10kV供電線路常見故障分析

摘要：近些年來，隨著我國經濟的迅猛發展，對電力的需求量越來越大，供電線路的建設規模也越來越大，但線路運行過程中出現的故障種類越來越多，原因也越來越復雜。10kV供電線路是供電網絡的重要組成部分，它在工業生產和人民生活中起著非常重要的作用。文章結合現代10kV供電線路的發展情況，探討了10kV供電線路的常見故障、常用故障分析方法及應對措施。

關鍵詞：10kV供電線路；常見故障；故障分析；故障種類；應對措施

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0131-02

1 概述

近些年來，隨著我國經濟的迅猛發展，對電力的需求量越來越大，供電線路的建設規模也越來越大，但線路運行過程中出現的故障種類越來越多，原因也越來越復雜。10kV供電線路在工業生產和人民生活中起著非常重要的作用，涉及電力系統的發電、輸電、配電及用電的整個過程。因此，電力企業應當充分掌握10kV供電線路的安裝和維護要點，分析各類故障產生的機理，以此為基礎不斷提升其運行維護的技術水平。

2 10kV供電線路常見故障及產生原因分析

2.1 線路溫升引發的斷線故障（架空線路）

在10kV供電線路發生此類故障以后，在斷線處會出現80℃～150℃高溫，線路接頭處有燒紅、燒黑的情況，此類故障的原因一般和供電線路負荷及接頭處的導線連接工藝有關。一方面，當線路的負荷較大時，其實際電流可能大于其設計值，大電流的通過將會引發接頭處電阻值變大，進而導致嚴重的發熱現象，降低了線路的機械性能；另一方面，對于某些線路接頭處采用不達標的并溝線夾進行處理的情況，容易因其較小的接觸面積導致線路發熱，進而引發接頭處電阻值的增加，陷入發熱的惡性循環，最終發生斷路故障。

2.2 雷擊及異物引發的故障

首先，由于電力線路敷設的地理環境復雜，而線路的位置相對突出的特點，使其容易遭受雷擊的危害。當10kV供電線路遭受雷擊后，可能引發線路絕緣破壞等事故；其次，隨著我國環保政策的不斷推進，大量樹木的出現對電力線路構成了安全隱患，尤其當出現大風、強降雨等惡劣天氣情況時，容易使樹木折斷并落在電力線路上，引發短路甚至斷線危險。

2.3 線路單相接地故障

對于10kV供電線路出現的單相接地故障的原因主要有以下四點：首先，電力系統中配電變壓器的高壓側繞組或10kV熔斷器發生絕緣擊穿；其次，受外力或極端天氣作用，供電線路的導線發生斷裂并與大地連接；再次，供電線路和絕緣子的緊固不良引發導線脫落；最后，樹木等異物觸碰線路導線等。

在發生上述故障以后，位于變電站的母線處的互感器的電流會因零序電流的作用而增大，若未及時對故障進行處理，容易對互感器造成損害，甚至引發大面積停電事故。此外，該故障情況下會產生很高的諧振過電壓，對系統的絕緣設備和變壓器造成威脅。更嚴重的，若是由于線路導線發生斷線而導致接地，可能使線路周圍的人員造成觸電事故。

3 常見故障的解決方法

3.1 常用的故障分析方法

在實際的運行過程中，10kV供電線路具有建設地形復雜多樣、運行環境氣候不確定性大的特點，這加大了故障查找的難度。因此，科學合理的故障排除方案的制定顯得尤為重要。

3.1.1 基于繼電保護狀態的10kV架空線故障查找法。根據電力系統的繼電保護原理，供電線路的繼電保護動作會隨著故障發生位置的不同而不同，從以下三個方面進行分析：（1）對于電流速斷保護發生跳閘的情況，依據系統最大或最小運行模式的不同，該種保護的動作范圍分別占總供電線路的50%、15%～20%，由此可以得出：當該類保護發生動作時，事故地點更接近于變電站一側；（2）對于過流保護發生跳閘的情況，該保護通常包含延時繼電器，并與電流的速斷保護一起應用，當該種保護發生動作時，供電線路后段產生故障的可能性大；（3）對于上述電流速斷和過流保護同時產生跳閘的情況，一般表示事故地點位于兩者共同的保護范圍內，且發生線路中段故障的可能性大。

3.1.2 基于電橋、電容電流、兆歐表的10kV電纜線路故障查找方法。由于電力電纜一般掩埋于地下，這種埋設方式具有接入點、接線方法復雜多樣、供電線路敷設長等特點，這加大了故障排除的難度。對于該類線路的故障，通常從以下兩個方面入手進行排查：（1）基于電橋法的故障查找法。由于電力電纜的敷設距離與其電阻成正比，故在實際中，通過對電纜長度的準確測量可以對故障的位置做出判斷；（2）基于電容電流的故障查找法。由于電力電纜對地電容和電纜內部芯線間電容的存在，導致了電容電流的產生，且該電容值分布均勻并和電纜的敷設距離成比例關系，由此，操作人員能夠對故障發生位置做出判斷。

對于電力電纜的故障類型，通常是采用使用兆歐表對線路絕緣電阻進行測量的方法來判斷。例如：當電力電纜的芯地、芯芯間絕緣電阻低于100歐姆時，一般認為發生了短路或低阻接地事故；當芯地、芯芯間絕緣電阻高于100歐姆，且大大小于正常值時，一般認為發生了高阻接地事故；當電力電纜的芯地絕緣電阻高，且在導體連續性測試中出現相間斷續現象時，一般認為發生了短路事故。

3.2 10kV供電線路故障的應對措施

3.2.1 線路溫升引發的斷線故障的應對措施。對于該類故障，應當從三個方面進行處理：（1）應當從整體的角度出發，對所有線路中的接頭處進行檢查，通過用大型線夾代替小型線夾的方法，對溫度大于50℃的接頭進行及時處理；（2）在電力線路的生產過程中，提高線路連接工藝；（3）應當進行科學的電網調度，保證電網負荷均衡，防止某些線路發生過負荷的情況。

3.2.2 雷擊及異物引發故障的應對措施。對于雷擊引發的故障，在實際中，應當從以下三個方面進行應對：（1）提高線路中絕緣子（特別是針式絕緣子）的抗雷水平；（2）建立惡劣天氣預警機制，及時依據氣候、天氣的變化制定相應的應對策略；（3）合理地在供電線路中設置避雷器等防雷擊裝置。對于樹木等異物造成的線路故障，除了應當加強電力供電線路的定期巡查、做好維護、及時處理線路隱患工作以外，更應當做好宣傳教育和警示牌的設置工作。

3.2.3 線路單相接地故障的應對措施。對于線路單相接地故障可以采用以下三種措施進行應對：（1）合理地設置電力線路的單相接地保護裝置。通過該措施，維護人員能夠在發生故障后迅速及時地發現事故并有效處理；（2）加強線路絕緣監測。對于供電線路中的重點部分，如絕緣子、熔斷器等設備的絕緣性能進行檢測，及時替換不達標的設備；（3）合理設置分支線路的熔斷器。通過該措施，當發生故障后，線路會自動將發生短路的支路切除。

4 結語

10kV供電線路作為電網的重要組成部分，對我國的工業生產和居民生活起著重要的保障作用。供電線路中出現運行故障不僅會對電網的正常運行造成危害，而且還會造成巨大的經濟損失。本文對10kV供電線路的常見故障進行了分析，并就如何解決這些故障提出了一些應對策略，希望能為從事供電線路維護管理的工作人員提供一些借鑒。

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作者簡介：韋博（1985-），男，陜西人，青海油田供水供電公司澀北供電車間助理工程師，研究方向：電氣自動化。endprint