（广东电网汕头龙湖供电局 广东汕头 515041）
摘要：文章首先介绍10 kV 配网线路的现状，提出如何降低 10 kV 配网事故的故障率可靠措施，从而提高10kV配电网的运维水平。
关键词：10 kV； 配网；故障率；措施
引言
10kV配电网是电力系统的重要组成部分，与广大用电客户有着最为直接的联系，对安全性和可靠性要求较高。通常，10kV配电网中的接线方式错综复杂，长期处于户外，一旦线路中出现故障，将会给片区用户带来极大不便，更可能遭受巨大经济损失。本文对降低 10 kV 配电网的事故故障率分析，结合工作实践经验，最后提出了行之有效的防范措施，旨在有效防治10kV配电线路故障，提高10kV配电网的运维水平。
1 10 kV 配网线路的现状
10 kV 配电线路与其它高压电配电线路相比较，具备着两个显著的特点。
1． 1 10 kV 配电线路的结构相对复杂
（1）线路复杂。10 kV 配电线路纵横交错，错综复杂，具有点多，线长，面广的特点，造成了配电线路极其复杂的局面。
（2）接线方式多种多样。10 kV 配电线路存在着放射式、干线式、链式、环网式、两端供电网络等多种结线方式。这么多中的结线方式结合在一起，使得配电线路的复杂程度进一步加深。
1．2 10 kV 配电线路由运行、外力以及其他因素造成的故障较多
（1）10 kV 配电线路的开关设备多种多样，质量良莠不齐，新旧程度也难以监控。因此，电网运行时往往会有以下的原因造成故障：电缆接头处理不当；保护设备原因导致误动、拒动所引起的事故； 由于预防性试验或者是设备运行维护不到位，导致电力设备运行不良所造成的事故。
（2）外力因素则是因为：10 kV 配电线路很多是暴露在人口密集的地区。随着当地的发展，各种的社会建设以及道路施工会引直接引起线路的故障和短路。还有就是那些不法分子为了盗取电力资源，随意接线、拉线，很容易引起短路故障以及线路跳闸。
2 如何降低 10 kV 配网事故的故障率
基于以上的分析，10 kV 配网事故的故障率居高不下，其主要原因在于 10 kV 配网的线路结构复杂、电力设备的多样性、外力因素破坏、管理运维困难。因此，要降低其故障率，必须从以上几点着手解决。
2.1 电力设备的更新换代
常年暴露在外面的电力设备容易受到雨水酸碱的侵蚀，而本身材料也会随着时间的推移而逐渐老化，被侵蚀老化后的电力设备会出现绝缘等级下降的现象，从而引起了线路接地及短路故障。有时故障甚至会导致设备的爆炸而引起人员伤亡。因此，对于电力设备更新换代的必要性是毋庸置疑的。但电力设备的成批更换往往会涉及到电力设备更换的成本、电力设备的选型、更换更换的顺序、更换过程中的停电对周边的影响、更换后的成效等问题。所以，电力设备的更新换代必须遵循一定的原则。
2.1.1 重要的线路、线路中重要的节点应优先保证其可靠性以及安全性
在每个地区中，或每条线路中，都存在着特别线路节点。其节点的用户往往是重要的一级、二级负荷。对于这些重要线路或节点，其使用的电力设备应以质量为先，采用较好的合资品牌电力设备，避免不必要的线路故障的发生。
并且应根据相关的电力标准，采用双电源的供电方式，具备自动投切的功能。当一路电源因故障失电时，备用电源自动投入，保证其供电的可靠性。
2.1.2 根据负荷的季节性选择电力设备更换的时间点
10 kV 配电线路的负荷具有明显的季节性特征，可根据此特点制定电力设备更换的时间表。这样可大大降低更换设备过程中的停电对当地地区的经济、民生的影响。
2.1.3 考虑环境因素、经济因素，试点先行
根据我国的节能减排、绿色环保的政策，电力部门应尽量减少使用六氟化硫气体充气开关柜。六氟化硫充气开关柜不仅容易发生气体泄漏的现象，对环境造成污染，还可能会引起柜体爆炸等严重的事故。考虑经济因素，紧凑型的开关柜更符合当今“寸土寸金”的经济理念。在当城市难求一车位的现状下，环保、紧凑型的开关柜显然更符合时代的发展，而紧凑型的真空断路器柜正是较为理想的一种选择。
另外，由于每个地区的管理、运维方式不同，所以可以先建立试点，先行更换部分设备，让当地管理、运维人员熟悉设备的操作步骤以及性能。
2.2 优化线路结构
配电线路的优化可与电力设备的更新换代同时进行。在考虑进行电力设备更换的时候，应同时着手规划如何优化线路的结构，以降低配网事故的故障率。对于线路的优化有两种方式，一是结线方式的优化，而是保护方式的优化。
2.2.1 结线方式的优化
（1）增加必要的线路结点。对于跨度过大，线路长度过长的线路，可根据负荷分配情况增加结点，便于管理维护。
（2）减少不必要的线路结点。由于负荷点的迁移，之前的线路结点已不存在意义，应改造消除该线路结点，降低发生故障的概率。
（3）优化线路中的重要结点。10 kV 配电线路中，有很多结点采用的是电缆箱、分线箱。电缆箱、分线箱可靠性不及断路器开关箱，容易发生故障，因此，对于一些重要的线路结点，应将其改造为带保护的断路器开关箱。
2.2.2 保护方式的优化
经过统计，在 10 kV 配电网线路中，导致变电站跳闸、导致大面积停电的故障大部分是由线路电缆的故障引起的。
当前我国城市建设迅速，配电线路周围的施工频繁。楼盘起建、公路整改所要使用的各种大型的机械、吊车等施工机械很容易碰撞线路，引起故障。因此，电力设备要在保护方面做好防范措施。
（1）使用线路的光纤差动保护实现故障就地隔离。
在重要线路两端的开关柜内配置能实现差动电流检测，实现光纤差动保护的继电保护装置。当线路中出现电缆因施工原因，被挖坏、挖断，从而导致短路、接地故障时，则线路两端的继电保护装置会自动跳开开关，就地隔离故障。如图 1 所示。
图 1 使用线路光纤差动保护实现故障就地隔离
图中，002 A 与 001 C 为真空断路器开关柜，柜内配置带有光纤差动保护功能的综合继电保护装置。综合继电保护装置之间接有光缆。当开关 002 A 与 001 C 之间发生线路故障，并且产生的差流大于综合继电保护装置的定值时，002 A与 001 C 开关将同时断开，实现将故障线路的就地隔离。
（2）使用网络备自投功能实现智能转供电。接（1），当 002 A 与 001 C 开关将同时断开时，必有一方是停电状态。所以，光纤差动保护只能就地隔离故障，使故障的范围减到最小，还没能实降低故障率的目标。
因此，还需要其他的保护功能来达到“零停电”的目标。
网络备自投功能，可以在大范围、整条线路中实现电源的自动切换，实现智能转供电的功能。如图2 所示。
图 2 使用网络备自投功能实现智能转供电
若线路正常运行状态下，1 号开关箱、2 号开关箱由变电站 1 供电，3 号开关箱、4 号开关箱由变电站 2 供电。
假设由 1 至 4 开关箱所组成的主干线路是配网事故多发地，线路中城市建设频繁，经常导致电缆故障。
在未改造前，开关不具保护功能，不具备光纤差动保护以及网络备自投功能。当分开关箱间的任意一段线路发生故障时，将会导致变电站 1 或者变电站 2 的出线跳闸，从而导致片区大范围停电。改造后，1 至 4 开关箱两两之间能实现光纤差动保护，并且以2 号开关箱002C 为网络备自投联络点。当开关箱任意一条电缆发生故障时，电缆两端的开关将会快速跳闸，实现光纤差动保护。
成功隔离故障后，假设是 3 号开关箱与 4 号开关箱之间的电缆发生了故障，002B 与 001D 开关动作跳闸，则网络备自投将动作，作为联络点的 2 号开关箱 002C 开关将自动合上。
所以，电缆发生故障后，1 至4 开关箱之中没有发生停电，之前由变电站2 供电的3 号开关箱开关箱，经过智能转供电，由变电站1 进行供电。这样，就得以实现了降低配电网事故故障率的目标，虽然故障在客观上依然存在，但并没有影响到配电网的正常运行，在电网正常运行的角度上来看，故障是已经消除了。
2.3 实时监测管理
由于配电线路的复杂、点多、线长、面广的特性，这使得对于线路的管理、维护，成为了一项艰巨的工程。
很多配电线路的故障，都是有预兆的，如果能在故障发生初期发现，就能及时处理故障问题，甚至是阻止故障的发生。
因此，配电网中亟需有一个可以对线路状态进行实时监测的后台主站系统。
图 3 为典型的混合线路组网系统图。其中，10kV 电源 1 号、10 kV 电源 2 号、公共开关房 1、公共开关房 2 为埋地式电缆线路，而由开关房 1、开关房
2 出线开关引出来的为架空线路。
在没有实时监控的后台主站的情况下，巡视开关、线路需要花费大量的人力资源以及时间，并且还不一定能检测出故障点。若在这个系统中配套有一个可以实时监控的后台主站，则可以实现如下功能：
（1）可以实时监测每个开关的分合闸状态、三相电流值、三相电压值、功率负载等实时数值；
（2）当发生故障时，后台主站将弹出窗口，发出警示，通知运维人员；
（3）可以实现遥控分、合闸操作。
以上功能，可以实现运维人员效率的最大化。故障发生时，运维人员会第一时间知道故障点，然后前往故障点，大大增加了运维抢修的效率，可以极大缩短停电的时间。有时可根据观察后台的电流、电压数值，提前发现故障点，甚至可以将故障防范于未然。后台主站的遥控功能在季节变更时，可以实现远程分合闸，进行地区负荷调整，以免部分线路发生超负荷而引发线路的故障。
图 3 典型混合线路组网系统图
3 结束语
随着电网的发展，配电线路朝着合理高效的方向改进。10kV配电线路是连接电网与用户的重要环节，具有分布广泛、运行环境十分复杂的特点。提高10kV配电线路的运行水平对供电可靠率有着直接关系，其可靠性水平对工厂的生产生活以及居民的生活有着重要影响。当下的10kV配电线路中还存在很多问题，常常会导致系统故障。对此，相关工作人员应该对这些故障原因进行深入分析，积极探寻合理有效的防治措施，尽可能地降低故障率。
参考文献：
[1] 王辉强．架空10kV配电线路故障原因分析及防范措施[J]．中国高新技术企业，2010，（33）．
[2] 李明虎.电力配网存在的不足与电力配网可靠性的提升研究 [J].企业技术开发，2015（16）：112-114.
[3] 陈福军，杨勇.提高电力配网可靠性的技术措施分析 [J].广东科技，2013（10）：60-52.
论文作者:胡湛强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/11
标签：线路论文; 故障论文; 故障率论文; 电力设备论文; 结点论文; 发生论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第27期论文;