10kV配电线路常见故障探究论文_史卫东

10kV配电线路常见故障探究论文_史卫东

(国网博兴县供电公司 256500)

摘要:随着近年来城市电网改造工程的深入开展,10KV配电网的供电方式也发生了较大的变化。随着供电方式的改变,配电线路的绝缘水平得以提升,从而有效地降低了配电线路的跳闸率、提升了供电可靠性。但是在新的供电方式下也不可避免的发生单相接地故障,尤其是在较为恶劣的环境下更是事故频发。本文就10kV配电线路常见故障及对策进行了简单的分析。

关键词:10kV配电线路;故障;对策

1、10kV配电线路常见故障分析

1.1 单相接地故障

根据电网故障的统计数据,单相接地故障是10kV配电线路故障的最常见形态,约占配电线路故障的80%左右。

1.1.1 故障现象:单相接地是指10kV配电线路的某一相发生短路故障,故障电流与大地形成通路,有时可能出现很大的短路电流。

1.1.2 故障影响:目前,根据电力系统运行规程,中性点接地系统中出现单相接地故障必须由继电保护动作立即切除,一旦继电保护不能正确动作,则单相接地故障导致的大接地电流很可能损坏电气设备,引起事故停电;中性点不接地系统或经消弧线圈接地的小电流系统,在10kV配电线路上发生单相接地故障时,由于故障电流较小,允许带故障运行2个小时。但对于发生单相故障的小电流接地系统来说,此时非故障相电压抬高,可能会对线路上运行的电气设备带来影响,导致设备绝缘损坏;同时,间歇性的单相接地还可能导致拉弧,引起系统谐振。

1.1.3 故障原因:(1)树枝触碰。自然界的风摆动或林木生长是导致10kV配电线路接地故障的主要原因,10kV配电线路杆塔跨越面积广、杆塔设计不高、线路弧垂较大,当线路走廊附近树木生长过快且修剪不及时时,遇到大风很容易与配电线路搭接,造成间歇性的单相接地。(2)违章建筑。配电线路在设计时,根据国标和行业标准,会综合考虑线路的高度、风偏、弧垂等因素,保持一定的裕量。对正常高度的建筑物,10kV配电线路应该能保持足够的有效距离。如果线路通道附近有私建的违章建筑,与线路距离在有效距离外,则线路有可能通过空气放电,导致与违章建筑出现短路。(3)雷击。雷击导致的过电压可能导致10kV配电线路的绝缘子或避雷器被击穿,从而发生接地故障。雷击这种影响因素带有季节性,一般多发于春夏季节。(4)鸟害。鸟类在10kV配电线路上停留或做窝,导致线路与树枝搭接,导致接地故障。鸟害多发于春季,每年配电网都需要花费大量资金用于驱鸟和防鸟害。(5)用户侧故障。与电网侧相比,用户侧对电网安全知识了解相对较少,安全意识不强,同时管理相对松散。因此,用户侧出现故障的概率较大,从而波及整条10kV配电线路。(6)绝缘子脏污后,碰上雾雨天气,发生闪络或爬电。

1.2 两相短路

1.2.1 故障现象:两相短路是系统中发生次数仅次于单相接地的故障,发生两相短路时,10kV配电线路的两相之间通过某种物体发生短暂或永久性连接,导致系统过流,相关的继电保护动作。

1.2.2 故障影响:发生两相短路时,系统的故障相会流过巨大的故障电流,引起10kV配电线路的相应开关跳闸,10kV线路一般不配置重合闸,因此跳闸后需要人工重合闸,如果是永久性故障,则重合闸后系统还需要再次经过冲击,造成不利影响。此外,10kV配电线路发生两相短路时,短路点越靠近母线,母线电压将被拉的越低,的那个发生变电所出口处故障时,系统电压仅为正常幅值的50%。

1.2.3 故障原因:(1)小动物破坏。10kV配电线路深入居民区,存在被小动物破坏的可能,具体包括鸟类展翅触碰、鸟窝树枝搭接、小动物跨接配电房配变等。(2)外力破坏。有些10kV配电线路靠近路边,对于通流量比较大的交通要道,配电线路有被大型工程车搭接或触碰的可能,由于这些大型工程车多为金属制造,因而容易引发金属性短路。(3)雷击。对于夏秋季节的强雷暴区,发生雷击故障时,如果10kV配电线路的接地电阻不合格或存在绝缘隐患,则雷电可能引起相间绝缘击穿,形成相间短路。

1.3 三相短路

1.3.1 故障现象:10kV配电线路的三相之间经过金属或大地接地,造成三相连通形成三相短路,从而引起变电站的继电保护动作。

1.3.2 故障影响:三相短路的故障电流是所有故障中故障电流最大的,每当发生三相短路故障时,三相短路时系统电压将降为0,短路点越靠近变电所母线,系统母线残压将越低,出口三相短路时系统残压将降为0。

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1.3.3 故障原因:(1)三相短路在系统中发生的概率相对较小,风筝、金属丝等轻柔物随风飘扬,搭接在三相导线上,可能导致短路。(2)强雷电和雷暴将10kV配电线路设备的三相同时击穿,从而造成三相导线通过杆塔上的横担相连,形成三相短路。

1.4 断线、倒杆

1.4.1 故障现象:如果仅有一条导线发生断线或线路杆塔出现倒杆,一般不会引起系统内继电保护跳闸,如果是两相以上的导线发生同时断线,则可能导致两相的永久性故障,不仅会引起继电保护跳闸,且因为是永久性故障,还会导致重合闸重合不成功。线路倒杆是更为严重的系统故障,不仅会导致线路断线,还可能导致更为严重的永久性跳闸故障。

1.4.2 故障原因:(1)感应雷。雷暴天气下,在相应的线路之间可能导致感应雷,感应雷将对10kV配电线路产生强大的电动力,这种电动力可能导致线路被扭缠到一起,产生破坏。(2)外力破坏,因为装修或交通事故,引起的工程车撞杆等,导致发生断线或倒杆。(3)极端天气的影响,因为台风或洪水等不可抗拒的因素,导致了巨大的摧毁力,引起线路断线和导杆。(4)因线路施工不到位或者负荷控制不力,导致线路电流过高,引起线路连接点过热而烧断线路。

2 、处理措施

2.1 对单相接地的措施

2.1.1 严格把控线路的材料使用。配电线路运行的环境相对恶劣,有必要使用更高的材料保障线路运行的稳定性,因此,在经济条件运行的情况下,应该对配电线路上使用的材料进行严格把控,采用绝缘线、绝缘子采用防污绝缘子等。

2.1.2 加强日常的巡视和运行维护工作,及时发现违章建筑、做好杆塔驱鸟、驱赶线路边的小动物,定期修剪过高的树枝,以消除事故隐患。

2.1.3 加强线路监管工作,做好对用户侧设备的监督和管理。定期更换老旧的电气设备,对出现绝缘子污损、线路绝缘损坏等异常情况,应立即要求更换。

2.1.4 积极采用新技术和新材料,针对配电网的实际情况,不断采用高科技产品,例如,推广使用单相接地故障指示器、用户分界负荷开关等先进器件,以方便快速地排除故障、隔离用户侧设备。

2.2 对相间短路的措施

2.2.1 提高线路绝缘化能力,避免因线路绝缘击穿而导致的相间短路,尤其对线路、闸刀、令克等高故障率电气设备,应该做好绝缘处理。

2.2.2 加强定期巡视,做好定期驱鸟工作,在10kV配电线路上普及和安装驱鸟器,做好线路驱鸟工作,避免鸟脚搭接等导致的故障。

2.2.3 定期进行杆塔接地电阻测试,一旦发现锈蚀、剥落等现象,应立即更换并处理。

2.2.4 由于10kV配电线路接近用户侧,与电网用户息息相关,因此必须做好线路的宣传工作,提升有关部门和群众的护线意识,尽量避免在配电线路沿线的300米内放风筝。

2.3 对断线倒杆的措施

2.3.1 在交通线上的线杆周围建立围墩,并进行醒目的标识,提醒过往车辆注意,避免发生误撞,引起线路断线和倒杆。

2.3.2 实行计划停电时间,根据系统检修计划做好线路维护工作,在线路停电时进行绝缘子擦拭、避雷器检查等。

2.3.3 对电网使用的新设备,做好投产和验收工作,进行严格的质量检验,对于设备的接头、弧垂尤其要检查仔细,确保设备无缺陷投运。

2.4 其他综合性措施

2.4.1 建立管理责任制,将跳闸次数、跳闸停电时间等作为对线路运行维护人员的考核内容,并与奖金、绩效、升迁挂钩。

2.4.2 除了日常巡视之外,要加强夜间巡视和特殊巡视,以发现线路的一些隐蔽缺陷。

2.4.3 线路应科学规划、合理分段,避免负荷过大、转供不灵等现象。

参考文献

[1]郭万东.10kV电力线路故障原因分析及预防对策[J].西铁科技,2013,(3).

[2]邵宏.对配电网运行故障及防治措施的研究[J].大科技,2012,(1).

论文作者:史卫东

论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期

论文发表时间:2016/5/23

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