10kV線路故障分析及其防范措施

孟新國

國網(wǎng)寧夏電力公司吳忠供電公司，寧夏吳忠 751100

近年來，寧夏電力公司吳忠市利通區(qū)地區(qū)10kV 配電網(wǎng)電力線路故障較多，不但增加了運行維護工作量，而且影響了正常的供用電秩序。在社會快速發(fā)展的今天，人們對安全可靠用電提出了更高的要求，改造10kV 配電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，實施反事故措施，提升配電網(wǎng)的持續(xù)可靠供電能力，提高10kV 線路的運行管理水平，是10kV 配電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。下面就寧夏吳忠市利通區(qū)地區(qū)10kV 配電網(wǎng)運行中存在的問題分析如下。

1 利通區(qū)地區(qū)10kV 配電網(wǎng)狀況

寧夏吳忠市利通區(qū)地區(qū)配電網(wǎng)主要由轄區(qū)內(nèi)10 座110kV變電站、4 座35kV 變電站、6 個開閉所，86 條10kV 線路構(gòu)成，其中市區(qū)公網(wǎng)線路38 條，農(nóng)網(wǎng)線路23 條，用戶線路26 條。

2 故障分析

2.1 故障類型分析

現(xiàn)就寧夏吳忠市利通區(qū)地區(qū)配電網(wǎng)10kV 線路2008 年1 月至2010 年12 月期間的各類故障進行統(tǒng)計分析（見表1）。從表1 的數(shù)據(jù)可以看出10kV 配電網(wǎng)的薄弱和運行維護工作的繁重。

表1 利通區(qū)地區(qū)10kV 配電網(wǎng)2008 年1 月至2010 年12 月故障統(tǒng)計表

表2 為2011 至2012 年故障統(tǒng)計表，從這些數(shù)據(jù)可以看出利通區(qū)10kV 配電網(wǎng)運行的可靠性不高。

表2 2011 年至2012 年故障統(tǒng)計表

2.2 故障原因分析

現(xiàn)就寧夏吳忠市利通區(qū)地區(qū)配電網(wǎng)10kV 線路2010 年1 月至2012 年12 月期間按故障原因分類分析（見表3）。

由此可見，在這些故障原因中，設(shè)備原因和用戶原因占較大的比例。

原因樹害設(shè)備原因雜物用戶原因偷盜施工質(zhì)量外力破壞合計

表3 為2010 年1 月至2012 年12 月架空線路故障統(tǒng)計

這些10kV 配電網(wǎng)線路故障的原因主要為：

1）線路運行維護經(jīng)驗不足，巡視檢查不到位；

2）個別人員業(yè)務(wù)技能欠缺，在日常的設(shè)備巡視和維護工作中，不能檢查出線路的各類隱患和常見設(shè)備缺陷，更不能及時和有效消除設(shè)備缺陷，進而危及線路安全穩(wěn)定運行，造成配電網(wǎng)10kV 線路故障較多；

3）10kV 配電網(wǎng)線路分段偏少，沒有統(tǒng)一規(guī)劃對10kV 配電網(wǎng)合理安裝分段斷路器，將線路分段控制，一旦發(fā)生故障，就造成較大的停電范圍；

4）用戶設(shè)備管理不到位，由于各種原因，對用戶設(shè)備不能有效管理提高其安全運行水平，造成用戶設(shè)備故障殃及10kV 配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

2.3 季節(jié)性故障分析

寧夏吳忠市利通區(qū)地處中國西北，毗鄰毛烏素沙漠，每年春季都會刮風沙，風沙粘附堆積在10kV 架空線路裸導線和絕緣子子串上，在線路橫擔處很容易造成相線之間短路放電或絕緣子閃絡(luò)擊穿接地等故障。而且，大風還容易將線路周圍的樹木、基礎(chǔ)不牢固的大型廣告牌等物體刮起碰撞或壓在線路上引起線路短路或接地故障。

由于黃河水系的影響，吳忠市利通區(qū)夏季降水量較大，黃河兩岸的川區(qū)水澆地多，農(nóng)網(wǎng)10kV 架空線路的電桿大多分布在農(nóng)田，如遇大量雨水沖刷和浸泡，極容易造成電桿傾斜或倒桿事故。同時，大量雨水也易引起導線與金具之間絕緣距離不夠短路放電。

西北地區(qū)的秋季，雷雨較多，線路易受雷擊，造成絕緣閃絡(luò)或擊穿，引起線路短路和接地故障。

冬季更是冰雪多，導線受冷收縮，偶有覆冰或覆冰脫落容易引起導線拉斷的線路故障。

3 原因分析

3.1 短路原因

鼠害、鳥害、風箏線、人為向空中拋扔雜物、大風沙天氣等，很容易造成10kV 線路導線落上異物（如鋁箔塑料紙、廢鐵絲、錄音帶、彩條、風箏線、鳥窩等），造成10kV 架空裸導線線路短路或接地。如2010 年7 月28 日17 點23 分至19 點11 分，高閘變513 巴農(nóng)線線路跳閘，原因為巴浪湖支線9#桿上導線掛了一只風箏造成相間短路故障。

盛夏季節(jié)，農(nóng)網(wǎng)10kV 架空線路通道旁長勢旺盛的各種樹木，在遭遇大風大雨天氣時，容易造成樹木碰觸導線引起相間的短路故障。

近年來，隨著城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐的加快，在基建施工、道路改造過程中，車輛撞斷電桿、超高車輛掛斷導線、電纜線路被挖斷等外力破壞事故造成停電故障較多。如2011 年6 月18 日圓臺變514 沿山線過流Ⅰ段動作開關(guān)跳閘，重合未成功，經(jīng)過巡線查明是干線27 號桿被車輛撞斷造成相間短路故障。

3.2 設(shè)備問題

10kV 線路上的配電變壓器、避雷器、跌落式熔斷器、線路斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備由于其本身性能質(zhì)量等原因，在生產(chǎn)運行過程中容易發(fā)生絕緣擊穿或機械損壞等故障。另10kV線路在施工、大修、技改過程中由于建設(shè)工藝質(zhì)量不規(guī)范等存在有導線引線、線夾等金具等連接處不夠牢固，在帶負荷生產(chǎn)運行一段時間后，由于接觸不良接觸電阻增大造成導線連接處燒斷等故障。

3.3 運行環(huán)境問題

3.3.1 環(huán)境污染問題

由于東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，寧夏吳忠市利通區(qū)地區(qū)從東部轉(zhuǎn)移而來的民營化工企業(yè)多，這些企業(yè)大多環(huán)保不達標，大量排放腐蝕性氣體或粉塵，造成附近配電線路桿塔上的導線、金具、鐵附件等嚴重銹蝕，腐蝕嚴重容易造成導線強度降低進而引發(fā)相間短路或斷線事故，引起線路故障越級跳閘，對10kV 配電線路的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行構(gòu)成巨大威脅。空氣中大量的化學污染物諸如粉塵顆粒極易在線路絕緣子上粘附堆積，造成絕緣子絕緣性能下降、導電性能增加，容易發(fā)生閃絡(luò)引起故障。如2011 年8 月21 日突降大雨，在不到1 小時的時間里，共發(fā)生了11 條線路速斷保護動作跳閘，均為10kV 配電線路重污染區(qū)線路設(shè)備污閃造成。

3.3.2 用戶設(shè)備原因

用戶設(shè)備管理不符合電氣設(shè)備安全運行要求，是供電企業(yè)的老大難問題，如個別用戶配電室設(shè)置不合理，管理混亂，配電室變成雜物間，用戶設(shè)備老化、陳舊嚴重，絕緣狀況差，檢修試驗不按周期進行，沒有專業(yè)維修電工，安全隱患多等原因，致使用戶設(shè)備故障引起的線路跳閘也比較多，例如，2009 年9 月12 日，北郊變516 文衛(wèi)線過流Ⅰ段動作跳閘，故障原因為園林局配電室因堆放易燃物品不慎著火造成。

3.4 配電網(wǎng)設(shè)備管理滯后

3.4.1 電纜線路管理滯后

對10kV 配網(wǎng)電纜線路的運行管理沒有給予足夠的重視，諸如電纜線路投運后圖紙資料缺失嚴重，電路線路路徑標識不全或無標識，電纜接頭絕緣處理不合格，線路隱患較多，留下了很多歷史遺留問題，影響了電纜的安全運行。也是造成電纜線路易被挖斷等外力破壞事故的一個重要因素。由于電纜線路巡視人員業(yè)務(wù)技能不高，巡視不到位，消除缺陷不及時，加之對各種危險源認識不夠、安全意識不強，存在麻痹思想，致使10kV 配電電纜線路管理工作整體滯后。如2010 年6 月3 日，利通區(qū)市政建設(shè)單位在施工時，不顧電力設(shè)施的安全運行，野蠻施工，將北郊變529 西環(huán)Ⅱ線主干線路電纜挖斷造成停電。

3.4.2 拋雜物和私拉亂接現(xiàn)象多

由于各種原因，時常有人向配電線路導線上亂拋鐵絲、棍棒等雜物，造成線路導線相間短路、接地等故障。由于規(guī)劃和管理不善等原因，在10kV 配電線路下死拉亂接現(xiàn)象比較嚴重，如城鄉(xiāng)結(jié)合部和農(nóng)村地區(qū)的電線桿上架設(shè)有通訊線、閉路電視線等多種弱電線路，低壓線路與高壓線路同桿架設(shè)但安全距離不符合要求，接戶線如蜘蛛網(wǎng)般亂接，有的甚至從10kV 線路上跨越，都對10kV 配電線路的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴重威脅。如2011 年8 月5 日，金積變514 板橋線接地，故障原因是通訊線鋼絞線搭在10kV 供電線路上，故障處理完畢后才恢復線路供電。

4 防范措施與建議

4.1 完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布局

堅持標準，按照配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)要求，科學規(guī)劃，完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，合理分接用電負荷，對10kV 配電網(wǎng)線路通過加裝線路分段斷路器，將線路根據(jù)自身結(jié)構(gòu)和負荷特點合理分段，減少故障和計劃檢修停電范圍。針對跳閘嚴重的線路，爭取利用城農(nóng)網(wǎng)改造工程、大修、技改、專項成本等資金盡快進行線路升級改造，使10kV 配電線路設(shè)備達到安全穩(wěn)定運行要求。在改造過程中要注意縮小供電半徑和增大導線截面，堅持城鄉(xiāng)一體化，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)，按照15 年不落后的思路進行規(guī)劃布局，10kV 線路總長度應(yīng)控制在10km 以內(nèi)為宜，供電半徑應(yīng)在3km 以內(nèi)為宜，主干線的導線截面積應(yīng)不小于185mm2為宜。

4.2 提高配網(wǎng)線路標準

在城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造過程中，要積極推廣和使用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料，提高10kV 配電網(wǎng)建設(shè)標準，通過提高設(shè)備本身的健康水平和科技水平，進一步提高10kV 配電網(wǎng)線路的安全穩(wěn)定運行水平。大力推廣節(jié)能型免維護的先進設(shè)備，如箱式配電變壓器、永磁式真空斷路器、對城區(qū)電纜線路宜采用環(huán)網(wǎng)柜、帶負荷開關(guān)的電纜分接箱，還應(yīng)應(yīng)結(jié)合智能電網(wǎng)建設(shè)首先考慮建設(shè)配網(wǎng)自動化。同時，要推廣使用先進的線路故障尋址器，通過先進設(shè)備縮短線路故障尋找時間。

4.3 改善配網(wǎng)運行環(huán)境

4.3.1 防止外力破壞措施

加強安全宣傳教育，通過“致基建工地駕駛員的一封信”，溫馨提示基建工地吊車、挖掘機等駕駛員為了自己、他人的幸福，安全文明駕駛車輛，防止施工中誤碰架空線路和挖斷電纜線路的行為。通過安全教育“三個一”和“六進”活動，加強對中小學生和廣大農(nóng)戶的電力設(shè)施安全教育，正確使用各類電氣設(shè)備，不要打破線路絕緣子或往導線上扔鐵絲類等異物，禁止在10kV 線路兩旁200m 范圍內(nèi)放風箏。采取印發(fā)安全用電宣傳單（手冊）、設(shè)置醒目的禁止警示牌等切實措施防止攀登電力線路桿塔行為。積極與地方政府協(xié)調(diào)溝通，在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作中應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，并考慮電力設(shè)施諸如電纜溝、架空線路通道等的配套工程。

4.3.2 防雷擊和大風大雨等事故措施

在10kV 配電網(wǎng)線路上的關(guān)鍵設(shè)備上安裝先進的金屬氧化鋅避雷器、更換復合絕緣子、檢查整改接地裝置，保證接地電阻合格，采取有效措施提高防雷擊能力，努力減少因雷擊事件造成的線路跳閘事件。積極協(xié)調(diào)林業(yè)管理部門對影響線路安全穩(wěn)定運行的樹木進行適當?shù)男藜艋蚩吵瑢Τ鞘械貐^(qū)可將10kV 線路電桿高度提高到18m 或采取電纜入地改造的方式，對農(nóng)村通過果園的線路應(yīng)進行絕緣化改造。及時清除線路上的鳥窩，通過安裝驅(qū)鳥器，改進驅(qū)鳥器的結(jié)構(gòu)等切實可行的措施，減少大風大雨等惡劣天氣造成的線路跳閘。

4.3.3 解決環(huán)境污染問題

對已經(jīng)處于化工企業(yè)污染區(qū)附件的10kV 配電線路設(shè)備，采取更換絕緣導線、防污染復合絕緣子及金具等新工藝、新設(shè)備，提高防污等級，調(diào)整爬距，改善設(shè)備的防污性能。對新建線路要盡量遠離化工污染區(qū)。同時對重污染區(qū)10kV 線路設(shè)備應(yīng)定期開展防污工作，對絕緣子等設(shè)備定期清掃，及時更換劣質(zhì)瓷瓶，將故障消滅在萌芽狀態(tài)。積極主動政府環(huán)保部門溝通，督促污染企業(yè)減少污染物的排放。

[1]丁榮，王書孟，佟巖冰.10kV及以下配電線路典型故障分析與預防.中國電力出版社，2005(8).

[2]柴玉華，王艷君.架空線路設(shè)計.中國水利水電出版社，2001(8).

[3]曾昭桂.輸配電線路運行與檢修. 中國電力出版社，1982(11).