摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。随着电力系统建设模式的更新和建设规模的扩大，配网自动化技术开始融入到10kV配电线路的布设工作中，对提升配网线路运行的效率和质量有极大的促进作用。但作为一种具有消耗性特点的线路，配电线路在实际应用中必然也会出现故障和问题。只有充分了解配电线路故障发生的原因，并采取针对性的措施进行检修维护，才能更好地维持10kV配电网的可靠运行。
关键词：电力系统；10kV电网；故障原因；预防措施
引言
在10kV配电线路的实际运行过程中，配电线路的接地故障是其常见的一种故障类型。由于产生故障的原因比较复杂，如果不及时准确的查找故障点，快速处理故障，就会导致点扩面的现象，扩大故障的影响范围，严重的甚至会造成大区域的停电等事故，给人们的生活带来负面影响。因此，提高供电可靠性，确保供电质量，满足人民群众的用电需求，就要对发现配电线路的故障进行分析，并迅速进行解决和制定措施进一步治理。
1配电线路的故障原因阐述
1.1短路故障
短路故障在10kV配电线路的运行中属于发生频率较高的一个情况。当线路发生短路，线路上安装的断路器开关一般有速断保护，主要作用是瞬时切断相间故障短路电流，减少对设备及线路造成的损伤。速断保护不能保护线路的全长，速断保护动作一般是由于本线路前段发生了相间短路故障。常见故障有：线路金属性短路故障；线路引跳线断线弧光短路故障；跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障；小动物短路故障；雷电闪络短路故障等。
这种类型故障的引发原因分为3种类型。第一，由于自然环境方面的因素引发的短路。这种故障的产生主要是由于配电线路所在的区域集中在空旷或郊区的区域，且该区域气象变化相对比较剧烈，大风、雷雨等强对流天气往往是造成线路故障的原因，如发生飘浮物挂在导线线、树木搭挂在线路上等情况。第二，来自人为方面的因素引发的短路。这方面的短路问题主要是指由于人力的干预和外力破坏，如施工车辆碰撞导线电杆、电缆旁钻探作业等，直接对配电线路电缆造成影响，进而引发故障情况发生。第三，线路在长期运行中缺乏维护和管理，因线路设备问题或老化现象引起的短路故障。
1.2零序接地性故障
10千伏线路电源侧（变电站），变电站接线方式小电阻接地运行的，一般分为瞬时性接地故障、永久性接地故障。
瞬时性接地故障。如漂浮物或树木碰触导线、绝缘子污闪等；永久性接地故障：绝缘子、避雷器击穿，多发生在雷雨季节、导线断线、落地或搭在横担上、漂浮物或树木等倒在线路上、鸟害、变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地等。
配电网中性点接地保护方式常用有三种：中性点直接接地、中性点经小电阻接地、中性点经消弧线圈接地。目前，我局10kV电网的中性点接地一般采用经小电阻接地方式，如对线路设备维护不到位的情况下，线路断路器开关零序动作跳闸时有发生，导致用户停电事件时有发生。
1.3过流保护跳闸故障
配电线路过流动作保护的工作原理分为三段:电流速断保护、带时限电流速断保护、过电流保护。
电流速断保护是按本线路的末端短路时的最大短路电流进行整定，保护范围为本线路全长的一部分，动作时间为继电器设定的时间决定。带电限电流速断保护是按下一线路的速断保护整定，保护范围为本线路全长，动作时间按下线路的速断保护整定。过电流保护是按线路最大负荷电流整定，保护范围根据近后备及远后备设置不同，动作时间按阶梯原则整定。
过流保护跳闸的问题，实际上是电力系统在运行中出现过流现象后的一种自我保护的措施和现象。尤其在配网自动化程度逐步提高的配电网络建设背景下，线路的保护性能也得到了同步的提升，过流跳闸的过程可以在自动化的模式支配下完成，且还可以实现提前预警。但如果跳闸的现象发生频率过高或者负荷电路的快速流动状态持续时间过长，则容易引起发热，对导线和熔丝本身产生严重的影响，从而成为一种配电网的故障。
2配电线路故障的处理对策
2.1对10kV配电线路设备结构进行优化
因为在电流以及设备等方面出现问题，才会导致如今10kV配电线路故障的产生，所以要想科学合理的解决这一问题，提高线路对影响因素的有效抵制，就要做到对10kV配电线路的设备结构进行不断的完善优化。
首先在科学理论的指导下，对运行的线路设备建设情况以及周边环境进行调查了解，积极调整10kV网架联络方式，重要的用户负荷按3-1供电线路方式进行规划，不能满足的情况下可采用2-1过渡方式，不断完善配电线路的布局；其次，对10kV配电线路各个原有的设备以及环境进行及时的检查，对故障高发的线路开展综合整治，先主干线、后分支线、合理进行分段等措施；
2.2降低线路故障跳闸措施的落实
中压线路故障率是供电公司配电网运营和支撑供电可靠性的关键指标，为进一步降低线路故障率，减少故障停电时间，我们需制定以下工作措施。
2.2.1.持续开展线路保护区内的清障工作。开展线行树障黑点核查及动态更新，针对树木类别明确差异化清障责任人、工作周期，运维单位主管领导要开展监督、组织树障清理工作和检查，通过日常修理和基建项目，将树障区、建筑区的10kV架空裸导线，采取局部更换为绝缘导线、涂覆绝缘材料等改造措施，将树障问题纳入配网问题库进行修编。
2.2.2提升架空线路及设备防雷水平。结合基建、修理及防风加固专项同步开展存量线路防雷改造，对雷击跳闸频繁线路针对性开展线路防雷改造，利用科技产品，如开展10kV间隙避雷器的试点应用等，运维手段还有开展台架避雷器轮换、防雷接地网接地电阻测量及整改工作。
2.2.3加强线路设备防外力破坏管控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建立外力破坏黑点档案和责任巡视机制，联合政府部门对代建项目、市政项目等施工单位的开挖作业综合管理，推动政企联动队伍联动，完善现场安全标示牌等安健环，加大防外人触电联防安全宣传力度，利用职工创新、视频监控等技防措施。
2.2.4防止用户设备故障出门措施。推进加装用户分界点自动化断路器，对于业扩配套项目所选用的分界点开关选用具备快速切除故障功能的自动化断路器，定期梳理分析发生重复用户故障出门或者用电检查发现故障出门安全隐患的客户清单，派发隐患整改通知书，监督用户限时进行整改，降低用户故障出门的概率。
2.2.5拓展配网无人机应用范围。加强学习上级部门下发的《配网无人机巡视作业标准》、《配电架空线路无人机使用管理指导意见》等文件要求，编制建立无人机作业监控平台对配电架空线路本体进行精细化巡视，除电缆线路外，对运行中的架空线路机巡覆盖率要达100%。
2.2.6加强配电网项目施工验收管理。对未投产设备进行严格抽样检查，防止不合格产品入网运行，施工过程中开展线路设备附件施工关键工序、交接试验旁站监督，交接试验增加电缆振荡波测试，完善电缆通道施工验收流程和要求。落实和完善工程项目缺陷闭环管控机制，确保工程“零缺陷”移交和投运。
2.3针对性的馈线自动化（FA）检修策略
配网自动化是建立在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统。实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制以及用电和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统在线的、准实时的闭环控制。
我国配电自动化的发展大致经历了自动化阶段、计算机阶段、现代自动化阶段三个阶段。第一个阶段为自动化阶段：主要原理是不同的自动化开关设备相互支持；第二个阶段是计算机阶段：主要基于计算机大规模云计算处理相关的配网问题；第三个阶段为使用现代控制理论支持的现代自动化阶段。
配网自动化的第一个阶段，其中主要思路是当系统发生故障时，通过断路器等二次继保设备之间的相互配合，快速切除故障，不需要计算机介入进行实时控制，在这一阶段里使用的设备主要是二次物理设备。由于受电源和继保装置的影响，这一阶段的自动化程度非常低。
在故障恢复阶段，需采用多次重合闸，以保证系统的正常运行 大规模计算机云计算的配网自动化技术是发展的第二阶段。这一阶段对电力通信的要求较高，主要运用了现代通信技术、计算机技术和电力电子技术，在配电网正常运行时也能监视电网运行状况，真正意义上实现了遥信、遥测、遥控、遥调功能。并且通过监控设备及时发现非正常状态，并由调度员通过遥控远方设备，隔离故障区域和恢复健全区域供电。具有自动控制功能的现代配电自动化阶段，是进入配电自动化发展的第三阶段。此阶段计算机技术得到更好的应用，实现了配电网自动控制功能。集成了配电网SCADA系统、配电地理信息系统、馈线自动化、变电站自动化、需求侧管理、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统，初步实现了馈线分段开关遥控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方自动抄表等功能。
实际上，当电力负荷达到一个极限值时，FA技术能完成电力资源的转移或者通过应用多个不同的电源点位共同承担大量的电力负荷。FA技术不仅能够在故障信息的预警和检测环节发挥作用，而且能够通过数据计算的支持达到提升检修质量的目的。
2.4开展对线路设备差异化管理策略
提升设备精益化管理水平，才能减少设备故障，差异化管理按以下原则执行。一是加强配网线路设备运行管理四分管控原则；二是按照设备健康度和重要度两个维度确定设备管控级别，实现设备的分层、分级、分类和分专业管控；三是动态管控原则，当设备重要度或健康度发生变化时，应动态调整设备管控级别，及时调整设备运维策略；四是差异化巡维原则，依据设备不同管控级别，应制定并实施差异化的运维策略。
管控级别确定：各运维单位应根据设备健康度和重要度评价结果，按照设备风险，确定设备的管控级别，设备管控级别从高到低划分为“Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和消缺”，评定为消缺级别的纳入年度维护计划中进行消缺。差异化运维即根据设备的风险等级，对其运维业务内容及实施频率和优先级别作区分，开展具体可行的运维工作，依据风险评级的结果可形成巡视、消缺和预试定检计划。在巡视、消缺和预试定检的备选范围内，按设备风险等级高低安排运维计划，风险等级高的优先安排对应的运维业务实施时间。
2.5针对性的防雷保护措施
配电线路的杆塔高出地面十至数十米，并暴露在旷野或高山，线路长度有时达数百千米或更多，所以遭受雷击的几率很高，为提高线路运行供电可靠，而采取可靠的防雷措施很有必要。
线路防雷有四道防线：一是保护导线不遭受直接雷击，可采用避雷线、避雷针或将架空线路改为电缆线路；二是避雷线受雷击后不使线路绝缘发生闪络，需要改善避雷线的接地部分，或适当加强线路绝缘程度，对个别杆塔或使用避雷器；三是即使绝缘受冲击发生闪络也不使它转变为两相短路故障，不导致跳闸，应减少线路绝缘上的工频电场强度或系统中性点采用非直接接地方式；四即使跳闸也不至于中断供电，可采用自动重合闸装置或双回路供电、环网供电等措施。
结语
10kV配电线路是现代化企业开展工作的基础，只有确保10kV配电线路处于正常运作状态，才能持续稳定地为社会提供电源。了解10kV配电线路常见的故障及故障产生的原因，提升10kV配电线路和相关设备的质量，提升配电线路搭建的科学性，最大限度降低线路故障。
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论文作者:阮浩初
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：线路论文; 故障论文; 设备论文; 阶段论文; 导线论文; 电流论文; 措施论文; 《电力设备》2019年第22期论文;