10kV配電線路故障原因的深度探析

黃華 黃濤 王海波

摘 要：本文對10kV配電線路故障從性質和原因等方面進行深入分析，并就故障排查針對性的提出了判斷方法。

關鍵詞：10kV配電;線路故障;原因探析

引言

10kV配電線路涉及范圍廣、影響面大，應用多。是重要的公用基礎能源設施，它直接關系到市政建設、工農業生產以及廣大人民群眾生活等可靠供電的需要。但是，10kV配電線路多為裸體金屬導線架空線路，線路分支較多，線路較長，特別是邊遠山區運行環境惡劣，容易受到極端惡劣天氣影響和人為破壞等因素，導致線路短路、接地故障時有發生，造成供電可靠性不穩定，線路運行維護管理工作難度大的突出問題。

綜合以上，我們有必要對10kV配電線路故障的性質和產生的原因進行深入分析。

1配電線路故障分類

1.1 速斷、過流故障

速斷。故障范圍在線路上端，由三相短路或兩相短路造成。主要原因有線路充油設備（如斷路器、電容器、變壓器等）短路、噴油，春季鳥巢危害、雨季雷電、暴風雨的影響、伐樹砸住導線等自然災害或人為不可遇見因素。

過流。故障范圍在線路下端，由用電負荷突然性增高，超出了線路保護的整定值或三相短路或兩相短路造成，原因基本同上。速斷、過流由于故障范圍較小，故障原因清晰，所以查找起來比較容易。

1.2 接地故障

常見的有線路瞬時性接地故障，線路間歇性接地故障，線路永久性接地故障。全線路范圍內均可發生此類故障，基本上可分為永久性接地和瞬時性接地2種。主要原因有斷線、絕緣子擊穿、線下樹木等原因導致多點泄漏。接地故障由于范圍較大，故障原因不明顯，有時必須借助儀表儀器才能確定故障原因。

2故障形成原因

2.1 線路金屬性短路故障

外力破壞造成故障，架空導線或桿上設備（變壓器、開關）被外拋物短路或外力刮碰短路，汽車撞桿造成倒桿、斷線，臺風、洪水引起倒桿、斷線。

線路缺陷造成故障，弧垂過大遇大風時引起導線舞動碰線或短路時產生的電動力引起碰線。

2.2 線路引跳線斷線弧光短路故障

線路老化強度不足引起斷線。線路重載接頭連接部位接觸不良引起跳線線夾發熱燒毀斷線。

2.3 跌落式熔斷器、隔離開關弧光短路故障

跌落式熔斷器熔絲熔斷引起熔管爆炸或拉弧引起相間弧光短路。

線路老化或過載引起隔離開關線夾損壞燒斷拉弧造成相間短路。

2.4 小動物短路故障

臺墩式配電變壓器上，跌落式熔斷器至變壓器的高壓引下線采用裸導線，變壓器高壓接線柱及高壓避雷器未加裝絕緣防護罩。

高壓配電柜母線上，母線未作絕緣化處理，高壓配電室防鼠不嚴。

高壓電纜分支箱內，母線未作絕緣化處理，電纜分支箱有漏洞。

2.5 雷擊過電壓故障

雷擊直接導致線路設備相間擊穿短路或絕緣子損壞造成短路。

2.6 線路瞬時性接地故障

人為外拋物或樹木碰觸導線引起單相接地;線路絕緣子臟污，在大霧或毛毛細雨、空氣濕度高的天氣出現對地閃絡放電形成瞬間接地，一般在天氣轉好或大雨過后即消失。

2.7 線路永久性接地故障

外力破壞;線路隔離開關、跌落式熔斷器因絕緣老化擊穿引起;線路避雷器爆炸引起，多發生在雷雨季節;雷雨季節，直擊雷導致線路絕緣子炸裂;由于線路絕緣子老化或存在缺陷擊穿引起，多發生在污穢較嚴重的地區。

3故障判斷

不管線路出現的故障是瞬時性或永久性的，斷路器重合閘成功與否，都必需對故障線路進行事故巡查，查找出事故發生的原因。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。

3.1 短路故障

3.1.1 變電站10kV線路一般是采用三段式電流保護，即電流速斷或限時速斷和過電流保護，我們可以根據變電所線路保護動作信息情況進行初步判斷。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，且故障點在主干線或靠變電所較近的線路可能性較大。因為速斷或限時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。所以這種故障對線路及設備的損害較大，如線路發生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。

3.1.2 因為線路柱上斷路器一般只設一種過流保護，最大時限為0.2秒，且是采用逐級增加的階梯形時限特性。所以我們可以根據線路斷路器保護動作情況來逐級判斷是屬哪條線路發生故障。

3.2 接地故障

線路永久性接地故障，要采用對線路支線斷路器進行分段推拉試驗查找的方法，來判斷故障線路段。如果是瞬時性接地故障，則線路的每一點都有可能發生。

3.2.1 一相對地電壓降低，但不是零值，另兩相對地電壓升高，但沒有升高到倍，這屬于金屬接地。

一是若在雷雨季節發生，可能導線被擊斷，電源側落在不太潮濕的地面上引起的，也可能樹枝搭在導線上與橫擔之間形成接地。

二是變壓器高壓繞組燒斷后碰到外殼上或內層嚴重燒損主絕緣擊穿而接地。

三是絕緣子絕緣電阻下降，觀察設備絕緣子有無破損，有無閃絡放電現象，是否有外力破壞等因素 。

3.2.2 一相對地電壓升高，另兩相對地電壓降低，這是非金屬接地和高壓斷相的特征。

一是高壓斷線，負荷側導線落在潮濕的地面上，沒斷線兩相通過負載與接地導線相連構成非金屬型接地。故而對地電壓降低，斷線相對地電壓反而升高。

二是高壓斷線未落地或落在導電性能不好的物體上，或線路上熔斷器熔斷一相，被斷開地線路又較長，造成三相對地電容電流不平衡，促使二相對地電壓也不平衡，斷線相對地電容電流變小，對地電壓相對升高，其他兩相相對較低。

三是配電變壓器燒損相繞組碰殼接地，高壓熔絲又發生熔斷，其他兩相又通過繞租接地，所以，燒損相對地電壓升高，另兩相降低。

3.2.3 三相對地電壓不斷變化，最后達到一穩定值或一相降低另兩相升高，或一相升高另兩相降低。

一是這是配電變壓器燒損后又接地的典型特征，某相繞組燒損而接地初期，該相對地電壓降低，另兩相對地電壓升高，當燒損嚴重后，致使該相熔絲熔斷或兩相熔斷，雖然切斷故障電流，但未斷相通過繞組而接地，又演變一相對地電壓降低，另兩相對低電壓升高。

二是平時就存在絕緣缺陷的絕緣子，首先發生放電，最后擊穿。

3.2.4 一相對地電壓為零值，另兩相對地電壓升高到倍，但很不穩定，時斷時續。

一是扔在高壓帶電體上的金屬物及已折斷變壓器、避雷器、開關引線，接觸不牢固，時而接觸時而斷開形成瞬間接地。

二是高壓套管臟污或有缺陷發生閃絡放電接地，放電電弧是斷續地，形成瞬間接地。

4故障巡查

4.1短路故障查找

如果是電流速斷（Ⅰ段）跳閘 ，故障點一般在線路的前段;如果是過電流（Ⅱ段）跳閘 ，故障點一般在線路的后段。如果是過電流和速斷同時跳閘，故障點一般在線路的中段。在事故巡線時，除重點巡查大致地故障范圍外，其他地段也要巡查，以免遺漏故障點，延長事故處理時間。

故障查找的總原則是：先主干線，后分支線。對經巡查沒有發現故障的線路，可以在斷開分支線斷路器后，先試送電，爾后逐級查找恢復沒有故障的其它線路。一條10kV線路主干線及各分支線一般都裝設柱上斷路器保護，按理論上來講，如果各級開關時限整定配合得很好，那么故障段就很容易判斷查找。在發生變電所斷路器跳閘的時候，首先應查看主干線柱上分段斷路器及各分支線柱上斷路器是否跳閘，爾后對跳閘后的線路，對照上面講過的可能發生的各種故障進行逐級查找，直到查出故障點。

另外，對裝有線路短路故障指示器的架空線，還可借助故障指示器的指示來確定故障段線路。

還有一點那就是當查出故障點后，即認為只要對故障點進行搶修后，線路就可以恢復供電，而中止了線路巡查，這樣是非常錯誤的。因為當線路發生短路故障時，短路電流還要流經故障點上面的線路，所以對線路中的薄弱環節，如線路分段點、斷路器T接點、引跳線，會造成沖擊而引起斷線，所以還應對有短路電流通過的線路全面認真巡查一遍。

4.2接地故障查找

4.2.1人工巡線法：有經驗人員首先分析線路的基本情況。線路環境（有無樹障）、歷史運行經驗（原先容易出現的故障地段），判斷可能發生的接地點。

4.2.2分段選線法：如果線路上有分支開關，為盡快查找故障點，可用分斷分支開關、分段開關辦法縮小接地故障范圍。由于絕緣子擊穿形成隱形故障，查找起來比較困難，可通過測量絕緣電阻辦法。

4.2.3用鉗型電流表查電纜接地故障。

4.2.4用接地故障測試儀查找故障接地。

5結論

經過上述對10kV配電線路發生故障的原因進行深度的分析和判斷，掌握了引起線路故障的外在因素。為查找線路故障提供了準確的判斷，給運維人員快速查找、消除線路缺陷，提高供電可靠性提供了行之有效的辦法。

參考文獻

[1]葛少云，朱振環，劉洪，馬康，劉軍.配電網故障風險綜合評估方法[J].電力系統及其自動化學報，2014.