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摘要：供电单位为提高用户供电的可靠性而进行线路分段，将致使投资费用急剧增加，本文对中压配电网线路的分段数进行了技术方面与经济方面的分析，以优化中压配电网线路分段的投资与管理。
关键词：中压配电网；线路分段；优化方案
为探讨10KV线路分段开关在运行出现的问题及原因，现以某某供电局线路为例，对线路中安装的2400台线路分段开关的运行情况进行分析，同时探讨线路开关在运行中容易出现的问题，并结合问题产生原因给出寻求问题的解决对策。
1.10KV线路分段开关容易出现的问题
1.1问题一
某某供电局现行所使用的10KV线路形式为“2-1”联络型与单放射型。这两种形式的电路具有以下特点，即线路主干线会分支出多条支线，整个线路结构很是复杂。另外，线路中所设置的分段开关也存在设计不合理问题，既复杂化了线路结构，又无法对线路安全运行发挥保护作用，所以该线路在运行中常常会发生线路故障，进而出现大面积停电事故。某某供电局10KV线路分段开关在运行期间容易产生的故障有：
1.1.1线路一旦发生故障，不管其故障是永久性的还是瞬时性的，故障线路所连接的变电站出线开关都会发生跳闸反应，如此一来，变电站开关的跳闸次数会随着故障发生率的增加而不断增加，时间长久后，出线开关会逐渐老化和破损。
1.1.2线路故障之后，线路停电范
围与停电面积会被扩大，原因在于10KV线路上没有安设相关的分段
开关，没有开关对线路故障进行隔离，所以导致线路某处发生故障，
整段线路运行都出现问题。
1.1.3线路运行中发生了单相接地故障，该故障在诊断与处理时只能对线路上的分段开关进行逐一断开，慢慢查找故障发生位置，这种处理方式虽然可行，但在处理故障时耽误了其他线路的运行，同样扩大了线路故障的辐射范围与影响面积。
1.2问题二
线路内部所安装的分段开关触头不良，在运行中出现发热现象。造成这一问题产生的原因主要有以下几种：
1.2.1设计施工人员在搭设线路，安装线路分段开关时没有做好安装保护，导致线路开关在安装时出现毛刺、接头受损失等问题。还有部分施工人员在安装分段开关时不注意开关接头的咬合深度，也没有调整好弹簧压力，最终导致分段开关出现安装质量问题，如开关接头出现毛刺、触头受到损坏等等。
1.2.2开关在运行中出现故障以后
没有按照相关规范要求对其进行维修，进而导致开关的触头部位的弹簧失去弹力，造成开关接触不良，运行发热。
1.2.3开关材质选择不
当也会导致开关出现接触不良问题，加之劣质的开关材料无法抵挡电力负荷，开关触头在长期运行工作中极容易出现发热现象。
2.简单常开环网的分段原则
城市10kV配电网大多采用开环运行的环网结线，只有在城郊才采用放射式结线。为分析馈电线分段的选择，以简单的开环网馈电线的情况进行分析，再将结论推广到较为复杂的配电网。如图1所示的是一个在配电网中较为常见的典型的简单的常开环网结线。正常运行时，分段开关1，2，3，4，5中至少有一个分段开关处于断开状态（图l中的#3开关），一般称之为联络开关。开环网正常运行时联络开关的两侧都相当于一条馈电线的末端，当某侧失去电源时，可以通过自动或人工操作联络开关，向另一侧供电。为了维护方便，为避免因设备检修而造成全线停电，影响用户正常供电，各分段开关以及联络开关两侧都装上隔离开关，有利于提高供电可靠性。
图1 简单常开环网示意图
表1设定了10kV配电网可靠性参数的符号及相应统计值。
表110kV线路可靠性参数符号及其统计值
假设馈电线的总负荷为P，线路的总长度为L，则当线路不分段时，一条线路就定义为一个区段，其损失电能由故障停电损失和计划检修停电损失的两部分组成，如式所示：
当将一条馈电线分为n段时，这条馈线由n个区段组成，且这n个区段同时有两个区段同时故障的概率几乎等于零，所以只考虑有一个区段发生故障的情况。假设这条馈线的负荷分布均匀，各个区段的负荷大小相同，区段长度相等，则分段后的馈电线的电能损失由故障巡查损失电能、故障检修损失电能和计划检修停电损失电能3部分组成。
3.复杂的开环网结线的分段原则
上述结论虽然是针对简单的开环网结线的分析计算所得到的，但对复杂的开环网结线仍然适用。从图2中分段开关数量与线路分段数的关系可见，无论多么复杂的树枝环网，都可以以电源至所有联络开关之间线路总长作为线路长L，线路分段数为n，则分段开关数仍为n-1，而联络开关数则决定于独立的闭环数。
图2 复杂的开环网结线
4.相应的改进措施分析
针对上述所分析的10kv线分段开关运行故障，现结合开关、线路运行实情，给出以下几点可采用的改进措施，以供参考。
4.1提高线路主干线的开关分段能力
10KV线路在设计安装时可适当插入一定数量的分段开关，以提高线路故障的隔离能力，保证线路的正常、安全运行。所以要注意的是，分段开关在安装时要严格遵循以下几点安装原则：一，开关与开关之间间隔的用户数量大致在5-7之间，也就是说，是一段线路中，要每隔5-7个用户安装一个分段开关；二，前一个开关与后一个开关之间的间隔距离不可超过2千米；三，10KV线路主干线上所安装的分段开关不应超过4个。
4.2做好架空线路的馈线改造
对架空线路进行馈线自动化改造，改造主干线分段断路器、主干线分段负荷开关、分支线分界断路器、分支线分界负荷开关、分支线用户分界负荷开关等设备，按照"电压-时间"型馈线自动化方案进行配置，通过线路上开关之间的动作配合，以达到馈线进行快速地故障定位、故障隔离、非故障区域供电恢复，最大限度地减少故障引起的停电范围、缩短故障恢复时间。对变电站出线断路器配置二次重合闸，设限时速断保护、带时限过流保护、零序保护。限时速断保护动作时间整定为0.3s，过流保护时限不大于0.5s，零序保护时间整定为1.0s。一次重合闸延时5s，二次重合闸延时60s。
主干线分段断路器设带时限过流保护、零序保护装置。过流保护动作时间整定为0.15s，零序保护时间整定为0.7s。主干线分段负荷开关实现自动隔离故障区域。当开关两侧失压且无电流流过（断路器分断后），脱扣快速自动分闸，当开关一侧有压后延时5s合闸。分支线分界断路器设置在主干线的大分支线首端，其作用主要是隔离分支线上发生的故障，具有分断相间短路电流、负荷电流和零序电流的功能。若分支线在主干线第一分段（FB电源侧），分界断路器电流保护动作时间整定为0.15s，零序保护时间整定为0.3～0.7s；若分支线在主干线第二分段（FB负荷侧），分界断路器电流保护动作时间整定为0s，零序保护时间整定为0.3s。分支分界负荷开关安装在分支线首端，其作用主要是隔离发生在分支线上的故障，具有分断负荷电流和零序电流的功能。当开关两侧失压且无电流流过（断路器分断后），脱扣自动快速分闸，当开关一侧有压后延时5s合闸。
4.3隔离开触头发热问题的防范措施
对于隔离开关触头接触不良与触头发热问题，改造、维修时要做到以下几方面：一，在新设备验收中严格把关，仔细检查刀闸调整螺栓是否调整合适，防止刀闸衔接过松、过紧，检查刀闸触头是否接触良好，是否已在隔离开关触头上涂用导电膏；二，结合线路停电对开关进行检修，对隔离开关触头做重点维护，对隔离触头的螺丝、弹簧应细致检查，弹簧应定期更换，在隔离触头上用凡士林、导电膏涂抹，降低接触电阻等措施加以防范。
结论
10kV配电网中，每条线路的分段数与线路的总负荷和线路长度成正比，与每多供1kW.h电量的收益成正比，与开关的单价成反比。10kV线路分段时，按区段上负荷大小基本相等的原则进行。
参考文献：
[1]王赛一，王成山.配电网中辐射线路的最优分段处理[J].电力系统自动化，2005（8）．
[2]刘博，肖，景菲，王文涛.中压配电网的线路分段开关优化规划[J].黑龙江电力，2004（4）．
[3]周中秋.10kV线路分段开关在运行中存在的问题及整改措施[J].电工技术，2009（5）
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明确检修的重点，进而有效提高检修工作的质量与效率。此外，电力企业要对检修人员的工作进行相应的督导与检查，确保线路运行的安全性。
一些线路检修工作需要带电作业，线路中的带电设备就成为了主要危险点，而且很多带电设备要经历运输、安装等过程，再加上外界自然因素的干扰，都可能对带电设备造成不利影响，出现腐蚀变质、绝缘度下降甚至破损老化等问题，这些带电设备如果在实际使用前未经较验就会成为巨大的危险源，为带电检修人员带来生命威胁。必须加强这些带电设备的管理，无论是运输、保管还是安装都要由专业技术人员保驾护航，带电检修人员要注意有效规避这些带电设备，按照安全规定进行规范操作，确保施工人员能正确使用作业工具。其中要重点做好绝缘设备的管理，实施登记注册制度，并将其储存于干燥、无污染的环境中，做好带电作业检修工作，当发现绝缘度下降时，则要采取措施。
3.4建立完善线路管理机制，做好电力人员的培训工作
由于电力人员直接参与到线路检修与维护工作中，因而其自身的专业素养与工作经验对检修质量有着直接的影响。因而，电力人员首先要对10kV配电线路的具体状况进行全面的了解，并且根据线路的具体特点制定完善的管理机制，具体工作中严格按照这一制度开展相应的工作。此外，电力管理部门要定期对电力人员进行技能培训，并鼓励员工进行经验交流。这一过程中，不仅要对检修人员进行专业知识的讲解与普及，同时还要加强员工的职业操守教育。企业可以建立相应的奖罚机制，为优秀员工提供良好的晋升空间，以此来提高员工的积极性与责任心。
3.5加强现代化技术的应用
信息化技术以及远程控制技术、智能化技术在各行各业中得到了广泛的应用。对于电力企业而言，要加强对先进技术与设备的应用，提高线路运行管理的质量与效率。一方面，检修与维护工作中要加强对GPS系统以及大数据、遥感技术的应用，通过远程监测、操控的方式，进行线路的运维与管理，对于一些危险特殊地区的线路要做好实时的定位与故障监测工作。比如，可以借助GPS技术和远程遥感监测技术进行线路的综合检查工作。同时，还可以应用大数据技术进行线路数据的统一管理，将10kV配电线路的相关数据进行统一管理，使得工作人员可以通过信息共享来为检修工作提供数据支持[4]。
4、结语
10kV配电线路作为供电系统中重要的组成部分，需要从运行、维护等方面出发，加强其管理工作，对产生故障的方面采取有效的运行故障检修，保障10kV配电线路安全稳定的运行，才能更好的促进电力行业的发展，满足社会经济发展的需要。
参考文献：
[1]彭杰，10kV 配电线路的运行维护与检修 [J]. 山东工业技术.2015（03）：149-150.
[2]陈建光，浅析10KV电力电缆线路设计技术要点 [J]. 电子测试2016（10）：130-131.
[3]张岩梅，10KV配电线路的运行维护与检修 [J]. 电气工程与自动化. 2015（03）：10-11.
[4]黄永吉，10kV 以下配电线路的运行维护及检修 [J]. 质量探索. 2016（06）：109-110.
论文作者:蔡贵旭
论文发表刊物:《河南电力》2018年24期
论文发表时间:2019/8/22
标签：线路论文; 故障论文; 负荷论文; 支线论文; 开环论文; 区段论文; 断路器论文; 《河南电力》2018年24期论文;