配电网故障及应对措施分析

陈学雷

（广东电网有限责任公司湛江供电局，广东 湛江 524000）

0 引 言

配电网是供电过程中向用户输送电量的最后一环，直接决定能否为用户进行持续供电，是电力企业供电能力的体现，所以保障配电网安全运行具有重要作用。但是目前电力行业管理人员对配电网的重视程度较低，电力体系中配电网出现故障的频率远远大于输电过程出现故障的频率。为了使配电网安全稳定的运行，本文对配电网出现故障的类型以及产生原因进行分析，并提出一些降低故障发生频率的改进方法。

1 配电网故障的类型和产生原因

1.1 配电网故障的类型

对配电网容易出现故障的位点进行分析讨论时，可以将配电网故障分为3 类，即断线故障、短路故障、单向接地故障。断线故障是配电网变电站最容易出现的故障类型。短路故障主要发生在各种相之间，在多个不同的相接地时会造成短路，只有一个相接地时不会发生短路。因为流过接地处的电流不大，供电体系仍然可以正常运行，所以不属于短路故障。输电线故障和断线故障都是由于导线本身出现问题引起的，由于导线受到外力作用发生损坏，使变电站配电网无法正常工作。

1.2 产生配电网故障的原因

配电网发生故障的原因有许多。本文将全面的对这些故障产生原因进行介绍，分析这些不良状况对配电网运行产生的影响。

（1）雷电天气使电压超负荷。配电网是进行电处理的最后一个环节，与用户直接相连，所以配电网涉及的领域十分广泛。无论城市、农村还是郊区都需要配电网对电路做出调节，因此配电网受到雷电天气影响的概率很大，但是目前使用的防雷设备还处于初级阶段。尤其是在农村配电网络体系中，由于种种因素不方便进行统一与严格管理。为防止接零与接地两种保护方式混合使用而发生安全事故，国家有相关条例明确指出“在农村配电网的系统中一律不得实行保护接零，而必须采用保护接地方式来进行接地技术保护配电网正常运行”。因此，在所有中性点不接地的低压配电网络中要运用保护接地的方式。此外，防雷设备中绝缘能力和耐雷能力都比较差，而且配电线路与输电线路不同，输电线路整条线路都设立了防雷装置，但配电网不具有直击雷保护防御措施。实际上，在雷雨天气即便遇到的不是直击雷而是感应过电压，也会对配电网造成很严重的影响。配电网使用的唯一避雷装置是避雷器，在雷雨天气出现较大雷电过电压时，避雷器工作时绝缘子也会出现闪落，降低避雷器的作用效果。在配电网的施工过程中避雷器的接地工作没有受到重视，施工人员没有按照标准施工工艺进行施工，导致一些避雷器接电装置实际承受的电阻值远大于标准电阻值，配电网受到雷击后，电流不能迅速倒入地面，使得配电网持续处于高压状态。尤其是雷雨特别严重的时期，这种现象会给配电网造成严重的安全隐患，出现配电线路无法工作跳闸的情况[1]。

（2）污闪。大部分的配电线路铺设复杂，配电线路架设于马路边、山野间、城市内等。配电设备长期处于自然环境下，受到自然环境中灰尘和污秽的影响，使得绝缘子处发生损坏造成绝缘子污秽放电，进而影响配电线路与配电设备发生故障，引起跳闸或单向接地。

（3）内部过电压。配电网是不具有特效性的中性点接地体系，所以也是流过电流较小的接地体系。体系中弧光接地过电压和铁磁谐振过电压是出现内部过电压的主要形式。配电网中逐渐应用电阻极小的电缆，配电线路中流过的电流逐渐增大。在电流较大的条件下如果线路中出现单向接地，会直接导致配电网内部弧光接地过电压。弧光接地过电压产生是配电网的间歇性熄弧或重燃对电磁能的震荡造成影响引起的，在震荡强烈的条件下，幅值会达到相电压的3.5 倍，且持续时间特别长，导致配电网中绝缘薄弱的位置被击穿，产生极大的危害性。配电网中具有铁磁式电压互感装置。这种装置在受到雷雨天气影响时容易发生单向接地，进而引起配电网内部铁磁谐振，造成线路绝缘闪落，严重时会使互感器发生爆炸，对配电网产生严重危害。

（4）设备老化。配电网在施工结束投入使用后，常年处于自然环境中接受光照和雨水的打磨，但是没有维修人员对其进行维修和养护，长此以往使供电设备的供电能力下降。目前，我国经济水平不断提高，无论是工业还是生活对电量的需求都不断增加，但是设备的老化使得供电能力达不到目前人们需要的水平。在未来发展过程中，还需要不断提高对配电网设备进行维护的工作效率，避免用电高峰期出现供电能力不足的情况发生。

（5）电网结构。电网的建设过程只考虑眼前因素没有做好长久的规划工作，与城市建设内容不符。在历史条件的影响下，现阶段城市建设过程中还有很多城市规划与电路设定相互矛盾的地点。例如，在城市郊区的位置，电路错综复杂，许多不同的线路交错在一起，还有一些线路中电线杆发生损坏或者电线下垂。这都是容易引起配电网故障的地方，影响供电工作的顺利开展。

（6）计划检修。通常，在配电网施工结束后，需要定期对线路进行检查工作，以保证配电网的正常运行。但是为了保证检查工作彻底，通常在进行电路检查时需要对整个用电区域做停电处理。这种停电检查的方式，对用户的正常用电造成影响，不能保证可靠供电的进行。

2 降低故障发生频率的改进方法

通过对故障原因的阐述，提出一些具有针对性的改进措施，降低故障的发生频率。

（1）提高配电网的防雷能力。在配电网施工时，对施工材料进行严格把控，安装过程中选用性能较好的金属氧化物作为避雷器；提高施工人员的整体素养，在施工过程中严格要求施工人员按照施工流程进行；提高杆塔与避雷器的接地效果，把避雷器的接地电阻降低到最小值，使电流可以迅速流过。在环境恶劣的地区或雷雨天气较多的地区，提前对避雷器的性能做好预测实验，做出具有针对性的保护措施，提高避雷器导通电流的能力。此外，还要避免配电网出现绝缘薄弱的位置，整体提升配电网的绝缘效果。

（2）加强配电设备的防污闪工作。对配电设备进行定期的打扫和整理，对于重污区和重点线路，缩短打扫周期，并在污闪频发季节的前一个月就开始打扫。对于产生灰尘多的地区，需要加强线路的绝缘水平，通过增加绝缘爬距在污染严重的环境中留下适当裕度；当爬距无法达到重污区处理要求时，需要通过涂刷硅油或防御涂料进行电路保护和防污闪工作[2]。

（3）治理内部过电压。电缆在输电工作中运用广泛，但是这种情况使得电负荷量快速增长、配电线路需要的地容性电流都在10 A 以上。研究数据和分析结果表明，在配电网中使用自动跟踪补偿消弧设备可以使电容电流达到10 A 以上。自动跟踪补偿消弧设备可以快速产生感应电流对容性电流做出及时的补偿，让接地电流保持在10 A 以下，这种情况下接地电弧不会出现间歇性熄灭复燃，对弧光接地过电压产生良好的抑制作用。运用自动跟踪补偿消弧设备还可以使配电网的故障见弧率下降，使配电设备具有更好的防雷效果。自动跟踪补偿消弧装置中的消弧线圈还可以有效地对铁磁谐振过电压做出抑制，特别是在零序回路中，消弧线圈的感抗可以直接与电压互感器的磁阻抗相互综合，虽然产生的数值较小，但是这种作用可以一直持续下去，两者相互制约使配电网达到平衡状态，使配电网中无法产生铁磁谐振过电压。这种消谐的效果比运用不同类型的消谐设备达到的效果还要高。

（4）提高配电网中设备的质量。在配电网中要尽量选用品质优良的电气设备。对配电网方案进行规划时降低投资成本，不仅体现在规划的范围年限内投资的成本，还要对本次规划可以使用的年限以及组成中各元件的寿命进行预算。在施工过程中拒绝使用没有合格证或出厂证明的配电网设备。配电线路在市区内部运用地下电缆或绝缘导线完成供电项目的最后一步，在郊区和农村主要以架空线路的方式进行供电。通过推广带电检测设备在人们日常生活中的熟悉程度，方便人们时刻对电路的供电情况和安全性能做实时监控，全面提高配电网供电的性能，加强设备质量的提升。

（5）消除干扰。通过保护接地的方式，运用独立的中性点和不接地的低压配电变压器进行电源的测量，需要断开配电网线路，在检测过程中使配电网中只流过单向电流，再突然断开接地网线、不接地的低压配电变压器以及配电网中性点，使接地电阻干扰电压的测量工作可以正常进行[3]。通过这种方式缩小停电范围，减少电能的不必要消耗，使电能的输送量增加，让电能的使用变得更加高效，加强配电网运行的灵活性。

3 结 论

随着我国电力体系的不断完善，电力市场逐步走向了国际化的舞台。配电网在电力体系进行供电输出的最尾端，直接与使用者有交集，所以让配电网稳定安全的运行并达到经济环保的标准具有重要作用。对配电网中的每个部分进行优化，以提升电力企业的整体经济效益，并减少电力体系中电能的损失，达到节约能源、保护环境的目的。