo)線、絕緣子等部件進(jìn)行絕緣性能的檢測和維護(hù)，確保其正常使用，防止因絕緣失效導(dǎo)致的故障發(fā)生；制定詳細(xì)的配電線路故障應(yīng)急預(yù)案，明確各級(jí)責(zé)任和處理流程，以提高應(yīng)對(duì)突發(fā)故障的能力。通過以上措施的優(yōu)化，可以有效降低配電線路運(yùn)行故障的發(fā)生概率，提高線路的可靠性和穩(wěn)定性，確保供電的正常運(yùn)行[5]。

4 結(jié)束語

10kV配電線路故障的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重影響電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，建立健全10kV配電線路故障及應(yīng)對(duì)措施分析體系是非常重要的。在實(shí)際工作中，電力企業(yè)需要注重加強(qiáng)10kV配電線路系統(tǒng)的日常檢查、維護(hù)和管理。通過科學(xué)評(píng)估和分析，制定更具針對(duì)性和合理性的應(yīng)對(duì)策略和措施，將有效提升10kV配電線路故障應(yīng)對(duì)的能力和質(zhì)量，確保全面做好10kV配電線路的運(yùn)行工作并維持電力系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。