10kV架空線路常見故障及對策分析

1、    10kv架空線路常見故障及對策分析    邱小帆摘 要：通過對10 kv架空線路的故障原因進行分析，詳細闡述了故障的判斷和查找方法，提出了預防線路跳閘的對策，以提高電網(wǎng)配電線路的運行水平和供電的可靠性。關鍵詞：架空線路；裸導線；絕緣子；配網(wǎng)故障：tm726.3 ：a ：2095-6835（2014）11-0050-02配電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟建設進程的不斷加快和產業(yè)結構的不斷優(yōu)化，我國電力系統(tǒng)的供電量也在逐年增長，對城市配電網(wǎng)的可靠運行要求越來越高。10 kv配電系統(tǒng)能否安全、經(jīng)濟、可靠地運行，對城市配電網(wǎng)的正常運行十分重要

2、。架空線路經(jīng)常會出現(xiàn)雷擊跳閘和斷線等故障，進而給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，給人民群眾的日常生活帶來很大的不便。下文就10 kv架空線路配電運行中的事故進行分析，并初步探索有效的預防措施。1 配網(wǎng)故障現(xiàn)狀以國家電網(wǎng)企業(yè)共同編制的用戶供電可靠性管理工作手冊（第二版）作為依據(jù)，對供電工作的可靠程度進行深入分析。以2012年的調查情況為例，全面分析電網(wǎng)故障的原因和相關責任。某地10 kv架空線路發(fā)生的故障情況統(tǒng)計情況氣候因素是指由大風、大雨或雷電等自然天氣，由氣候因素造成的故障大約占線路總故障的33.235%；外力因素是指由動物、樹木等外界干擾因素，此類造成的故障大約占線路總故障的3.457 2%；還有

3、11.731 6%的故障停電是由運營施工管理不當造成的，通常表現(xiàn)為施工質量不合格和施工管理不完善。從圖1中可以看出，超過一半的電網(wǎng)故障停電都是由氣候等外力因素引起的。對配網(wǎng)故障停電進行分類研究，可得知41.904 8%的配電網(wǎng)故障停電是由導線發(fā)生斷股、單項接地不合理、相間發(fā)生短路、對樹放電現(xiàn)象和斷線等因素引起的。以上故障原因中，斷線引發(fā)的故障占總故障數(shù)量的17.626%.對絕緣導線和裸導線的特點進行全面分析，可知裸導線上出現(xiàn)的故障通常都是由外部因素引發(fā)的，例如，金屬線容易受到樹木、鳥蟲等外界因素的干擾，從而引發(fā)跳閘。絕緣電路較少受到外界因素的干擾，這是因為其具備較好的絕緣層，可以對大多數(shù)外部干

4、擾因素進行防范。然而，隨著雷雨天氣的增多，雷擊斷線引發(fā)的配網(wǎng)故障停電現(xiàn)象也越來越多，相關調查顯示，絕緣導線在運行過程中發(fā)生的裸導線故障數(shù)占故障總數(shù)的15.3%；絕緣導線雷擊電線故障占總故障數(shù)的36.8%，其中，雷擊斷線率占到了雷擊電線故障的96.8%.研究發(fā)現(xiàn)，相對于裸導線來說，架空絕緣線路發(fā)生雷擊斷線故障的概率更高，這主要是因為絕緣導線的絕緣層會對經(jīng)受過雷擊閃絡的工頻續(xù)流弧根移動現(xiàn)象產生阻礙，而裸導線在出現(xiàn)閃絡時其弧根可以在點動力或外部條件下進行有效移動，例如，其會受到風力的影響進行移動，從而避免集中在一個地點發(fā)生導線燒蝕。2 故障分析對2012年電網(wǎng)配網(wǎng)10 kv架空線路的故障進行分析，結

5、果顯示，引發(fā)線路跳閘和故障停電的原因多種多樣，主要包括氣候因素和線路機械損傷因素。其中，氣候因素包括雷電、暴風、暴雨等天氣，線路機械損傷則通常由施工安裝質量、檢修試驗和閃絡等多種因素造成的。2.1 雷擊故障分析配網(wǎng)很容易遭受雷電等惡劣天氣的干擾，進而出現(xiàn)跳閘或斷線等現(xiàn)象，這主要是因為被雷擊后的配網(wǎng)會受到很強的感應過電壓的影響，在線路上發(fā)生作用的感應電壓能夠達到300400 kv，甚至在400 kv以上?，F(xiàn)階段，該區(qū)域配網(wǎng)中應用的絕緣子主要有兩種，分別是針式絕緣子p-15和支柱絕緣子ps-20，利用兩種絕緣子對架空線路的雷擊跳閘率進行計算。受到波形1.2/50 s的雷電沖擊波的作用，p-15絕緣

6、子的一半閃絡電壓幅值為150 kv，ps-20絕緣子的一半閃絡電壓幅值為200 kv，由于該地區(qū)屬于多雷區(qū)域，因此雷暴日可選擇90 d進行計算。絕緣水平較低是因為架空線路受感應過電壓的影響造成discussion on electric power metering marketing automation system applicationstian guodongabstract： with the extent of peoples power marketing power system automation made increasing demands， energy measu

7、rement methods also need to further reform and change， and is widely used in the power of marketing automation power metering systems， help to promote electricity companies healthy development. on the main part of the energy measurement and automation systems are mainly used in electric power market

8、ing are discussed and analyzed for the relevant departments or officers.key words： electricity； marketing； energy metering； automation的。對表1中的數(shù)據(jù)進行分析可知，在不同雷電流幅值下，其雷擊發(fā)生跳閘的比率都相對較高；10 kv架空線路的總長度約為100 km，如果雷電流幅值達到100 ka，則應使用p-15絕緣子的線路理論對雷擊跳閘次數(shù)進行計算，結果顯示，每年發(fā)生的雷擊跳閘次數(shù)為0.419 6次。對計算結果進行研究可知，在使用ps-20線路時，每年發(fā)生的雷擊跳

9、閘次數(shù)比較少，因此應盡量提高線路的絕緣水平，從而減少感應過電壓對配電線路的影響。雷電在分布上具有明顯的分散性，實際情況中線路雷擊故障少于理論數(shù)據(jù)，但可以通過相關數(shù)據(jù)的計算，來了解雷電發(fā)生的頻率，進而分析雷電的具體分布對配網(wǎng)和線路產生的危害。 2.2 機械損壞故障分析架空線路中的機械損壞一般有以下兩種情況。2.2.1 絕緣線路的損壞在安裝或檢修中，操作不當或其他原因都會造成導線的損壞，其中，絕緣線路損壞的概率特別大，這是因為絕緣導線在承載線路機械的拉力負荷時，起主要作用的是絕緣層。如果線路的絕緣層在施工或檢修過程中受到損壞，就會對導線的正常運行造成不良影響，主要表現(xiàn)為：造成絕緣層緊縮，受損部分的

10、長度發(fā)生改變，進而導致導線的絕緣能力降低，失去應有的防潮能力。造成絕緣體外皮部分的導線斷裂，此時，其原本承擔的受力會完全轉嫁到線芯部分，導致架空線路的導線應力直線下降。由于在大風天氣時，導線的擺動幅度大、頻率高，因此導線的振動點容易產生金屬疲勞，如果持續(xù)時間過長，就會造成芯鋁的拉伸、形變，進而發(fā)生線路斷裂。造成該點的輸送容量降低。如果絕緣容量得不到及時調整，就會造成導線局部發(fā)熱。鋁制導線長期暴露在空氣中，會容易出現(xiàn)污穢閃絡的現(xiàn)象，加上鋁制導線在被雨水沖刷侵蝕后易發(fā)生氧化反應，很容易使導線原有的功能逐漸退化，甚至喪失，線路也極易發(fā)生斷裂現(xiàn)象。2.2.2 導線的燒斷或局部燒蝕工頻電流是引發(fā)導線燒斷

11、或局部燒蝕的主要原因。暴露在空氣中的裸導線容易受到樹木和外部環(huán)境的影響，出現(xiàn)短接現(xiàn)象，進而引發(fā)工頻電弧，如果導線缺乏必要的絕緣層，工頻電弧就喪失阻隔物，從而發(fā)生滑動現(xiàn)象，并引起導線的局部燒蝕。由于此片區(qū)域的絕緣線路相對較少，因此發(fā)生燒蝕反應的頻率相對來說也比較高。機械應力的作用經(jīng)過長時間的積累會導致導線的斷裂。綜上所述，雷電過電壓會直接造成跳閘或斷線等線路機械故障，施工和檢修操作也會間接造成機械線路的損壞。此外，配網(wǎng)線路中使用的絕緣導線的絕緣化率低也會導致線路機械故障的發(fā)生。3 防護措施3.1 雷擊故障防護措施解決由雷擊斷線造成的配網(wǎng)故障的措施主要有：利用穿刺性防弧金具對配網(wǎng)進行防護，同時，適

12、當安裝一些避雷裝置，以減少雷電的傷害。通過科學的線路選擇，保證其具備良好的耐雷擊性。應用新型絕緣子和其他一些防熔斷裝置，減少外界因素對導線的影響。通過電弧放電通道，盡可能減少或避免斷線現(xiàn)象的發(fā)生，但這種方法很容易對線路的絕緣性能造成不利影響。相關人員一般會使用氧化鋅避雷裝置來解決裸導線線路的跳閘問題，但如果安裝的是獨立接地電阻，就會使這種裝置難以發(fā)揮出其應有的作用。為了解決現(xiàn)存的線路故障，減少雷擊跳閘發(fā)生的次數(shù)，企業(yè)可以將一些新研發(fā)的雷擊閃絡保護器應用在線路的絕緣導體上和裸導線架空線路的防雷工作中。這種保護器一般是由引弧電極、氧化鋅避雷器本體和支撐橫擔這三個部分組成的。該裝置可以保持線路與避雷

13、器本體之間的間隙，從而有效延長避雷裝置的使用周期；也可以充分利用自然條件設置接地電阻，使避雷裝置阻礙工頻電弧的流動，減少雷擊跳閘現(xiàn)象發(fā)生的頻率。此外，還有一些故障保護裝置采用的是可調節(jié)的連接支柱，這類裝置也能夠對電網(wǎng)線路進行一定的保護，但其安裝工作對安裝人員的技能要求相對較高。在安裝金屬氧化物避雷器前，每隔200 m在配網(wǎng)線路上安裝一組避雷器，能夠大大降低感應雷事故的發(fā)生，減少幅度高達81%.在架空變臺、耐張桿、直線桿、高電壓線路交叉跨越桿處和其他絕緣相對薄弱的區(qū)域安裝類似的保護裝置，也可以對線路起到良好的保護效果，其安裝密度應該控制在200300 m之間。3.2 機械損壞防護措施要想解決由線

14、路施工工作和檢修工作不到位所引發(fā)的線路斷線問題，就一定要高度重視施工管理工作，并不斷采取新的措施對施工標準進行規(guī)范和完善，盡可能在設備投入使用之前對其進行嚴格的質量驗收。絕緣導線在施工架設方法上相對比較特殊，因此一定要注意保護好導線的絕緣層，并在施工工作中加強絕緣層的防護工作，避免其與地面或者施工現(xiàn)場的各種附件發(fā)生碰撞或摩擦。dl/t 5220200510 kv及以下架空配電線路設計規(guī)程中明文規(guī)定“架空絕緣線路的檔距不得大于50 m”。由于絕緣線在同心度上相對比較欠缺，因此在進行緊線處理時要注意力度的控制，防止過度拉扯。緊線完畢后，要注意觀察同檔內不同導線的馳度應力是否相同，如不相同，則應及時進行調整。絕緣導線線路的直徑比裸導線的線徑要大，因此我們在使用普通導線固定金具時，要選擇型號較大的產品，同樣的，使用連接金具時也應盡量挑選型號大的。必須高度重視耐張桿附近的線路接線工作，科學選擇接線點，并夾緊耐張線和導線外皮，從而保證耐張線和導線外皮的連接狀況，減少導線的退皮現(xiàn)象，保證導線的絕緣性能。要對施工工作進行定期巡查，及時發(fā)現(xiàn)故障，并第一時間上報故障情況，使專業(yè)工作人員能夠及時對故障進行處理，減少斷線故障