浅谈10kV 配电线路故障找查及分析

陈劲飞

（广东电网有限责任公司清远清城供电局，广东 清远 511500）

经过近年来的农网改造，防雷及防污闪能力有所增强，忽视了对配电网络的完整构建以及对配电技术进行创新性的开发，然而10kV 配电线路维护工作量大，事故仍时有发生，为降低各种故障率，尽量缩小停电面积，减短停电时间，以保证10kV配网能安全可靠的供电、运行，需要运行人员应该掌握线路事故发生的规律性，并加入先进技术应用到供电系统工程中，采取有针对性的措施来预防或消除，已经成为电力系统发展的必备基础，也是满足人们对供电需求的重要途径。因此，本文结合实际情况，分析线路故障与配网自动化的应用。

一、常见故障类型及其原因分析

（一）常见故障原因

1.短路故障：由于10kV 配电线路长、设备多、维护条件差、保护措施少,故其发生故障的可能性比较大。具体来说，影响线路正常运行的短路故障有速断跳闸、过流跳闸。速断跳闸属于短路保护，是保护设备的动作。其保护特点是接线简单、动作可靠、切除故障快，但其保障范围受系统运行方式的影响，不能做到保护全长。线路发生永久性的相间短路时，相当于两个电源的直接短接，其与变电站相连的回路上电流很大，变电所的继电保护装置会也会按照速断、过流定值启动保护，使得线路跳闸断电，即过流跳闸。常见故障有：线路与金属构件短路故障；线路导线悬挂导电物短路故障；竹树碰触导线导致相间短路；小动物爬到配电变压器上及高压电柜内造成相间短路造成短路故障；雷电闪络短路故障等。

2.接地故障：大多数为单相接地，再细分有瞬时性接地和永久性接地，接地故障比较难以查找，因其不足以引起跳闸，如果变压器等出问题，而跌落式熔断器尚未跌落，无明显判断标志。因为接地故障打火易在巡视中发现，故接地故障在夜间带电较易查找，白天则比较难。常见故障有：竹树触碰导线接地故障；线路雷击断线接地故障；电缆头、配电变压器、避雷器及线路绝缘子雷击烧毁接地故障等（见图1 所示）。

3.缺相：架空线路缺相多为断线不接地故障，多出现在接（跳）线处发热，设计不当受力（如：风力，应力等）而断开；雷击断线等。通常缺相因电压偏差大，根据信号就能明确判断。

（二）常见故障的原因分析

配电线路故障的形成原因有很多种，其中可归纳总结为：自然因素的影响、外力破坏因素的影响、设备故障因素的影响、管理因素的影响。

1.自然因素的影响

第一，在每年的雷雨季节，由于架空10kV 线路的路径较长，加上其沿涂地形较空旷，附近少有高大建筑物，所以在每年的雷季中常遭雷击，由此产生的故障是10kV架空线路最常见的。其现象有绝缘子击穿或爆裂、断线、避雷器击穿、配变烧毁等。

第二，在运行中由于风力过大，使悬垂绝缘子串倾斜，弧垂增大，空气绝缘间隙变小，易发生相间短路、导线烧断事故。风力超过杆、塔机械强度时，使杆、塔倾斜、损坏、导线振动、跳跃、碰线，吹起金属性漂移物碰及导线，可能引起短路使断路器速断跳闸。

第三，由于用户为提高经济收入，在10kV 配电线路周边种植大面积的丰产林对线路造成了干扰和影响，在线路维护过程中长期阻挠线路维护施工员清除树障的工作，使树障不能及时有效地进行清理，从而在大风、暴雨等自然灾害来临时，使配电线路对树障产生放电或者风灾刮断树枝，砸断线路从而导致配电故障甚至安全事故的发生。

2.外力破坏因素的影响

第一，随着社会经济发展，工业园房地产到处开发，道路纵横交错，部分配电线路位于公路边或横跨道路，容易造成车辆将线路杆塔撞倒或撞断，引起线路跳闸。目前造成电力线路故障因素中，机动车撞毁电线杆、超高车挂断导线因素比较突出，另外在电力线路附近工业园区及房地产等单位盲目施工，造成倒杆断线或挖伤、挖断地下敷设电缆的现象也时有发生，造成大面积停电。

第二，10kV 配电线路周边的丰产林生长超过10kV 配电线路的安全距离，经大风刮断树触碰导线造成线路接地。

第三，人的行为和小动物的活动也会造成线路故障的发生。塔材被盗、杆塔基础或拉线基础严重破坏引起杆塔倾斜或倒杆、倒塔；在裸导线附近放风筝，因风筝断线而落挂到线路上引起短路跳闸。鸟类、黄蜂在杆塔上筑巢、停落，在导线上飞行或停留可能造成线路接地或短路事故。高压配电、电缆分支箱内，母线未作绝缘化处理，箱柜体有漏洞等致使小动物进入引起短路故障。

3.设备故障因素的影响

一是线路中的某些设备残旧，如早期阀式避雷器在日晒雨淋环境中断裂造成单相接地。二是由于质量及安装水平等因素，导致户外设备间连接接触面不够，引起接触电阻过大，或较大的负荷电流引起连接处发热、烧毁，致使线路缺相。

4.管理因素的影响

在电力企业的运行管理工作中，影响配电线路安全的主要因素一是巡视不到位，人员技能不高、责任感不强，对于导线在运行中发生断股、磨损及设备缺陷不能够及时地发现。二是消缺不及时，检修质量低，同时不清楚消缺管理的具体流程。另外，宣传、查处和打击的力度不够。

二、配电线路故障判断和寻找

不管线路发生的故障是瞬间性或永久性的，断路器重合闸成功与否，都必须对故障线路进行事故巡查，查找出故障发生的原因，特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键，它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。以下是自动化开关实现故障判断的特点：

（一）短路故障判断寻找

三相供配电系统中任意两相导体间的短路叫做两相短路，发生时短路电流比运行电流增大数倍，并在放电点形成强烈的电弧，烧坏导线，造成中断供电。三相供配电系统中三相导体间的短路叫做三相短路，是线路上严重的电气故障，但出现的机会极少。

1.10kV 线路一般是采用一段、二段、或三段式电流保护，过电流保护分为速断、限时速断、过流等。我们可以根据变电站开关保护动作情况进行初步判断。如果线路发生的是电流速断保护动作，则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起的，且故障点在主干线或靠变电所较近的线路可能性较大。因为速断保护动作的起动电流较大，它是按最大运行方式（即躲过下一条线路出口短路电流）来整定的，故这种故障对线路及设备的损害较大，如线路金属性短路或雷击短路等。如果线路发生的是过电流保护动作，一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。

2.线路分段开关保护跳闸判断寻找。线路分段柱上断路器一般只设一种过流保护（最大时限为0.2s），且是采用向负荷侧逐级递减的阶梯形时限特性，故我们可以根据线路断路器保护动作逐级来判断是属哪段（区域）线路发生故障。

（二）接地故障判断寻找

线路其中一相对地绝缘性能丧失，该相电流经由此点流入大地，称为单相接地，是电气故障中出现机会最多的故障，约占全部故障的60%。危害主要在于在单相接地故障发生后，此时可能产生谐振过电压，产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备的绝缘击穿，造成线路永久性接地故障，可采用对线路各支线断路器进行分段试拉的方法，来判断故障线路段。

（三）缺相故障判断寻找

断线不接地，亦称缺相运行，送电端有电压，受电端一相无电流，三相电动机无法运转。主要由于保险丝一相烧断，耐张杆塔的相跳线因接触不良或烧断等。

（四）配电自动化的应用

自动化改造后，线路实现N+1，当发生以上两类故障，会缩小故障点范围，故障点前后两个自动化开关均隔离，线路其它部份均通过两个电源点供电，待故障消除后，恢复原先运行方式。从而达到降低故障巡视难度，节省工作人员巡视时间，快速定位故障点，大大减少故障引起站端跳闸而引起大面积停电事件。

三、加强线路配电自动化升级改造的措施

（一）提高配电自动化系统的安全管理

在实际的供电系统中，通过对配电自动化系统安全管理的力度加大，而达到对配电系统可能要发生的故障进行提前的预测，从而能够在相关的故障发生时采取有效的手段对事故进行及时的处理，在最短的时间内恢复供电系统的正常运行，这样一来，就可有效减小供电系统的经济损失以及故障对供电系统带来的不良影响。例如：配电自动化系统大多都安装了自动化断路器，在发生故障时就会及时跳闸，只有在故障被处理以后才会重新闭合。通过配电自动化系统，可以在发生故障时，对电流与电压的相关数据进行自动化的分析准确的找出故障的发生位置，并发出警报，提醒相关的操作人员进行检测与维修，并且在对故障进行排查的过程中，配电自动化系统中没有出现故障的路线会被连接到备用的电源中，从而确保整个配电系统的运行不会受到小部分故障的影响。

（二）加强对电网的改造

虽然配电自动化系统在供电系统工程中已经得到了广泛的应用，但是在电力系统的建设中，仍然存在着过于注重供电系统中的变电建设与输电建设的现象，而忽视对配电系统的建设，即使在建设以后，也会受到各种因素的限制导致其在应用过程中出现各种各样的问题，影响着配电自动化系统实效性的发挥。例如：户外的自动化设备容易受环境影响而失效，常见互感器雷击；部份地区通讯信号不强而导致无法与自动化系统通信；产品质量问题等等。所以，要想更好的解决上述问题，对配电自动化系统进行有效的应用，就要在实际的运行过程中加快对电网系统的改造进程。首先，对供电网络的输电量进行增加，以确保能够为用电用户提供充足的电能供应。其次，就是提高对城市的配电安全标准，尽最大的努力将现有的城市配电网改为环状结构，并在各个环节以及相关的重压部位中对自动化控制设备以及相关的检测设备进行安装，以确保供电系统能够安全稳定的运行。再次，要加大架空线路改造力度，增加防雷措施，以达保护线路设备作用；线路改造，线路通过自动化系统实际互供，转供，从而达到自愈能力，提高供电可靠性；强化工作人员掌握对自动化系统能力，从自动化设备建设、使用、维护、适用性等各个方面入手，达到安全、快捷地判断线路情况，确保供电可靠性得到质的提高。

四、结语

总而言之，在供电系统中应用配电自动化系统，已经在时代不断发展的过程中，成为顺应时代潮流的必备基础，同时也是在供电系统未来的发展中，一项不可或缺的技术。所以，就需要相关的工作人员，对配电自动化系统重要性做到正确的认识，并将其与先进的科学技术相结合，在供电系统运行的过程中，将其有效性充分发挥，从而促进我国电力事业的快速发展。