淺談10kV 配電線路故障找查及分析

陳勁飛

（廣東電網有限責任公司清遠清城供電局，廣東 清遠 511500）

經過近年來的農網改造，防雷及防污閃能力有所增強，忽視了對配電網絡的完整構建以及對配電技術進行創新性的開發，然而10kV 配電線路維護工作量大，事故仍時有發生，為降低各種故障率，盡量縮小停電面積，減短停電時間，以保證10kV配網能安全可靠的供電、運行，需要運行人員應該掌握線路事故發生的規律性，并加入先進技術應用到供電系統工程中，采取有針對性的措施來預防或消除，已經成為電力系統發展的必備基礎，也是滿足人們對供電需求的重要途徑。因此，本文結合實際情況，分析線路故障與配網自動化的應用。

一、常見故障類型及其原因分析

（一）常見故障原因

1.短路故障：由于10kV 配電線路長、設備多、維護條件差、保護措施少,故其發生故障的可能性比較大。具體來說，影響線路正常運行的短路故障有速斷跳閘、過流跳閘。速斷跳閘屬于短路保護，是保護設備的動作。其保護特點是接線簡單、動作可靠、切除故障快，但其保障范圍受系統運行方式的影響，不能做到保護全長。線路發生永久性的相間短路時，相當于兩個電源的直接短接，其與變電站相連的回路上電流很大，變電所的繼電保護裝置會也會按照速斷、過流定值啟動保護，使得線路跳閘斷電，即過流跳閘。常見故障有：線路與金屬構件短路故障；線路導線懸掛導電物短路故障；竹樹碰觸導線導致相間短路；小動物爬到配電變壓器上及高壓電柜內造成相間短路造成短路故障；雷電閃絡短路故障等。

2.接地故障：大多數為單相接地，再細分有瞬時性接地和永久性接地，接地故障比較難以查找，因其不足以引起跳閘，如果變壓器等出問題，而跌落式熔斷器尚未跌落，無明顯判斷標志。因為接地故障打火易在巡視中發現，故接地故障在夜間帶電較易查找，白天則比較難。常見故障有：竹樹觸碰導線接地故障；線路雷擊斷線接地故障；電纜頭、配電變壓器、避雷器及線路絕緣子雷擊燒毀接地故障等（見圖1 所示）。

3.缺相：架空線路缺相多為斷線不接地故障，多出現在接（跳）線處發熱，設計不當受力（如：風力，應力等）而斷開；雷擊斷線等。通常缺相因電壓偏差大，根據信號就能明確判斷。

（二）常見故障的原因分析

配電線路故障的形成原因有很多種，其中可歸納總結為：自然因素的影響、外力破壞因素的影響、設備故障因素的影響、管理因素的影響。

1.自然因素的影響

第一，在每年的雷雨季節，由于架空10kV 線路的路徑較長，加上其沿涂地形較空曠，附近少有高大建筑物，所以在每年的雷季中常遭雷擊，由此產生的故障是10kV架空線路最常見的。其現象有絕緣子擊穿或爆裂、斷線、避雷器擊穿、配變燒毀等。

第二，在運行中由于風力過大，使懸垂絕緣子串傾斜，弧垂增大，空氣絕緣間隙變小，易發生相間短路、導線燒斷事故。風力超過桿、塔機械強度時，使桿、塔傾斜、損壞、導線振動、跳躍、碰線，吹起金屬性漂移物碰及導線，可能引起短路使斷路器速斷跳閘。

第三，由于用戶為提高經濟收入，在10kV 配電線路周邊種植大面積的豐產林對線路造成了干擾和影響，在線路維護過程中長期阻撓線路維護施工員清除樹障的工作，使樹障不能及時有效地進行清理，從而在大風、暴雨等自然災害來臨時，使配電線路對樹障產生放電或者風災刮斷樹枝，砸斷線路從而導致配電故障甚至安全事故的發生。

2.外力破壞因素的影響

第一，隨著社會經濟發展，工業園房地產到處開發，道路縱橫交錯，部分配電線路位于公路邊或橫跨道路，容易造成車輛將線路桿塔撞倒或撞斷，引起線路跳閘。目前造成電力線路故障因素中，機動車撞毀電線桿、超高車掛斷導線因素比較突出，另外在電力線路附近工業園區及房地產等單位盲目施工，造成倒桿斷線或挖傷、挖斷地下敷設電纜的現象也時有發生，造成大面積停電。

第二，10kV 配電線路周邊的豐產林生長超過10kV 配電線路的安全距離，經大風刮斷樹觸碰導線造成線路接地。

第三，人的行為和小動物的活動也會造成線路故障的發生。塔材被盜、桿塔基礎或拉線基礎嚴重破壞引起桿塔傾斜或倒桿、倒塔；在裸導線附近放風箏，因風箏斷線而落掛到線路上引起短路跳閘。鳥類、黃蜂在桿塔上筑巢、停落，在導線上飛行或停留可能造成線路接地或短路事故。高壓配電、電纜分支箱內，母線未作絕緣化處理，箱柜體有漏洞等致使小動物進入引起短路故障。

3.設備故障因素的影響

一是線路中的某些設備殘舊，如早期閥式避雷器在日曬雨淋環境中斷裂造成單相接地。二是由于質量及安裝水平等因素，導致戶外設備間連接接觸面不夠，引起接觸電阻過大，或較大的負荷電流引起連接處發熱、燒毀，致使線路缺相。

4.管理因素的影響

在電力企業的運行管理工作中，影響配電線路安全的主要因素一是巡視不到位，人員技能不高、責任感不強，對于導線在運行中發生斷股、磨損及設備缺陷不能夠及時地發現。二是消缺不及時，檢修質量低，同時不清楚消缺管理的具體流程。另外，宣傳、查處和打擊的力度不夠。

二、配電線路故障判斷和尋找

不管線路發生的故障是瞬間性或永久性的，斷路器重合閘成功與否，都必須對故障線路進行事故巡查，查找出故障發生的原因，特別是對可能發生的故障點的正確判斷尤為關鍵，它是能否快速隔離故障、恢復供電的前提。以下是自動化開關實現故障判斷的特點：

（一）短路故障判斷尋找

三相供配電系統中任意兩相導體間的短路叫做兩相短路，發生時短路電流比運行電流增大數倍，并在放電點形成強烈的電弧，燒壞導線，造成中斷供電。三相供配電系統中三相導體間的短路叫做三相短路，是線路上嚴重的電氣故障，但出現的機會極少。

1.10kV 線路一般是采用一段、二段、或三段式電流保護，過電流保護分為速斷、限時速斷、過流等。我們可以根據變電站開關保護動作情況進行初步判斷。如果線路發生的是電流速斷保護動作，則可以判斷故障點一般是線路兩相或三相直接短路引起的，且故障點在主干線或靠變電所較近的線路可能性較大。因為速斷保護動作的起動電流較大，它是按最大運行方式（即躲過下一條線路出口短路電流）來整定的，故這種故障對線路及設備的損害較大，如線路金屬性短路或雷擊短路等。如果線路發生的是過電流保護動作，一般屬非金屬性短路或線路末端分支線路短路引起。

2.線路分段開關保護跳閘判斷尋找。線路分段柱上斷路器一般只設一種過流保護（最大時限為0.2s），且是采用向負荷側逐級遞減的階梯形時限特性，故我們可以根據線路斷路器保護動作逐級來判斷是屬哪段（區域）線路發生故障。

（二）接地故障判斷尋找

線路其中一相對地絕緣性能喪失，該相電流經由此點流入大地，稱為單相接地，是電氣故障中出現機會最多的故障，約占全部故障的60%。危害主要在于在單相接地故障發生后，此時可能產生諧振過電壓，產生幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變電設備的絕緣，嚴重者使變電設備的絕緣擊穿，造成線路永久性接地故障，可采用對線路各支線斷路器進行分段試拉的方法，來判斷故障線路段。

（三）缺相故障判斷尋找

斷線不接地，亦稱缺相運行，送電端有電壓，受電端一相無電流，三相電動機無法運轉。主要由于保險絲一相燒斷，耐張桿塔的相跳線因接觸不良或燒斷等。

（四）配電自動化的應用

自動化改造后，線路實現N+1，當發生以上兩類故障，會縮小故障點范圍，故障點前后兩個自動化開關均隔離，線路其它部份均通過兩個電源點供電，待故障消除后，恢復原先運行方式。從而達到降低故障巡視難度，節省工作人員巡視時間，快速定位故障點，大大減少故障引起站端跳閘而引起大面積停電事件。

三、加強線路配電自動化升級改造的措施

（一）提高配電自動化系統的安全管理

在實際的供電系統中，通過對配電自動化系統安全管理的力度加大，而達到對配電系統可能要發生的故障進行提前的預測，從而能夠在相關的故障發生時采取有效的手段對事故進行及時的處理，在最短的時間內恢復供電系統的正常運行，這樣一來，就可有效減小供電系統的經濟損失以及故障對供電系統帶來的不良影響。例如：配電自動化系統大多都安裝了自動化斷路器，在發生故障時就會及時跳閘，只有在故障被處理以后才會重新閉合。通過配電自動化系統，可以在發生故障時，對電流與電壓的相關數據進行自動化的分析準確的找出故障的發生位置，并發出警報，提醒相關的操作人員進行檢測與維修，并且在對故障進行排查的過程中，配電自動化系統中沒有出現故障的路線會被連接到備用的電源中，從而確保整個配電系統的運行不會受到小部分故障的影響。

（二）加強對電網的改造

雖然配電自動化系統在供電系統工程中已經得到了廣泛的應用，但是在電力系統的建設中，仍然存在著過于注重供電系統中的變電建設與輸電建設的現象，而忽視對配電系統的建設，即使在建設以后，也會受到各種因素的限制導致其在應用過程中出現各種各樣的問題，影響著配電自動化系統實效性的發揮。例如：戶外的自動化設備容易受環境影響而失效，常見互感器雷擊；部份地區通訊信號不強而導致無法與自動化系統通信；產品質量問題等等。所以，要想更好的解決上述問題，對配電自動化系統進行有效的應用，就要在實際的運行過程中加快對電網系統的改造進程。首先，對供電網絡的輸電量進行增加，以確保能夠為用電用戶提供充足的電能供應。其次，就是提高對城市的配電安全標準，盡最大的努力將現有的城市配電網改為環狀結構，并在各個環節以及相關的重壓部位中對自動化控制設備以及相關的檢測設備進行安裝，以確保供電系統能夠安全穩定的運行。再次，要加大架空線路改造力度，增加防雷措施，以達保護線路設備作用；線路改造，線路通過自動化系統實際互供，轉供，從而達到自愈能力，提高供電可靠性；強化工作人員掌握對自動化系統能力，從自動化設備建設、使用、維護、適用性等各個方面入手，達到安全、快捷地判斷線路情況，確保供電可靠性得到質的提高。

四、結語

總而言之，在供電系統中應用配電自動化系統，已經在時代不斷發展的過程中，成為順應時代潮流的必備基礎，同時也是在供電系統未來的發展中，一項不可或缺的技術。所以，就需要相關的工作人員，對配電自動化系統重要性做到正確的認識，并將其與先進的科學技術相結合，在供電系統運行的過程中，將其有效性充分發揮，從而促進我國電力事業的快速發展。