10kV配网常见故障原因分析及解决对策

摘 要

本文对资阳雁江区10kV配网的常见故障类型进行分析，并对10kV配网的反事故措施进行探讨，以提高10kV配网的安全运行水平，提高供电可靠性。

【关键词】10kV配网 故障 解决对策

10kV配电网由于线路较长，路径情况复杂，用户较多，有时因外力破坏、用户设备维护、操作不当损坏等，引起线路跳闸或单相接地的现象较多。现就10kV配网的常见故障进行分析，并对10kV配网的故障防范措施进行探讨，以求提高10kV配网的安全运行水平，提高供电可靠性。

1 雁江公司2013年故障情况

雁江供电公司管辖区域内有72条10kV配电线路，长度2415kM，2013年发生的故障情况汇总如下：

故障类型速断跳闸过流跳闸接地合计次数 77 25 49 151。

从全年发生的故障情况分析看，速断跳闸发生的次数最多，达77次，占总故障次数的51%，其次是接地故障，达49次，占总故障次数的32%，过流引起的跳闸只占17%，可见引起10kV配电线路故障速断和接地的比例十分大，占总故障的83%之多，因此在线路改造和线路运行中要特别重视加大对这方面故障因素的控制，如更换老旧设备以减少设备本质性故障，加强对线路、设备的巡视，加大对线路保护区树障的清理，改善保护配置，加大自动装置、重合闸的投运等。

2 10kV配网常见故障类型

电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动，其中，对电力系统影响较大的是系统中发生的各种故障。常见的故障有短路、断线和各种复杂故障（即在不同地点同时发生短路或断线）

2.1 短路故障

电力系统在正常运行时，除中性点以外，相与相、相与地之间是绝缘的，所谓短路是指相与相或相与地之间发生短路。造成短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘的损坏，或者是由于误操作造成，或者是鸟兽跨接导电部分和绝缘损坏所造成。

产生短路后，电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小得多，所以产生比正常电流大得多的短路电流，在大的电力系统中，可达几万甚至几十万安。这样的短路电流对供电系统内产生极大的危害。

在三相系统中，可能发生三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路。

各种短路故障发生的概率为：两相短路占4%，三相短路占5%，两相接地短路占8%，单相短路占83%。虽然三相短路发生的概率很小，但它对电力系统的影响最严重。

2.1.1 单相接地短路

不对称短路，短路电流仅在故障相中流过，线路始端故障相电压显著下降。

对于单相接地短路，其是配电系统最常见的故障，尤其是在潮湿和多雨水天气中，容易发生单相接地短路现象，不仅影响了用户的正常供电，甚至可能因设备产生过电压而引起相间短路的事故。对于A相电压来说，当发生不完全接地时，则会因高电阻而出现故障，这时相电压降低，而非故障相的电压将大于相电压，但是，非故障相的电压达不到线电压；当A相完全接地时，则故障相电压将降到零，而非故障相的电压将升高到线电压。因此，在处理单相接地故障过程，应做好安全防范措施，以保证人们的生命财产安全。

2.1.2 两相短路

不对称短路，短路回路中流过很大短路电流，电压和电流的对称性被破坏。

2.1.3 两相接地短路

不对称短路，两相接地短路时破坏电压、电流对称性，短路点故障相电压为零，线路始端故障相电压明显低于额定值，非故障相电压明显低于额定值，非故障相电压可认为等于额定值。

2.1.4 三相短路

对称短路，短路时电压和电流保持对称；短路电流大大地超过额定电流；短路点电压为零。

2.2 断路故障

断路是10kv配网中最常见的故障，其主要体现在回路不通等方面。在某些特殊的情况下，断路不仅会引起过电压的产生，甚至断路点产生的电弧还可能造成电气火灾、爆炸等事故。

2.2.1 断路点电弧故障

在似断非断路点中容易发生断路点电弧故障，尤其是在断开瞬间，往往会产生电弧或者在断路点产生高温，因此，电力线路中的电弧和高温现象，都可能会酿成火灾等事故。

2.2.2 三相电路中的断路故障

三相电路中，如果发生一相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧坏；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。

3 10kV配网常见故障原因

3.1 自然灾害中雷击是最主要原因

随着架空绝缘线、电缆线路的不断增加及雷击事故越来越多，针对高楼大厦的城市配电线路的建设，虽然大多数高层建筑都装有避雷设施，城市配电线路也基本不受雷击的影响，但是，对于农网线路来说，由于农网线路遍布田间、山坡等地，导致农网线路成为了整个周围的最高点，若遭受雷击，则农网线路将成为雷击电流的通道，尤其是架空绝缘线，其遭受雷害事故明显比架空裸线多，经济损失也比较严重。

引起绝缘架空线发生雷害事故的原因有：第一，绝缘线本身结构的影响，由于大多数绝缘导线主要采用半导体屏蔽、交联聚乙烯等材料作为绝缘层，由于半导体材料本身具有单向导电性能，在雷云对地放电的大气过电压中，很容易发生绝缘导线产生感应过电压，并且产生的感应过电压很难沿绝缘导线表皮释放；第二，绝缘导线遭受雷击后，在电磁机理特殊下，容易造成雷击断线较多；第三，由于空旷地带的绝缘线容易遭受雷击。导致断线故障频频出现，根据事故现场看，断线故障点一般发生在绝缘支持点500mm以内或者在耐张和支出搭接处。

在闪电雷击的情况下，架空裸线容易引起闪络事故，其主要原因是在工频续流的电磁力作用下电弧将沿着导线移动而释放能量，并且在工频续流烧断导线、损坏绝缘子之前断路器将会做跳闸切断电弧的动作，然而，在这个过程中，架空绝缘线的绝缘层将阻碍电弧在其表面移动，电荷集中在击穿点放电，在断路器动作之前烧断导线。因为雷击电压非常高，且电流瞬间非常大，配电线路的相间距离和绝缘性能根本不能承受，所以引起线路相间弧光短路或对地绝缘击穿，导致接地相间短路。

电缆线路遭受雷击时，大气过电压使电缆绝缘所承受的应力超过允许值而造成击穿。而且，对实际故障进行分析表明，许多户外终端头故障，是由于大气过电压引起的。

3.2 配电网线路设备自身因素造成的故障

3.2.1 架空线路故障：导线弧垂过大，遇刮大风导线摆动，易造成短路

3.3.2 电缆线路故障

（1）绝缘老化变质，受电作用而产生热化学及机械作用的影响，绝缘介质容易发生物理、化学变化，导致电缆线路的绝缘水平下降，若绝缘层受潮，则容易因中间接头、终端头结构上下密封而造成绝缘受潮，在制造电缆包铅时，若留下砂眼或裂纹等缺陷，这种现象也会使电缆受潮。

（2）电缆过热，造成电缆过热的原因有很多。分析电缆过热的内因，主要是电缆绝缘内部气隙游离而造成局部受热，进而造成绝缘炭化；分析其外因，针对电缆密集地区及电缆隧道等处的电缆安装，若电缆处于干燥管及与管道接近的情况下，则会因电缆过负荷或散热不良而导致绝缘加速损坏。

（3）护层腐蚀，在电解作用、化学作用下，容易发生电缆铅包腐蚀的现象，由于其腐蚀性质和腐蚀程度的不同，铅包上有红色、黄色、橙色和淡黄色的化合物或类似海绵的细孔。四、线路设计和制作工艺问题，剥离半导体时，损坏内绝缘或绝缘表面有微粒、灰尘等杂质；电缆头密封不良，使绝缘内部有水分，导致绝缘受潮；电缆接头工艺不标准，密封不规范，造成接地；制作环境湿度偏大，引起制作部位（电缆头）绝缘整体性受潮；电缆接地出现错误，导致接地线形成环流或断裂。

3.2.3 配电变压器故障

主要是由于配电变压器陈旧、老化，长期漏油，绝缘降低引起的故障；配电变压器本身故障或操作不当引起弧光短路故障；配电变压器维护不及时，造成缺油运行烧毁等故障；配电变压器高、低压熔丝配置不合理，故障时不能正常熔断引起的故障；配电变压器容量配置不合理长期过负荷引起的故障；配电变压器三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，造成配电变压器零序电流过大，局部金属件温升增高，严重时将导致变压器运行故障等。

3.2.4 跌落式熔断器故障

导线接头处接触不良或过负荷烧断跌落式熔断器，有时由于负荷电流大或接触不良，而烧毁触头；也有制造质量的问题，操作人员拉合不当用力过猛，而造成跌落式熔断器瓷体折断。

3.2.5 线路绝缘子故障

由于10kV配电网中大量使用P-15KV针式绝缘子，质量存在缺陷，耐雷水平低，加之运行年限长，绝缘子老化破裂导致接地或绝缘子脏污导致闪络、放电、绝缘电阻值降低等，导致跳线烧断搭到横担上引起故障。

3.3 竹树障碍造成的故障

城市绿色生态的建设步伐在不断加快，于此同时园林绿化也在不断深化。在这种情况下，树木和配电线路争“领空”，尽管相关工作人员也定期开展了树障清理活动，但是少数部门、部分居民认识依然不高，配合度不高，有的甚至拒绝。因此，恶劣天气发生树枝落线上的概率很高，这样，短路跳闸以及接地故障就会发生。

3.4外力破坏

外力破坏主要包括以下几个方面：车辆触碰导线、野蛮施工电缆挖断、车辆撞杆等。有的施工者在电力保护区中并没有履行审批手续，有的司机对电力设施安全的保护意识有待提高。地面施工作业随着城市建设的需要越来越多，比如：挖土、钻孔等。因此，外力的因素也不能忽视。

4 10kV配网常见故障防范措施

4.1 做好线路防雷措施

在线路改造规划中尽量避开落雷区；安装线路避雷器、避雷针；加大对配电变压器及防雷设施的检测、试验；定期检测接地网，测试接地电阻，确保接地网的接地阻值合格；提高绝缘子的耐雷水平，逐步淘汰针式绝缘子。

4.2 落实电力设施防外破措施

在交通道路边的杆塔上涂上醒目的反光漆，路边拉线上套反光标志管；做好电力电缆通道标志及标桩，防止机械施工开挖挖断电缆；加强施工现场的巡视检查，发现危及电力设施的安全的行为立即制止并采取措施；大力宣传电力知识，严厉打击破坏电力设施的行为。

4.3 提高配网设备运行维护水平

加强配电变压器、配电线路上的绝缘子、避雷器等设备运行监视，定期进行预试、检查和检修，使设备处于健康水平，及时处理设备缺陷，提高运行水平。

配电变压器故障是最易引起线路停电的故障，必须加强配电变压器运行管理。定期检测三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。用1000-2500V兆欧表测量变压器绝缘。100kVA以上容量且电感设备较多的变压器上层油温不宜经常超过85，最高不得超过95 ，不得长期过负荷运行。

4.4 加强电力电缆施工工艺水平

由于电缆是线路运行过程中最薄弱的环节，这就要求必须加强电缆中间接头、终端头制作工艺，加强入网电缆头附件试验，例如剥离护套、绝缘屏蔽层半导体层时，应细心操作，对绝缘表面进行彻底打磨，并清洁干净，以防止杂质颗粒遗留在绝缘上；另外，应确保安装环境的湿度低于60%，在铠装层、铜屏蔽层，应必须单独接地并且截面面积要大于25mm2；对于单芯电缆，必须是受电端一点接地，而三芯电缆必须两端接地，对电缆线鼻做镀锡处理。对受力部位做穿管保护并加以固定，避免电缆因外力受损而出现故障现象。

4.5 应用新技术、新设备提高配电网水平

4.5.1 加强配电网自动化建设

采用先进设备，通过通信网络，对配网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能及时消除。实现配电网络自动化，能自动将故障段隔离。非故障段恢复供电，通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，提高配网供电可靠性，另外，联络开关与切换开关相互配合，可使由故障造成的部分失电负荷转移到其他系统，恢复供电，从而缩短非故障线路的停电时间。

4.5.2 安装使用接地故障指示器

在配电线路T接点分支线路上装设线路接地故障指示器，用以辅助故障范围及性质的指示，降低事故巡线工作量，及时发现并判断故障性质，尽快消除故障恢复供电，提高供电可靠性。

4.5.3 安装使用小电流接地自动选线装置

为加速接地故障的判断与查找，在变电站安装小电流接地自动选线装置，此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路，时间短，准确率高，改变传统人工选线方法，对非故障线路减少不必要的停电，提高供电可靠性，防止故障扩大。

参考文献

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作者单位

国网四川资阳市雁江供电有限责任公司 四川省资阳市 641300