架空10KV配电线路故障原因分析及防范措施

架空 10KV 配电线路故障原因分析及防范措施随着国民经济的发展、技术的不断进步,对供电可靠性及电能质量提出更高的要求。根据 10kV 配电线路在运行过程中产生的故障进行分类统计分析,找出存在的薄弱点,积极探索防范措施,提高配电网的供电可靠性,降低线损和运行费用,为用户提供优质电能。这对于提高配电网管理水平具有重要意义。1 10KV 配电线路故障的种类线路故障是指在运行过程中由于各种原因导致配电线路、设备设施功能失效，并造成被迫停运的事件。根据某局 2009 年统计数据显示，10KV 配电线路 100 多条，线路总长 300KM，发生线路故障共 1100 多次，达到 2.7 次/KM.年。归纳总结有以下几种类型：（1）自然灾害性引的线路故障：自然灾害性引发的线路故障主要是指气候、季节的变化（特别雷击事故）引起导线烧断、线路故障跳闸、线路故障停电、电杆倾斜或倒塌事故等。（2）配电设备质量问题及线路设备自身缺陷引起电短路。（3）外力破坏事故性线路故障：外力破坏事故是 10KV 配电线路多发事故、外力破坏占到 40-50%。主要是由车辆撞断电杆、超高车挂断导线、挖掘机挖断电缆、钢丝绳搭在导线上、铁塔的塔材金具被盗引起倒杆等。（4）树木造成的故障。（5）运行维护经验不足，巡视检查不能到位引发线路故障。（6）管理方面的因素发生设备故障。2 故障分析2.1 自然灾害引发线路故障分析（1）由于春、秋季风大，一是容易造成 10KV 架空线路（非绝缘导线）之间短路放电或绝缘子闪络将导线烧断；二是大风可将户外塑料大棚、广告汽球等刮起，搭到 10KV 架空线路或是电压等级更高的线路上，引起线路故障或烟囱（非灰浆建筑型） 、树木刮倒、压断或倒压在架空线路上，极易造成 10KV开送过流保护动作，引发线路故障停电。夏季汛期雨水多，一是由于农网电杆多为土埋，如有大量雨水（汛期可能有洪水）冲刷和浸泡（如立在山坡的电杆基础易受泥水冲刷；低洼沼泽地电杆基础被泥水软化、腐蚀） ，易形成电杆倾斜或倒塌事故；二是大雨易引起导线与金具之间或其它金具之间的短路放电，引起架空线路故障。（2）雷电过电压的分析。架空输电线路路径多建于空旷地带或山上，在雷电活动极为频繁的地区，一直受到雷击故障的困扰。尤其是雷雨季节，雷击跳闸长期居高不下，严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我局电网故障分类统计数据表明，多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的 40-70%。由于配电线路较长，不可能全线架设避雷线，一般都没有保护措施，容易遭受到感应雷的破坏。同时由于各种的避雷设备安装没有实行统一的标准，造成避雷器接地不规范，很容易失去防雷作用，这些问题很容易造成各种雷害事故；当电网电容电流大于 11.4A 时，一旦电网发生单相接地，就不能可靠熄弧，产生间歇性的电弧接地，间歇性的熄弧与重燃就会引起强烈的电磁振荡，产生弧光接地过电压。弧光接地过电压的幅值可达3.5 倍相电压，作用时间长且遍及全网，会引起避雷器爆炸，使电网的绝缘薄弱点发生击穿。2.2 配电设备质量问题及线路设备自身缺陷分析（1）配电设备质量问题，配电设备包括主要设施及辅助设备。在配电网中的大量配电设备直接影响着配电线路的安全，在农村电网改造中有些单位一味地追求低造价，致使一些劣质设备流入电网，在电网正常运行时这些设备引发事故。如有时高压跌落式熔断器发生击穿、避雷器发生爆炸、柱上断路器和隔离开关发生击穿等，引起电网接地短路，对配电网的安全稳定运行造成了极大的影响。（2）线路设备自身缺陷，由于线路投运时间较长，设备较陈旧线路。如典型的 XX 线路，全年故障共多次，该线路设备旧，负荷大，线径大，易发生故障。2.3 污闪事故的分析电气设备的污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，从而降低绝缘子的绝缘水平，当处于电力场作用下时出现的强烈放电现象。在冬季和初春时，粘雪、雨雾覆盖在瓷瓶上，就很容易造成污闪事故。2.4 外力破坏造成线路故障分析（1）因 10KV 线路面向用户端，线路通道远比输电网复杂，交跨各类线路、道路、建筑物、构筑物、堆积物等较多，极易引发线路故障由于城区大部分线路架设在公路边，经济发展所带来的交通繁忙，以及少数驾驶员的违章驾驶，引起的车辆撞到电杆，造成倒杆、断杆等事故发生。由于机动车数量的增加，政府一再扩宽道路，可是电杆的位置却没有改变，使很多电杆处于机动车道上，增加了汽车撞杆事故的发生率。同时，超长和超高型货车的数量不断增加，这也给线路安全运行带来了很大的威胁。（2）树障是引起线路跳闸的一个重要原因，尤其在大风大雨天的速断动作跳闸，重合成功的，有可能是树障造成线路瞬间短路跳闸的：清理树障的难度是难砍伐、难修剪。与树主矛盾大，随清随种。如：随着城市建设的不断发展，城市绿化进入高速发展期，在带来宜人绿色生态城市环境同时，对配电线路带来的影响，不容忽视。如，公司在定期组织人员清理树障的过程中，部分单位、居民对清除树障的重要性认识不足，不予配合，甚至拒绝、阻碍，漫天要价，使线路隐患不能够及时清理，一遇刮风下雨。极易造成导线对树木放电或树枝断落后搭在线上，风雨较大时，甚至会发生整棵树倒在线路上，压迫或压断导线，引发线路事故。又由于配电线路附近树木较多，很多高大树木春季剪枝后生长较快，夏季树木再次接近线路：从而形成隐患。配电线路旁的高大树木主要带来以下不利影响：雨后树枝潮湿，易造成线路按地或短路事故，高大树木遇有大风，很可能刮断树枝或刮倒大树，从而造成断线事故。25 运行维护经验不足，巡视检查不能到位引发线路故障分析线路巡维人员业务技术水平不足，运行经验不够丰富，在日常的巡视和维护当中抓不住主要环节，查不出架空线路的缺陷和安全隐患，由于运行中的配电线路存在有高压引线、线夹、刀闸的连接处不牢，受外界环境影响（风、雨、雷、及氧化等)后，易发热，发红，如不能及时发现处理，最终烧损或烧断引发线路故障。2.6 管理方面的因素发生设备故障分析运行管理中影响配网安全的主要因素是巡视不到位、消缺不及时。巡视不到位。主要是人员技能素质不高、责任心不强，对导线在运行中磨损、断股等缺陷以及设备缺陷等未能及 时发现。消缺不及时，主要是消缺管理流程不清晰、检修质量不高、责任考核不落实。这些管理上存在的薄弱点，使一般缺陷往往得不到及时消除，甚至扩大为紧急缺陷，直至发生逐备故障。3 线路故障产生后果电力系统在运行中，可能会处于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高，一般称为过流。由于线路过流，使元件载流部分和绝缘材料的温度不 断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。电力系统也会发生各种故障，其中最常见同时也是最危险的故障是各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损环；（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用。引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命：(3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。在电力系统中，微机继电保护装置可口自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。4 故障的防范措施02 电运行部门应根据线路没计、历史运行资料、设备及设施的地形、环境、气象条件等到情况，划分出特殊区域，并根据不同区段特点、运行经验，制定出相应的管理办法和防止事故的措施。41 加强线路运行分析管理输电运行部门应每月召开一次运行分析会，分析线路运行状况，找出存在问题，有针性提出预防的整改措施：运行分析主要包括：线路预防性试验、检测完成情况分析、线路事故、障碍原因分析；设备重大缺陷原困分析；上次运行分析会制定的预防和整政措施落实情况；对线路设备键康状况作评估等。运行分析会提出的线路设备缺陷隐患、影响线路运行的不安全因素，预防整改措施、责任落实等内容，应以会议纪要约方式下发。42 加强线路特殊区段管理特殊区段是指线路设计及运行中不同于其他常规设计建设的线路，主要是指跨越、多震区、重污区及重冰区、易受外力破坏区、速行林区等的线路。(1）加强对多雷区的管理。辅电运行部门应科学制定每条线路年度瓷质绝缘子捡测和防雷设施检测的检测量，使检测值能反映设备的性能或状态。对多雷区的线路做好线路及设备的运行分析，采取防雷新技术、新方法，逐步降低跳闸率，减少永久性故障发生。在雷雨季节来临之前，要认真检查配变、线路的避雷器，主动更换不符合运行要求的避雷器。在雷雨季节过后，应对避雷器装置情况进行调查、分析和总结。装置运行35 年后应进行抽样检测(含接地电阻测试）在提高配电网络的防雷水平，采用避雷针或避雷线，加强变电站进线段直击雷保护，并加强杆塔和避雷线的接地，100KVA 变压器以下地网阻值。使其不大于 100，100KVA 及以上变压器地 Qq 阻值及终端秆塔揍地电诅不大干 40，合理设置避雷器保护，安装性能好的金属氧化物避雷器，注意降低避雷器的接地电阻，接地引下线要求牢固可靠，有足够的截面并且不能太长；第二结合季节特点，做好配电线路、设备及设施的检测工作：受气温变化影响，金属导线会热胀冷缩。如夏季气温较高，导线驰度增大，会缩小对周围事物的安全距离。冬季气温较低时，导线驰度会缩减（如气温很低，线路弧垂调的较小)极易将导线拉断形成线路故障，所以加强防雷装置检查、试验，其周期为避雷器绝缘电阻度验为 1-3 年，避雷器工频放电试验 13 年。（2）加强配电网的防污闪工作。配电运行部们应做好污秽区调查和分析工作，对重污秽区(如化工厂、水泥厂、煤矿附近)的线路，加大外绝缘爬距，使之符合电瓷外绝缘所处地区污秽等级的要求，并留有适当的裕度，绝缘配置应适当提高。对重污区要提高线路加强外绝缘的清扫工作，逐步做到以盐密监测怍指导，并结合运行维护，合理安排清扫周期，提高绝缘水平。对配电网进行盐密测试划分污秽等级，对污秽区线路瓷绝缘子的测试工作，检测周期为 3-5 年。（3）加强易受外力破坏区的管理。运行单位要发动沿线有关部门和群众进行护线和做好护线宣传工作，防止外力破坏，增强防外破坏措施，加大电力设施保护力度。加强全社会的安全用电宣传，开展针对性的电力设施保护宣传、履行防止外力破坏的告知义务，同时增强巡视次数。形成全社会保护电力设施的氛围。配电运行单位应制定线路防止外力破坏的管理制度，明确进入电力设施保区的工作流程，外力破坏引起故障的处理方法及各管理部门的责任。同时做好易受外力破坏区域的统计，在配电线路跨越鱼塘线路及设备在采矿点附近、风筝放飞现场、人口密集区有相应的禁止、警告类标志牌或宣传告示。对新建或改造的线路、设备在投运前按要求悬挂、粘贴或喷涂标识和安全标志。（4）加强对速生林区的管理。配电线路对地距离及交叉跨距离应符合架空配电线路设计技术规程 （SDJ206-1987 ） 。修剪树木，应酬保证期周期内树枝与导线距离符合规定的数值。首先，加强对速生林区的管理，加强对速生林区线路及设备调查与统计，加强巡视力度及维护力度，采取电视、广播、宣传画册等多媒体途径的宣传力度。对新建的线路及设备应尽量避开速风林区。其次，应提早做好安排，及时修剪与线路安全距离不够的树木，但要做好安全措施，防止发生人身伤亡和设备事故。再次，供电部门与园林部门协调，及时对树林进行适当的修剪，对城市美观要求树生长的街道，如果条件允许，可考虑将高压线杆使用 18m 杆，提升导线高度超过树冠。4.3 加强线路巡视管理巡视是为掌握输电线路设备状态对线路设备及附属设施等进行的巡回检查工作，并制定出相应的巡视计划。巡视计划分为正常巡视计划和特殊巡视计划。正常巡视计划是输电运行部门应根据线路地电网中的重要程度，没线地质地貌的情况、历史运行数据、季节特点以及状态评价等制定分段。输电运行部门应建立、健全线路巡视检查责任制，并制定“输电线路巡视工作标准” ，将巡视的内容表格化，要求巡视人员必须按照标准要求巡视设备，对设备异常状态要做到及时发现，认真分析，做好记录，提高巡视的质量，发现重大缺陷应向上级汇报。特殊巡视计划输电运行应根据季节特点制定。特殊巡视分为计划内和计划外特殊巡视。计划内特殊巡视是在负荷高峰期间线路进行红外测温；特殊外巡视是在恶劣气候、事故跳闸和设备运行中有可疑的现象时；法定节日及上级通知有重要供电任务期间。巡视的内容主要有：杆塔、横担及金具、绝缘子、导线、防雷设施、接地装置、拉线、拉线顶（撑）杆、拉户线、沿线情况等。如对杆塔巡视主要是杆塔是否倾斜、基础有无损坏、杆塔标志是否齐全、明显，杆塔位置是否合适，保护设施是否完好等。沿线情况巡视有无违反（电力设施保护条例的建筑） 、有无异常现象等情况。4.4 加强配电线路的维修维护管理为了消除输电线路的缺陷和异常情况以维持线路设施的正常寿命而进行的维护修理工作。运行主管部门应合理安排检修计划，加强电力设施保护力度，应做好检修