10～20 kV架空配電線路跳閘故障及其防治對策分析

路永玲

（江蘇省電力公司電力科學研究院，江蘇南京211103）

10～20 kV架空配電線路跳閘故障及其防治對策分析

路永玲

（江蘇省電力公司電力科學研究院，江蘇南京211103）

以電網(wǎng)實際發(fā)生的10～20 kV架空配網(wǎng)線路跳閘故障數(shù)據(jù)為基礎，進行大量統(tǒng)計分析及故障調(diào)查，從故障部位分布、故障月度變化、故障誘發(fā)原因等角度分析了配網(wǎng)故障的特征及變化規(guī)律，認為外力因素、雨雪大風、雷擊、運行維護、設備質量和工藝及用戶原因是導致配電線路故障頻發(fā)的主要因素，凸顯出目前架空配電線路存在的主要問題，并有針對性地提出了防治對策，為提升配網(wǎng)供電可靠性提供參考。

架空配電線路；外力破壞；跳閘故障；防治對策

10 kV和20 kV架空配電線路是配電網(wǎng)絡的重要組成部分，隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟的高速發(fā)展，對配網(wǎng)安全可靠運行提出了更高要求［1，2］；配電線路發(fā)生故障不但給供電企業(yè)造成經(jīng)濟損失，還直接影響廣大居民的正常生產(chǎn)和生活。一般各地區(qū)10 kV和20 kV架空配電線路絕緣配置低、質量參差不齊、走徑復雜，受氣候、地理環(huán)境影響較大，是整個電網(wǎng)構架的薄弱環(huán)節(jié)［3］。近年來，隨著惡劣天氣的不斷增多及配電線路運行環(huán)境越來越復雜，架空配電線路故障率呈增長趨勢，因此全面分析配電線路故障原因，積極探索故障防范措施，對于電網(wǎng)的安全可靠運行具有重要意義。

1　架空配電線路故障概況

以江蘇電網(wǎng)為例進行全年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，開展配電線路故障跳閘分析。經(jīng)統(tǒng)計，江蘇電網(wǎng)2013年共發(fā)生架空配電線路故障5757起，其中架空導線故障4945起，桿塔故障302起，絕緣子故障339起，拉線故障92起，金具故障79起，各部位故障占比見圖1；就故障數(shù)量來看，架空配電線路故障數(shù)比輸電線路故障數(shù)（462起）多出十幾倍，極大影響了居民供電可靠性。

圖1故障部位分布情況

從故障分布來看，江蘇徐州、蘇州、宿遷地區(qū)發(fā)生故障最多，分別為806起、725起和713起；故障原因均以外力破壞、強風大雨及運維不當?shù)韧庠谝蛩貫橹鳌?/p>

2　架空導線故障分析

在發(fā)生的4945起架空導線故障中，有4895起為1 kV線路，其余50起為20 kV線路。若按引發(fā)故障的原因范圍來分，即設備原因、外部原因和用戶原因，各自所占比重分別為8%、88%和4%，因此外部原因是引起架空配網(wǎng)線路故障的主要原因。

2.1設備原因

設備原因主要包括設備本體原因和設計安裝不當；2013年由設備本體引起故障279起，由設計安裝不當引起故障121起；具體多由于設備老化、安裝工藝不當造成導線燒毀、斷落引起跳閘［4］。

2.2外部原因

外部原因主要包括車輛、施工、漂浮物等外力因素，運行維護不當及惡劣天氣等［5］；其中外力因素引起故障最多，為1912起，多由車輛、建筑施工碰撞導線、外部異物纏繞導線及鳥害引起線路跳閘。其次為雷雨強風天氣因素，引起故障數(shù)為1749起；在風力的作用下，異物易碰到裸導線或發(fā)生相間碰線；絕緣導線遭直擊雷后，大多出現(xiàn)斷線問題，經(jīng)過導線修復后才能正常送電。此外，導線的通道巡視、維護不到位也是引起導線故障的主要因素之一，這類故障基本都由樹線矛盾引起［6］。

2.3用戶原因

用戶原因主要包括用戶運維不當、設備老舊、外力破壞及惡劣天氣等；從2013年統(tǒng)計結果來看，用戶運維不當引起故障最多，為119起；其余依次為設備老舊（34起）、惡劣天氣（26起）、外力破壞（24起）及絕緣狀況差（3起）引起的故障。

2.4導線故障月度分布

從月度故障統(tǒng)計結果可以看出，第一季度發(fā)生配網(wǎng)線路故障極少，從4月份開始各類故障數(shù)呈上升趨勢；設備原因和用戶原因引起的故障隨月度變化相對不明顯，外部原因引發(fā)的故障具有明顯的時間特征，統(tǒng)計結果見表1。從表中可以看出外部原因導致的故障數(shù)從4月份開始逐漸上升，7至8月份達到最多，10月份維持在較少狀態(tài)。為進一步分析各類外部原因導致線路故障數(shù)的月度變化，繪制趨勢圖，見圖2。

從圖中可以看出雷擊、自然災害及雨雪大風故障以迎峰度夏期間分布最多，這與江蘇地區(qū)各類天氣的年度分布情況緊密相關［7］。一般江蘇3至4月份及7 至8月份大風日數(shù)較多，易發(fā)生飄帶、樹木、彩鋼板等異物被吹到線路或強風直接吹斷導線等故障［8］；受地區(qū)環(huán)境和位置的影響，江蘇雷電活動主要集中在每年的6月至8月，往往造成架空配電線路雷擊斷線、感應雷閃絡等故障；同時受東亞季風的影響，6、7月間，淮南、淮北地區(qū)依次進入梅雨期，梅雨期降水量常年平均值大部地區(qū)在250 mm左右，大量的降雨致使配網(wǎng)絕緣子容易受潮發(fā)生閃絡擊穿。

隨著3月樹木生長期的到來及外界施工活動增多，因樹線矛盾導致的短路故障持續(xù)增多；因建筑施工、車輛等造成的線路斷線、短路故障也呈現(xiàn)了增長的趨勢。

3　其他部位故障分析

3.1桿塔故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生桿塔故障302起，其中10 kV架空導線故障301起，20 kV架空導線故障1起。按故障原因統(tǒng)計分別為設備本體故障3起，設計不當故障7起，外力引起故障242起，運維不當故障12起，用戶原因故障9起，雨雪大風故障25起；可見外力因素引起的故障占比達80.13%，具體為桿塔被車撞倒、被施工機械挖斷等。此外因龍卷風、颮線風等強風大雨天氣引起的倒塔、斷線故障也較多。

3.2絕緣子故障分析

表1故障原因月度分類統(tǒng)計　　起

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生絕緣子故障339起，其中10 kV架空導線故障338起，20 kV架空導線故障1起，按故障原因分類統(tǒng)計分別為設備本體故障222起，設計不當故障15起，外力引起故障8起，運維不當故障8起，用戶原因故障16起，雨雪大風故障36起，雷擊故障32起，自然災害故障2起。與桿塔故障不同，絕緣子故障多由于絕緣子本體故障引起；絕緣子老化及質量缺陷極易導致瓷瓶擊穿、斷裂；另外在雷雨天氣，絕緣子易遭雷擊，雷擊后絕緣子往往破損嚴重或直接斷落［9］。

3.3金具故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生金具故障79起，其中10 kV線路78起，20 kV線路1起，按故障原因分類統(tǒng)計分別為設備本體故障40起，設計不當故障17起，外力引起故障3起，運維不當故障5起，用戶原因故障4起，雨雪大風故障8起，雷擊故障2起。金具以本體老化、質量缺陷及設計安裝工藝不當問題最為突出，常見故障案例有線夾斷裂、固定螺栓松動掉落、金具本體老化腐蝕等。

3.4拉線故障分析

2013年江蘇地區(qū)共發(fā)生拉線故障92起，其中10 kV架空導線故障91起，20 kV架空導線故障1起，按故障原因分類統(tǒng)計分別為設備本體故障6起，設計不當故障2起，外力引起故障80起，運維不當故障2起，用戶原因故障1起，雨雪大風故障1起。同桿塔故障類似，80%以上的拉線故障都由外力因素引起，挖掘機挖斷、車輛撞斷、偷盜時用工具割斷等拉線故障最為常見；此外，拉線松脫、老化銹蝕也是常見原因。

4架空配電線路故障防范措施

（1）針對外力因素引起的配電線路故障問題，應加強線路周邊管理和危險源監(jiān)控工作。對附近塑料大棚、彩鋼瓦建筑、垃圾場等可能危及線路安全運行的危險源進行排查治理；施工地段要加強現(xiàn)場看護，簽訂施工協(xié)議。

（2）加強配電線路運行維護。對城鎮(zhèn)綠化帶附近線路要加強巡視，及時發(fā)現(xiàn)并處理樹線矛盾；根據(jù)季節(jié)性和地區(qū)性特點開展配網(wǎng)防鳥、防雷擊斷線專項檢查維護工作，對發(fā)現(xiàn)的老舊、缺失的驅鳥裝置及防雷裝置進行修理補裝。

（3）做好雷雨、強風、霧霾等惡劣天氣的防御措施。在災害性天氣來臨之前做好重載配電線路及部分老舊線路的風偏、斷線、污閃、雷擊等隱患排查及全面檢修［10］；針對重要供電段或薄弱段制定應急搶險方案，以便發(fā)生問題時能夠及時搶修。

（4）對配電線路設備，例如瓷瓶、水泥桿、金具等質量問題及設計安裝問題，應及早發(fā)現(xiàn)并更換；若有疑似家族性缺陷，應進行全面排查，嚴把配網(wǎng)設備入網(wǎng)質量關。

（5）加強用戶側的設備管理。對用戶設備進行針對性地巡視，發(fā)現(xiàn)重大設備缺陷下發(fā)防護通知書；督導用戶深入現(xiàn)場，加強用電設備的日常管理，加大老舊設備的改造力度，減少因為用戶原因而造成的線路故障。

圖2外部原因引起配網(wǎng)故障數(shù)隨月度變化趨勢

5　結束語

隨著惡劣天氣頻發(fā)和配電線路數(shù)量不斷增多，架空配電線路故障數(shù)呈上升趨勢，達輸電線路十幾倍之多，嚴重影響了供電可靠性。通過對江蘇地區(qū)實際發(fā)生的10 kV和20 kV配網(wǎng)線路跳閘故障統(tǒng)計分析，得出外部原因是引起架空配網(wǎng)線路故障的主要原因，設備原因和用戶原因其次；在各類外部原因中外力和惡劣天氣為引起故障的兩大因素。為解決配電線路安全運行問題，需要加強配電線路外破危險源排查及整改，按季節(jié)性和地區(qū)性常態(tài)化開展線路運維工作，在災害性天氣來臨前做好重要供電段和薄弱段的檢修和應急準備；另外需加強配網(wǎng)入網(wǎng)物資管理和用戶線路管理。

［1］閆安心，裴昌盛，查申森，等.江蘇配電自動化規(guī)劃分析［J］.江蘇電機工程，2015，34（3）：1-4.

［2］胡揚波，王成現(xiàn)，袁 杰.配網(wǎng)搶修移動應用系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.江蘇電機工程，2014，33（3）：49-52.

［3］羅大強，許志榮，唐 軍，等.根據(jù)歷史跳閘記錄對10 kV配電線路防雷現(xiàn)狀和問題的分析［J］.電瓷避雷器，2012（2）：40-45.

［4］師 威，袁繼森.10 kV配電線路故障原因分析及預防措施［J］.河北電力技術，2012，31（6）：25-26.

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［6］陳立新.淺談中壓配電線路故障跳閘原因及應對措施［J］.電源技術應用，2013（5）：38.

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［8］袁四龍.農(nóng)村電網(wǎng)抵御自然災害能力分析［J］.農(nóng)村電氣化，2010（10）：21-22.

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Analysis of Trip Faults and Protection Measures on 10 kV and 20 kV Overhead Distribution Lines

LU Yongling
（Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute，Nanjing 211103，China）

With the actual trip faults data of 10 kV and 20 kV overhead distribution lines in power grid，this paper makes a lot of statistics and investigation and analyzes the fault characteristics or rules in terms of fault location，time distribution，fault causes and so on.Preliminary analysis suggests that the main causes of trip faults are outer forces，bad weather（snow，rain and strong wind），lightning，operation，quality and user.In this paper the main problems facing distribution lines and its countermeasures are proposed for improving power supply reliability in distribution network.

overhead distribution line；outer forces；trip fault；countermeasures

TM726.3

B

1009-0665（2016）01-0084-03

2015-08-31；

2015-10-20

路永玲（1988），女，甘肅白銀人，工程師，從事架空線路防雷、防污閃技術研究及線路專業(yè)管理工作。