10kV 配电线路的常见故障及对应措施

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第5期   作者:郑皓淼
[导读] 配电线路是电力系统的重要组成部分,由于电力系统的供
        摘要:配电线路是电力系统的重要组成部分,由于电力系统的供电量在逐年增长,对城市配电网的运行要求日渐提高。10 kV配电系统能否安全、可靠地运行,关系到城市配电网的整体发展。架空线路经常会出现雷击跳闸和断线等故障,给企业带来严重的经济损失,同时也给群众日常生活带来很大的不便。本文就10 kV架空线路配电线路的常见故障进行分析,探讨了具体的应对措施。
        关键词:10KV配电线路;故障;应对措施
        1引言
10kV架空配电线路由于长期处于露天运行,又具有点多、线长、面广,接线方式复杂多变等特点,因此运行中的 10kV 架空线路经常容易发生故障。不但影响广大市民的正常生产、生活用电,而且还给供电企业造成了经济损失。近年来,经过大规模的配电网基建改造,高低压配电线路网络结构有了明显的改观。但从近几年实际运行来看,电网配网10 kV架空线路引发线路跳闸和故障停电的原因多种多样,主要包括气候因素和线路机械损伤因素。其中,气候因素包括雷电、暴风、暴雨等天气,线路机械损伤则通常由施工安装质量、检修试验和闪络等多种因素造成的。
        2 10kv配电线路运行中的故障分析
        2.1 雷击故障分析
配网很容易遭受雷电等恶劣天气的干扰,进而出现跳闸或断线等现象,这主要是因为被雷击后的配网会受到很强的感应过电压的影响,在线路上发生作用的感应电压能够达到 300~400 kV,甚至在400 kV以上。现阶段,该区域配网中应用的绝缘子主要有两种,分别是针式绝缘子P-15和支柱绝缘子 PS-20,利用两种绝缘子对架空线路的雷击跳闸率进行计算。在使用PS-20线路时,每年发生的雷击跳闸次数相对较少,因此应尽量提高线路的绝缘水平,从而减少感应过电压对配电线路的影响。雷电在分布上具有明显的分散性,实际情况中线路雷击故障少于理论数据,但可以通过相关数据的计算,来了解雷电发生的频率,进而分析雷电的具体分布对配网和线路产生的危害。
        2.2 机械损坏故障分析
架空线路中的机械损坏一般有以下两种情况。
2.2.1 绝缘线路的损坏
在安装或检修中,操作不当或其他原因都会造成导线的损坏,其中,绝缘线路损坏的概率特别大,这是因为绝缘导线在承载线路机械的拉力负荷时,起主要作用的是绝缘层。如果线路的绝缘层在施工或检修过程中受到损坏,就会对导线的正常运行造成不良影响,主要表现为:①造成绝缘层紧缩,受损部分的长度发生改变,进而导致导线的绝缘能力降低,失去应有的防潮能力。②造成绝缘体外皮部分的导线断裂,此时,其原本承担的受力会完全转嫁到线芯部分,导致架空线路的导线应力直线下降。由于在大风天气时,导线的摆动幅度大、频率高,因此导线的振动点容易产生金属疲劳,如果持续时间过长,就会造成芯铝的拉伸、形变,进而发生线路断裂。③造成该点的输送容量降低。如果绝缘容量得不到及时调整,就会造成导线局部发热。铝制导线长期暴露在空气中,会容易出现污秽闪络的现象,加上铝制导线在被雨水冲刷侵蚀后易发生氧化反应,很容易使导线原有的功能逐渐退化,甚至丧失,线路也极易发生断裂现象。
2.2.2 导线的烧断或局部烧蚀
工频电流是引发导线烧断或局部烧蚀的主要原因。暴露在空气中的裸导线容易受到树木和外部环境的影响,出现短接现象,进而引发工频电弧,如果导线缺乏必要的绝缘层,工频电弧就丧失阻隔物,从而发生滑动现象,并引起导线的局部烧蚀。由于此片区域的绝缘线路相对较少,发生烧蚀反应的频率相对来说也比较高。机械应力的作用经过长时间的积累会导致导线的断裂。综上所述,雷电过电压会直接造成跳闸或断线等线路机械故障,施工和检修操作也会间接造成机械线路的损坏。

此外,配网线路中使用的绝缘导线的绝缘化率低也会导致线路机械故障的发生。
        3 10kV配电网各类故障的应对措施
        3.1 雷击故障
雷电击穿造成线路故障,是10kV配电线路搭设要面对的首要问题。可以从以下四点来减少这类事故的发生:一是应该定期对线路进行检修,时刻不忘对输电线路绝缘化的保护;二是要对设备进行定期运行检查,始终维持设备能够正常工作;三是要从不同区域雷电的特点制定对应的策略,在 10kV 出线端、线路较长易受雷击线路、变压器高低压侧装设
避雷器,并定期测试,及时更换不合格的避雷器,避免被击穿的危险。四是架设避雷线,防止雷直击导线。但其投资成本大,易引发工频续流熔断绝缘导线。⑶提高绝缘子的耐雷水平,特别是针式绝缘子的耐雷水平。为有效防范雷击断线的发生,建议可安装穿刺型防护金具。此外,还要给配电设备增加电压保护设备,作为防止雷击破坏的最后一道防线。
        3.2机械损坏
配电线路外力破坏现象很严重,高低压线路盗割严重,违章建筑屡禁不止,乡村山田建设,推土造田,杆根取土,人为打破绝缘子、向导线上扔铁丝、盗窃电能等造成线路故障,时有发生,给配电线路的安全运行造成了极大的危害。采取的措施:
⑴在线路杆塔上悬挂警告标识牌、书写宣传标语等,教育小孩等禁止攀登带电杆塔,或打破线路绝缘子,或在导线上扔铁丝类物,或在线路附近放风筝等,有重点的加强外力破坏或盗窃严重区的防范工作。
⑵组织有关单位的人力、物力在电力线路沿线进行《电力法》、《电力设施保护条例》等宣传工作。并尽可能地与学校、行政村取得联系、共同进行有计划、有组织地散发宣传单、张贴宣传画、粉刷标语等,进行形式多样的宣传活动,教育大家爱护电力设施。
⑶针对违章建筑从建设初期进行解释、劝阻.并对违章建筑者签发了《电力违章建筑事故隐患通知书》,明确双方责任。
⑷在宣传教育的基础上,通过公安执法系统加大对违章建筑、外力破坏特别是盗窃者的打击力度。对造成安全供电的严重违章建筑,通过公安局及有关行政单位强行拆迁,并逐年解决线路走廊内的清障工作。对盗窃电力设施,造成比较严重的财产损失或引发重大事故的,通过公安系统立案侦破,震慑盗窃者,打击盗窃者。
        3.3配电线路运维管理
加强配电线路的维护和运行工作,是减少线路故障的有效措施。第一,应加强对线路、设备巡视维护工作,规范线路巡视记录和巡视内容,定期对变压器、绝缘子、避雷器等设备进行试验、检查,处理设备缺陷,及时更新陈旧、老化配电设备在线路上增加柱上真空开关,减少排查工作量。第二,定期开展负荷测试,及时调整负荷平衡,制定并完善事故应急预案,定期开展应急演练,滚动修编应急预祝,提高应急处置能力。第三,制定各种管理制度,加
强线路的运行管理工作和用户设备管理工作,并加强从业人员业务培训。第四,对配电线路进行阶段划分,合理地安装真空开关,一旦线路发生故障,也能够将故障的影响范围减小,通过开关闭合状况的查看,可以较为轻松地找到线路故障的发生地点。
        4结语
10kV配电线路直接联系着广大用户,分支线多而复杂,特别对山区县级供电企业来说,农网线路多、供电半径长,全部为放射式供电线路。虽已实施改造,线路抗事故能力有较大的提高,但10kV配电线路故障还是时有发生。因此,供电企业需做好故障分析与防范,提高10kV配电线路整体的运行水平,确保供电的安全、可靠性。
        参考文献:
[1]章础雄.配电线路的故障原因及运维管理[J].技术与市场,2017,(3).
[2]杨政机.10kV配电线路的运行维护策略[J].通讯世界,2017,(5).
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