探析10kV配网线路的常见故障及防范方法_胡盛涛.pdf

LOW CARBON WORLD 2023/6探析 10 kV 配网线路的常见故障及防范方法胡盛涛（广东创辉电力工程有限公司，广东 佛山 528000）【摘要】10 kV配网线路在电力系统的使用状态会直接影响系统的配电效果，而配电效果是电网正常平稳运行的前提和基础。为了保障10 kV配网线路的正常运行，以10 kV的配网线路为研究对象，探讨该线路在运行过程中可能遇到的故障，并提出相关的防范方法，希望能为相关人员提供参考。【关键词】10 kV配网线路；运行；故障；检修方法【中图分类号】TM75【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2023）06-0031-030引言电力系统的 10 kV 配网线路主要用于电能的传输，如果 10 kV 配网线路在输送电能的过程中出现故障，会直接影响电力系统的正常使用，进而导致供电质量大幅降低。我国地形、气候条件复杂，这在一定程度上会影响 10 kV 配网线路的正常运行。若 10 kV配网线路出现问题，工程技术人员应及时、准确地查明故障原因，根据故障采取有效措施，及时解决故障并恢复配网供电。10 kV 配网线路在实际运行过程中，会出现风偏、雷击等各种各样的故障，导致出现线路跳闸、电网停运等问题，直接干扰电力系统的正常运转1。因此，需要针对 10 kV 配网线路常见的故障做好防范措施，维护线路的正常运行，最大限度减少故障停电带来的经济损失，保障整个电力系统的运行安全。1 10 kV配网线路的常见故障1.1人为因素1.1.1线路施工隐患引发的故障在 10 kV 配网线路的施工中，由于施工环境艰苦、施工人员及设备流动性大、施工责任主体复杂、劳动强度大等特征，因此，容易出现各种施工问题，给 10 kV 配网线路的运行埋下安全隐患，引发各种故障。由于电力建设单位对 10 kV 配网线路安全施工的重要性认识不足，缺乏相应的保护措施，保护理念执行不到位，会损害 10 kV 配网线路的安全。此外，施工人员的技术水平和经验不足，施工现场人员的协调和沟通存在问题也会影响施工质量2。1.1.2管理机制不完善引发的故障10 kV 配网线路管理机制不完善也会导致线路出现各种故障。首先，若缺乏有效的监督和审查机制，10 kV 配网线路施工质量无法得到控制，施工进度滞后，工作计划无法完成，导致 10 kV 配网线路在交付运行后存在各种隐患。其次，10 kV 配网线路运行的相关管理工作不到位，也可能引发各种故障。例如，10 kV 配网线路的巡查人员或设备配备不周全，维护检修人员的业务水平较差等，会导致不能及时发现 10 kV 配网线路中存在的安全隐患。1.1.3设备的局限性引发的故障一般情况下，10 kV 配网线路的各种设备在使用过程中会自然老化，若线路设备产品本身不合格，会加速老化过程，容易发生线路破损、断裂等故障。若10 kV 配电线长期处潮湿环境中，没有做好相关的防腐蚀措施，会加速线路腐蚀过程，降低导线的绝缘性，就极易造成短路。另外，安装在 10 kV 配网线路中的避雷装置，可以避免雷击时的浪涌电压，但是，避雷装置只能提供一定的保护范围，且容易受到建筑物、树木的干扰，无法完全消除雷击风险。1.1.4人为外力因素引发的故障10 kV 配网线路容易受到人为外力因素的影响，导致出现各种故障。例如，放风筝或人为抛物容易落在 10 kV 配网线路上，造成架空线路短路或接地，引起变电站跳闸；交通事故等意外事件会撞断 10 kV配电线路的电线杆，引起线路故障；部分建筑工程没有对施工现场开展详细的勘察，在施工过程中对10 kV 配网线路造成损坏。此外，一些人为破坏活动也会引发 10 kV 配网线路故障，例如，不法分子恶意破坏 10 kV 配网线路，偷盗线路设备或导线材料，造成断路故障。低碳技术31DOI:10.16844/10-1007/tk.2023.06.002LOW CARBON WORLD 2023/61.2自然因素1.2.1雷击故障10 kV 的配电线具有输送线路长、架设高且多设在野外等特点，因此，极易受到天气的影响。尤其在夏季，由于夏季经常出现雷暴天气，雷电的强大电路电流会对 10 kV 配电线路的绝缘层造成很大的破坏，一旦绝缘层破坏就很容易发生短路故障。在山地等特殊地形地区，更容易发生雷击故障，而且这些地区多处于野外较难到达的地方，如果 10 kV 配网线路遭到雷击，其维护相对困难3。10 kV 配网线路雷击如图 1 所示。1.2.2污闪故障10 kV 配网线路污闪故障是指线路设备或绝缘子表面积聚污物或积尘，在高电压作用下产生电晕放电现象，导致出现电弧、短路、断路等故障。污闪故障通常发生在环境湿度高、大气污染严重的地区，特别是在雾霾天气和降雨后更为常见。当 10 kV 配网线路的导线和绝缘子表面积聚过多污物时，会导致局部电场增强，引发电晕放电。这种放电会释放能量，形成电弧，造成电压跳闸、设备损坏，甚至对人身安全构成威胁4。1.2.3风偏放电故障10 kV 配网线路风偏放电故障是指架空导线受风力的作用偏离其垂直位置，导致两条或多条导线过于接近，其电气强度不能耐受系统最大运行电压时就会发生击穿放电，甚至是两条导线直接接触导致短路。在强风天气下，发生风偏故障会导致电晕放电、电弧和设备损坏。线路设计缺陷、设备间距不合理、绝缘子串串垂不匹配等因素也会加剧风偏现象。在河岸、山谷口、山顶等经常出现强风天气的地方容易发生风偏故障。此外，在暴风雨天气中，雨水在会沿着 10 kV 配网线路形成水线，会降低空气间隙的放电电压，也会引发风偏放电故障。1.2.4覆冰故障我国很多地区经常出现极端冰雪天气，10 kV配网线路覆冰很容易导致线路绝缘层损坏、电线杆倾斜等事故，严重时甚至引发 10 kV 配网线路杆塔倒塌，影响电力系统的安全稳定运行。另外，当10 kV 配网线路覆冰之后，会使架空导线发生一定程度的形变，若人为除冰或者气温升高后，覆冰脱落，导线会因为弹性势能增加而发生跳跃，引起 10 kV配网线路的强烈摇晃，容易造成线路接触引发短路。10 kV 配网线路的覆冰厚度越大，其张力变化越大，当覆冰脱落时，10 kV 配网线路的摇晃故障会更加严重。1.2.5恶劣天气引起的故障我国春夏季节的降水较多，部分地区会连续降雨，由于雨水会渗入地下，导致地基发生软化，当10 kV 配网线路电线杆塔周围的土壤被雨水长期浸泡后会产生松动现象，容易造成 10 kV 配网线路电线杆塔倾斜或倒塌，引发线路短路和接地故障。另外暴雨、冰雹、台风等恶劣天气可以直接毁坏 10 kV 配网线路设备，长时间的降雨会导致金属材料与导线之间发生短路而放电，过于潮湿的天气会腐蚀 10 kV配网线路的绝缘设备。2 10 kV配网线路故障的防范方法2.1加强施工建设管理在 10 kV 配网线路工程施工前，需要进行施工方案设计。详细施工规划有助于提前发现潜在的安全隐患，并制定相应的措施进行防范。要把控好材料和设备的质量，使用符合国家规定的设备和绝缘导线，为 10 kV 配网线路的正常运行提供保障。施工前需要确保所需的材料和设备齐全，并进行必要的检查和测试，以确保材料和设备符合质量要求。另外，施工前要对施工人员进行安全培训，做好技术交底，确保施工人员具备必要的技能和知识，了解施工要求和安全规范，以提高施工人员的专业素质，增强其安全意识。2.2做好配电线路架设工作在 10 kV 配网线路安装之前，认真做好线路的布局和规划，根据当地的地形及人口分布情况制定合理的线路布局方案，若存在交叉跨越的情况，则应对架线区域跨越情况进行分析，与各部门沟通交流，制定合理跨越架设方案，保证施工作业顺利进行。同时，应该与城市规划部门进行协调，做好征地拆迁工作，消除来自社会方面的隐患。线路架设所需的材料比较多，主要包括水泥、骨料、钢筋和焊条等，应严格按照施工设计要求确定材料的型号、规格与数量，检图1 10 kV配网线路雷击低碳技术32LOW CARBON WORLD 2023/6查每种原材料的质量和性能。线路架设主要采用张力展放的方式，利用专门的机械设备进行牵引，让线路一直保持合适的张力，并将线路与周围物体、建筑之间的距离控制在安全范围内，保证配电线的完整性5。2.3加强线路巡检维修工作要加强对 10 kV 配网线路的巡检工作，针对故障多发区的线路加增加巡检频次，定期测试变电站的电阻和耐压值，提前发现线路之中的隐患，及时更换老化、损坏的设备。要加强 10 kV 配网线路的维修工作，通过培训提高维修人员的技术水平，使其能快速发现并解决 10 kV 配网线路出现的故障，保障电力系统的正常运行。2.4引进新技术和新设备随着我国配网规模的不断扩大，10 kV 配电线路的结构变得越来越复杂，线路的巡检和维修工作也越来越困难。因此，需要引进新技术和新设备，提高10 kV 配网线路的智能化水平。例如，引进全球定位系统（global positioning system,GPS）可以对 10 kV 配电线路各节点进行精确的定位，利用计算机智能控制系统对线路进行实时监控，当发现线路出现故障后能够及时发出警报，并标示具体的位置，使工作人员能够尽快到达现场进行维修。2.5做好防雷工作10 kV 配电线路雷击故障很难得到控制，因此，必须做好防雷工作。电力部门要仔细分析当地的雷击电流强度和雷电分布规律，充分掌握 110 kV 配电线路受雷击的规律，绘制出准确的雷雨分布地图，结合高压输电线路的设置位置积极采取防雷措施。由于绝缘导线遭到雷击后容易短路，因此需要安装防弧金具，避免导线被烧伤。此外，还要检查和整改避雷器的接地装置，及时更换已经损坏的防雷绝缘子。2.6做好污闪和风偏故障维护工作要定时清理 10 kV 配电线路设备或绝缘子表面积聚污物或积尘，特别是在污染天气或降雨后。为了有效防范 10 kV 配电线路发生风偏放电故障，电力部门应加强与气象部门的沟通协同，及时获得气象部门观测的风向、风速和风力等数据，结合当地的气候特点，充分考虑大风的影响，精确计算线路的风偏参数，确定 10 kV 配电线路在风力作用下的运行轨迹、风压系数以及瞬时最大风速等，优化高压输电线路的风偏设计，及时解决高压输电线路的风偏放电故障。2.7做好防冰与除冰工作在 10 kV 配网线路中，覆冰故障是常见的谷中之一，需要从预防和解决两个方面，做好防冰和除冰工作。具体措施如下：要做好 10 kV 配网线路的防冰设计。应根据各地 10 kV 配网线路的实际情况，设计合适的防冰方案，深入分析 10 kV 配网线路的覆冰厚度，尽量避免在覆冰严重的地区设置 10 kV 配网线路。对于一些覆冰严重地区的 10 kV 配网线路，要使用加固型的电线杆塔，防止覆冰导致杆塔倒塌。热力防冰是一种重要的防冰措施，通过在导线上加装电加热装置，提供适当的加热能量，可以防止冰雪在导线上积聚。另外，还要加固高压输电线路的地线支架，提高 10 kV 输电线路和杆塔的抗覆压能力。选择合适的 10 kV 配网线路除冰方法。为了有效地缓解 10 kV 配网线路的覆冰故障，可以采用机械除冰、热力融冰等方法清除覆盖在 10 kV 配网线路上的冰雪。机械破冰法是通过强力震动来迫使覆冰脱落，热力融冰主要是通过、短路电流以及潮流分配等方式来消除覆冰，电力部门要结合 10 kV 配网线路和当地的实际覆冰情况，选择合适的除冰措施，最大限度消除 10 kV 配网线路的覆冰故障。3结语10 kV 配网线路作为电力系统的重要组成部分，若出现故障，将会造成严重的影响。电力工程技术人员在架设配电线路时，应明确施工作业流程，合理开展施工作业，做好 10 kV 配网线路故障防范工作。在充分了解各种 10 kV 配网线路故障原因的基础上，合理应用解决措施，进而有效保障 10 kV 配网线路的安全稳定运行。参考文献1 刘俊炜.探析 10 kv 配网线路的常遇故障及防范方法J.电子测试，2017（22）：95-96.2 邓华清.10 kV 配网线路常见的施工故障及运维难点J.低碳世界，2017（22）：46-47.3 柯钦雨.10 kV 配网线路常见施工故障及运维难点研究J.河南科技，2019（14）：128-130.4 梁景雄.浅析 10 kV 配网线路常见施工故障J.低碳世界，2021，11（4）：96-97.5 郑振坚.10 kV 及以下架空配电线路的施工应用技术J.中国新技术新产品，2017（13）：82-83.作者简介：胡盛涛（1984），男，汉族，广东佛山人，本科，工程师，主要从事电力工程相关工作。低碳技术33