10kV配电线路故障原因的深度探析

黄华 黄涛 王海波

摘 要：本文对10kV配电线路故障从性质和原因等方面进行深入分析，并就故障排查针对性的提出了判断方法。

关键词：10kV配电;线路故障;原因探析

引言

10kV配电线路涉及范围广、影响面大，应用多。是重要的公用基础能源设施，它直接关系到市政建设、工农业生产以及广大人民群众生活等可靠供电的需要。但是，10kV配电线路多为裸体金属导线架空线路，线路分支较多，线路较长，特别是边远山区运行环境恶劣，容易受到极端恶劣天气影响和人为破坏等因素，导致线路短路、接地故障时有发生，造成供电可靠性不稳定，线路运行维护管理工作难度大的突出问题。

综合以上，我们有必要对10kV配电线路故障的性质和产生的原因进行深入分析。

1配电线路故障分类

1.1 速断、过流故障

速断。故障范围在线路上端，由三相短路或两相短路造成。主要原因有线路充油设备（如断路器、电容器、变压器等）短路、喷油，春季鸟巢危害、雨季雷电、暴风雨的影响、伐树砸住导线等自然灾害或人为不可遇见因素。

过流。故障范围在线路下端，由用电负荷突然性增高，超出了线路保护的整定值或三相短路或两相短路造成，原因基本同上。速断、过流由于故障范围较小，故障原因清晰，所以查找起来比较容易。

1.2 接地故障

常见的有线路瞬时性接地故障，线路间歇性接地故障，线路永久性接地故障。全线路范围内均可发生此类故障，基本上可分为永久性接地和瞬时性接地2种。主要原因有断线、绝缘子击穿、线下树木等原因导致多点泄漏。接地故障由于范围较大，故障原因不明显，有时必须借助仪表仪器才能确定故障原因。

2故障形成原因

2.1 线路金属性短路故障

外力破坏造成故障，架空导线或杆上设备（变压器、开关）被外拋物短路或外力刮碰短路，汽车撞杆造成倒杆、断线，台风、洪水引起倒杆、断线。

线路缺陷造成故障，弧垂过大遇大风时引起导线舞动碰线或短路时产生的电动力引起碰线。

2.2 线路引跳线断线弧光短路故障

线路老化强度不足引起断线。线路重载接头连接部位接触不良引起跳线线夹发热烧毁断线。

2.3 跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障

跌落式熔断器熔丝熔断引起熔管爆炸或拉弧引起相间弧光短路。

线路老化或过载引起隔离开关线夹损坏烧断拉弧造成相间短路。

2.4 小动物短路故障

台墩式配电变压器上，跌落式熔断器至变压器的高压引下线采用裸导线，变压器高压接线柱及高压避雷器未加装绝缘防护罩。

高压配电柜母线上，母线未作绝缘化处理，高压配电室防鼠不严。

高压电缆分支箱内，母线未作绝缘化处理，电缆分支箱有漏洞。

2.5 雷击过电压故障

雷击直接导致线路设备相间击穿短路或绝缘子损坏造成短路。

2.6 线路瞬时性接地故障

人为外抛物或树木碰触导线引起单相接地;线路绝缘子脏污，在大雾或毛毛细雨、空气湿度高的天气出现对地闪络放电形成瞬间接地，一般在天气转好或大雨过后即消失。

2.7 线路永久性接地故障

外力破坏;线路隔离开关、跌落式熔断器因绝缘老化击穿引起;线路避雷器爆炸引起，多发生在雷雨季节;雷雨季节，直击雷导致线路绝缘子炸裂;由于线路绝缘子老化或存在缺陷击穿引起，多发生在污秽较严重的地区。

3故障判断

不管线路出现的故障是瞬时性或永久性的，断路器重合闸成功与否，都必需对故障线路进行事故巡查，查找出事故发生的原因。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。

3.1 短路故障

3.1.1 变电站10kV线路一般是采用三段式电流保护，即电流速断或限时速断和过电流保护，我们可以根据变电所线路保护动作信息情况进行初步判断。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，且故障点在主干线或靠变电所较近的线路可能性较大。因为速断或限时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。所以这种故障对线路及设备的损害较大，如线路发生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。

3.1.2 因为线路柱上断路器一般只设一种过流保护，最大时限为0.2秒，且是采用逐级增加的阶梯形时限特性。所以我们可以根据线路断路器保护动作情况来逐级判断是属哪条线路发生故障。

3.2 接地故障

线路永久性接地故障，要采用对线路支线断路器进行分段推拉试验查找的方法，来判断故障线路段。如果是瞬时性接地故障，则线路的每一点都有可能发生。

3.2.1 一相对地电压降低，但不是零值，另两相对地电压升高，但没有升高到倍，这属于金属接地。

一是若在雷雨季节发生，可能导线被击断，电源侧落在不太潮湿的地面上引起的，也可能树枝搭在导线上与横担之间形成接地。

二是变压器高压绕组烧断后碰到外壳上或内层严重烧损主绝缘击穿而接地。

三是绝缘子绝缘电阻下降，观察设备绝缘子有无破损，有无闪络放电现象，是否有外力破坏等因素 。

3.2.2 一相对地电压升高，另两相对地电压降低，这是非金属接地和高压断相的特征。

一是高压断线，负荷侧导线落在潮湿的地面上，没断线两相通过负载与接地导线相连构成非金属型接地。故而对地电压降低，断线相对地电压反而升高。

二是高压断线未落地或落在导电性能不好的物体上，或线路上熔断器熔断一相，被断开地线路又较长，造成三相对地电容电流不平衡，促使二相对地电压也不平衡，断线相对地电容电流变小，对地电压相对升高，其他两相相对较低。

三是配电变压器烧损相绕组碰壳接地，高压熔丝又发生熔断，其他两相又通过绕租接地，所以，烧损相对地电压升高，另两相降低。

3.2.3 三相对地电压不断变化，最后达到一稳定值或一相降低另两相升高，或一相升高另两相降低。

一是这是配电变压器烧损后又接地的典型特征，某相绕组烧损而接地初期，该相对地电压降低，另两相对地电压升高，当烧损严重后，致使该相熔丝熔断或两相熔断，虽然切断故障电流，但未断相通过绕组而接地，又演变一相对地电压降低，另两相对低电压升高。

二是平时就存在绝缘缺陷的绝缘子，首先发生放电，最后击穿。

3.2.4 一相对地电压为零值，另两相对地电压升高到倍，但很不稳定，时断时续。

一是扔在高压带电体上的金属物及已折断变压器、避雷器、开关引线，接触不牢固，时而接触时而断开形成瞬间接地。

二是高压套管脏污或有缺陷发生闪络放电接地，放电电弧是断续地，形成瞬间接地。

4故障巡查

4.1短路故障查找

如果是电流速断（Ⅰ段）跳闸 ，故障点一般在线路的前段;如果是过电流（Ⅱ段）跳闸 ，故障点一般在线路的后段。如果是过电流和速断同时跳闸，故障点一般在线路的中段。在事故巡线时，除重点巡查大致地故障范围外，其他地段也要巡查，以免遗漏故障点，延长事故处理时间。

故障查找的总原则是：先主干线，后分支线。对经巡查没有发现故障的线路，可以在断开分支线断路器后，先试送电，尔后逐级查找恢复没有故障的其它线路。一条10kV线路主干线及各分支线一般都装设柱上断路器保护，按理论上来講，如果各级开关时限整定配合得很好，那么故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候，首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸，尔后对跳闸后的线路，对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找，直到查出故障点。

另外，对装有线路短路故障指示器的架空线，还可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。

还有一点那就是当查出故障点后，即认为只要对故障点进行抢修后，线路就可以恢复供电，而中止了线路巡查，这样是非常错误的。因为当线路发生短路故障时，短路电流还要流经故障点上面的线路，所以对线路中的薄弱环节，如线路分段点、断路器T接点、引跳线，会造成冲击而引起断线，所以还应对有短路电流通过的线路全面认真巡查一遍。

4.2接地故障查找

4.2.1人工巡线法：有经验人员首先分析线路的基本情况。线路环境（有无树障）、历史运行经验（原先容易出现的故障地段），判断可能发生的接地点。

4.2.2分段选线法：如果线路上有分支开关，为尽快查找故障点，可用分断分支开关、分段开关办法缩小接地故障范围。由于绝缘子击穿形成隐形故障，查找起来比较困难，可通过测量绝缘电阻办法。

4.2.3用钳型电流表查电缆接地故障。

4.2.4用接地故障测试仪查找故障接地。

5结论

经过上述对10kV配电线路发生故障的原因进行深度的分析和判断，掌握了引起线路故障的外在因素。为查找线路故障提供了准确的判断，给运维人员快速查找、消除线路缺陷，提高供电可靠性提供了行之有效的办法。

参考文献

[1]葛少云，朱振环，刘洪，马康，刘军.配电网故障风险综合评估方法[J].电力系统及其自动化学报，2014.