淺析影響10kV配網供電可靠性的因素及對策

吳登

【摘要】隨著經濟的快速發展，廣大用戶對電力的依賴越來越大，對供電可靠性的要求也越來越高。因此，加強10kV配電網供電的可靠性研究是保障電網安全運行的首要條件。本文通過對當前影響10kV配電網供電可靠性的因素進行了分析，同時就相關的措施做了詳細的闡述。

【關鍵詞】10kV配電；可靠性； 影響因素；有效對策

近年來，國家對城網改造投入了大量資金，對電能質量的提高起到積極的作用。隨著人民群眾日益增長的用電需求，而與之緊密聯系配電網也應該有相應的發展。

對配電網提出若干有效措施提高電網安全可靠運行。

一、影響10 kV配電網安全可靠性運行的因素

10 kV事故中，外力破壞占的比例最大。除此之外，影響10 kV配電網安全可靠性運行的主要因素是積污后引起的閃絡及各類過電壓。

（一）外力破壞對10 kV配網可靠性的影響

由于經濟發展較快，原有的10 kV配電網已經不能滿足供電可靠性的要求。首先，原有的10 kV配電網絡以架空線為主，接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式，新建的工業開發區和商住小區則通常采用環網供電，電源有的是從就近的架空線上取得。其次，由于在規劃網架未完善之前，部分用戶急于用電，按規劃實施一步到位投資難以落實，因此接線存在一定的臨時性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運行安全。總之，城區尤其是老城區的10 kV配電網絡單薄，轉供電能力差，地形復雜，接線較亂，事故率高，供電可靠性低。另外，隨著國民經濟的發展，20世紀60、70年代建設的變電站10 kV設備、各路出線的容量及安全性能均已不適應用電負荷和經濟發展的需要。其明顯的缺陷是：城區變電站大多數是該區域電網中的樞紐站，10 kV系統出線多，負荷大，運行年久。加之周圍環境因素，造成設備污染嚴重，設備絕緣強度下降，引發事故的概率逐年增高。

（二）10 kV配電網的閃路

在運行中，設備的絕緣長期承受工作電壓，當絕緣件表面積污后，只要表面污物達到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡。另一方積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低，在雷電沖擊和內過電壓的沖擊下，很容易引起閃絡。

污閃有時發生在一相，也可能多相發生，還可能多處同時發生。當出現污閃后，容易引起單相接地，此時其余兩相電壓將升高，穩態時為相電壓的倍，暫態時情況下可達成2.5倍相電壓。

在正常情況下，非故障相電壓幅值升高對絕緣并不造成威脅，若運行環境條件惡劣，絕緣件耐受電壓下降，在中性點不接地系統非故障相電壓副值升高允許運行的兩小時內，有可能再出現閃絡點。其次，由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%～40%，使單相接地出現零序電壓。若變電所內互感器特性較差，將激發鐵磁諧振，過電壓倍數比較高，還可能發生相絕緣閃絡擊穿，而觸發兩相接地短路。

（三）10 kV配電網的過電壓

電氣設備在電網中運行必須承受工頻電壓、內部過電壓及大氣過電壓的作用，特別是環境條件惡劣，早期建設的設施，先天不足，爬距不夠，給電網的安全運行帶來很大威脅。

弧光接地過電壓是一種幅值很高的過電壓。當電網電容電流超過一定值時，若不采取措施，接地電弧難于熄滅，將激發起弧光接地過電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢必對電網的安全運行構成很大威脅。

在一些早期建設的10 kV配網中，絕緣靠一個針式瓷瓶，這是電網中絕緣等級較低的環節，它不能承受直擊雷，感應過電壓也會引起閃絡。

二、提高10 kV配網供電可靠性的有效對策

（一）縮小配網的故障停電范圍，提高配網的轉供電能力。對單端電源供電的樹枝狀放謝性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長達幾公里或十幾公里的線路上任意一處發生故障，都會使全線停電。使用聯絡開關不但可以大大縮小停電范圍，同時也使安排停電范圍大大縮小。對于聯絡開關的選擇，當首推柱上式SF6開關。

目前，柱上式SF6開關的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分斷器、重合分斷器幾種，這些開關具有結構簡單，性能優越，壽命長，檢修周期長，安裝簡易，安裝工程造價較低等優點。

柱上式SF6斷路器可以單獨安裝在支線或干線的中后段，具有自動開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關配合，自動斷開故障段。當S點發生故障時，柱上式SF6斷路器4會自動斷開，縮小了停電范圍。這種斷路器還可用作建立饋線之間的聯絡，提高供電能力。

自動重合器除了具有上述斷路的功能外，還有多次重合的功能，它是一種具有控制和保護功能的智能化開關，還具有與自動分斷器配合使用的功能。

自動分斷器是一種具有記憶故障電流次數并按設定次數實行分閘閉鎖的智能開關，它不能開斷故障電流，只能在上一級重合閘分閘后自動斷開。它與重合器配合使用，能最大限度地縮小故障停電范圍，自動恢復對非故障段的供電。分段器1設定記憶故障電流2次，分段器2、3、4設定記憶故障電流1次，當A點發生永久故障時，重合閘跳閘，分段器2分閘并閉鎖，重合閘合閘對非故障段恢復送電，當B點發生永久性故障時，重合閘第一次分閘時，分段器1記憶故障電流1次，但不分閘，重合器自動重合后再跳開，當重合器第二次跳閘時，分斷器1才分閘并閉鎖，重合器再次重合對非故障段恢復供電。

當然，柱上式SF6開關也有使用上的缺點，即故障段停電后變電站或調度不知道，直到用戶報告停電才知道，在一定程度上拖延了事故處理時間。

（二）采取綜合措施，認真解決污閃問題。10 kV配電網安全可靠的關鍵是解決閃絡誘發相間短路及過電壓燒毀設備問題。所以，必須采取綜合措施，以求得電網的安全可靠運行。對10 kV開關室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等，可以加裝防污罩。對于母排，可以加裝絕緣熱縮管。根據部分地的運行實踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動物造成短路。

另外，在變電站的10 kV開關室還可以采取一些其他的手段來防止污閃問題。如在10 kV開關室安裝吸濕器以降低空氣的濕度，破壞污閃的條件；貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則，以最小的投入保證設備的健康運行。

（三）對于落雷較多的10 kV線路，可以采取多種措施來提高其抗雷擊的能力。如采用瓷橫擔代替針式瓷瓶，針式瓷瓶改用瓷橫擔后，雷擊次數會明顯減少，只不過瓷橫擔的機械性能差，對于大檔距、大導線線路不適用。

隨著用電負荷的增加，市區內使用電纜線路也要增加。在有電纜線段的架空線路，將避雷器裝在電纜斗附件，為防止電纜芯線對外皮放電，將接地引線和電纜的金屬外皮共接地，電纜另一端的外皮也應接地，如果是架空線路的中間有一段電纜時，則應該在電纜兩端裝設避雷器。

對于經常處于開路運行，又經常帶電的柱上開關而言，它相當于線路的終端。當開關的某一側落雷時，由于雷電波的反射疊加作用，使雷電壓升高一倍，對開關的危害很大。為此，在開關的兩側要安裝防雷裝置，并將接地線與開關的外殼相聯接。

結語：

總之，10kV配電網的供電可靠性研究要從各個不同的方面和角度出發，結合線路實地情況進行分析，然后尋出問題并加以解決。10kV配電網供電是現階段維持人民正常生活的一個基礎，所以對其的研究工作不容忽視。