摘要: 我国当前在电力传输上多采用的是模块化多电平柔性直流输电电缆线路，虽然电缆线路出现故障的几率较低，传输性能好，但由于造价较高，并且不适合远距离大容量的电力传送，所以在电力传输上有一定限制。10kV配电线路一旦出现故障，将会对供电企业的形象乃至供电安全和可持续性造成不良影响。所以，10kV配电线路容易出现哪些故障，如何正确的判断故障原因、快速查找原因，并做到迅速隔离和有效预防，减少停电次数、缩减停电时间并能快速的恢复电力供应。为提高10kV配电线路供电可靠性，对广东某供电局2010年发生的一起因雷击断线引起变电站10kV母线电压异常（A:5.9kV B:6.5kV C:5.9kV）情况进行分析。提出因雷击断线，导致变压器中性点偏移，是造成变电站10kV母线电压异常的主要原因，并从设备技术和运行维护等角度提出整改措施。
关键词：故障；变电站；母线；措施。
前 言
10kV配电线路主要是指电力传输过程中所使用的架空明线传输网络，架设于地面之上，主要是通过使用输电导线和绝缘子直接固定于直立在地面上的杆塔，实现大电量的远距离传输作用。架空线路的优点在于一旦出现故障便于维修，并且造价较低节约成本，但很容易受到环境和气候影响，例如雷击、大风、冰雪、污秽等，恶劣的环境会给架空线路造成损害从而引发故障，另外由于输电走廊需要占用的土地面积较大，所以容易受到周边环境中存在的电磁干扰，影响电力传输效果。架空线路的主要构件包括导线、避雷针、绝缘子、杆塔、杆塔基础、金具、接地装置以及拉线等。10kV系统电压异常现象在电网运行中经常遇到，但要想准确及时地判断处理并不是一件容易的事[1,2]。在运行中，因线路老化运行时间过长，防雷措施不佳等原因，造成断线，从而导致10kV系统电压异常，在一定程度上影响了供电可靠性。本文对广东某供电局2010年发生的一起因雷击断线引起变电站10kV母线电压异常情况进行分析，并提出了相应的反事故措施。
1、架空线接地故障的分类：
1.1接地故障和故障判断
线路接地可以划分为单相接地、两相接地以及三相接地，接地故障主要分为瞬时接地性和永久接地性两种。瞬时接地故障发生通常是因为雷电闪络、线行上有超高树木或竹子在大风天气时风偏碰触导线等造成。永久接地性故障通常是因为绝缘被击穿、导线落地等造成。最为常见的故障为架空线路单相接地。故障的判断方式为检测线路电压，判断接地故障。接地线路查找的方式为，通过线路分段开关进行分段查找的方法。按照一定步骤可以排查单向接地故障。首先要判断出是否真正出现了单相接地故障，并判断是哪一相接地发生故障，从而寻找到该线路。在具体操作时，需要按照线路的长短、负荷轻重、故障出现几率等确切情况进行分段寻找，如果在分段过程中，某段接地信号消失，就说明这个位置是故障位置。
1.2绝缘子故障和故障判断
绝缘子发生故障主要原因包括，绝缘子损坏、老化或者受到外界破坏等。在日常巡视时如果发现有老化的绝缘子必须及时进行更换，新绝缘子也必须通过耐压试验后才能替换使用。瓷瓶绝缘子较为容易受到外力的破坏，出现破损会开裂，如果发生以上情况，就需要及时的更换瓷瓶，排除故障[3]。
1.3架空导线故障及故障判断
由于10kV配电线路的排列方式为三角形排列和垂直排列，并且线之间的距离较小，如果在同一个档距之内，导线出现弧垂度不相同的情况下，在大风天气下，导线的摆动幅度也会出现不同，如果导线之间发生了碰撞，就会造成短路现象，这种故障的避免方式是严格把控施工质量，对导线的张力加以有效控制，保证三相导线的驰度相同，并要在施工过程中保证线路在标准范围内，在进行线路巡视的过程中，如果发现存在以上问题，需要进行及时上报和处理。另外，如果在大风的作用下，有树枝或其他异物被吹落在线路上，或者导线上存在导电物体，也会引发线路短路，严重情况下还有可能发生断线。超高汽车通过也可能造成这一故障，所以，在交叉或者跨越线路部分，需要预留足够间隔距离，避免故障发生。如果导线长期处于有害大气腐蚀或者水分过度充足地区，容易发生氧化而引起损坏，特别是钢导线和避雷线更容易出现锈蚀现象，如果在巡视过程中发现这种问题，必须及时更换导线。
2.10kV线路设备故障
1）单相完全接地：电压一般显示为接地相电压为零，其余两相电压升至线电压。原因主要有：线路断线接地、瓷瓶击穿、线路避雷器击穿、配变避雷器击穿、电缆击穿、 线路柱上断路器击穿。
2）单相不完全接地：电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。原因主要有：线路断线接地、配变烧毁、电缆故障。
3）线路单相断线：电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。电压的变化幅度与断线的长度成正比。
4）线路两相断线：电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高，电压的变化幅度与断线的长度成正比。
例：2010年5月19日，雷雨天气，某变电站10kV母线电压异常（A:5.9 B:6.5 C:5.9），调度令断开F13线后，电压恢复正常。则说明故障点并非变电站内测量回路，由此判断应为线路设备故障，再进行分段查找时，确定为线路侧单相不完全接地。调度确认故障点并非测量回路后，即令人查线，查线人员发现F13线#37杆变压器被雷击，即申请退出变压器，对其进行抢修，然而抢修完毕恢复送电后，变电站10kV母线电压又异常（A:5.8 B:6.4 C:5.9）,说明先出现变压器雷击故障，此时线路还未发生断线（或者未全断），因而变压器故障处理完后电压恢复正常，但是送电时因电流冲击和雷雨天气情况发生断线，此两种情况都属于高阻接地（A：5.9，B：6.5，C：5.9），故障相电压升高，非故障相电压基本不变。经再次查线后发现，变电站10kVF13线#29杆处有断线（电源侧未接地，负荷侧接地），在申请停电抢修完毕，恢复供电后变电站10kV母线电压恢复正常。考虑当时抢修变压器故障时还有雷雨天气，经现场核查为雷击断线，且母线电压异常情况为（A:5.8 B:6.4 C:5.9），由此判断导致电压异常的原因为：单相不完全接地、线路单相断线。
从上图以看出，当电网各相电压Ùa、Ùb、Ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生。
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图2：故障点照片
反事故处理措施
本文所提到的线路，因其运行时间已经长达30多年，且处于山区地带，极易发生雷击断线事故，因此针对其特点，为预防雷击断线事故频繁发生，我们提出以下措施：
1）在线路大修时，加装避雷器，更换加强型绝缘子。
2）绝缘子处导线加装护线条：传统的绝缘子与导线的定位方式为圆柱体与圆柱体的接触，即点接触。接触电阻很大，短路电流流过接触点使温度剧烈升高，导致断线。在绝缘子导线处加装护线条不仅可对导线强度加到补强作用，更重要的是变点接触为面接触，减低了接触电阻并增大了散热面，从而减少雷击断线的发生。
3）其周围的一座变电站正在建设当中，等其建好之后，可以将这条线路上的负荷转由新建变电站供电，或与其它线路环网，改善网架结构。
结束语
10kV系统电压异常的因素非常多，雷击断线是导致其电压异常的一个因素，对处于山区地带的配电线路，其受雷击后极易发生瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。为提高线路运行可靠性，应做好防雷措施。
参考文献：
[1]钱振华.电气设备倒闸操作技术问答[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]曾德君，万善良.配电网新设备新技术问答[M].北京：中国电力出版社，2001.
[3]张俊成.广东配电网架空线路供电可靠率分层分块计算模型研究[D].广州：华南理工大学，2017.
本文是在陈显芬、李武松的细心指导下完成的，能够完成论文是一次难忘的经历，感谢他们孜孜不倦的教导在此向两位导师表示深深的感谢！感谢你们这几年来对我专业技能，工作作风、为人处世上的指导。谢谢！ 最后感谢评审论文的各位专家！
论文作者:林玉煌
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; 断线论文; 电压论文; 导线论文; 绝缘子论文; 变电站论文; 《电力设备》2019年第22期论文;