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浅谈复杂环境下10KV架空线路自动化实施及故障处理
作者：丹青
【摘要】随着我国社会经济的不断发展，人们对电力系统的需求也在不断的增长着，在这种情况下，10KV架空线路中自动化的实施方案就提到日程之中，对人们的生产和生活起着重要的作用。但是，由于10KV架空线路所涉及到的内容非常的广泛，其在实施的过程中经常出现着一些系统性的问题，如何在现代复杂的线路环境下保持10KV架空线路的自动化实施一直是电力系统部门继续解决的问题。本文所要探讨的主旨就是对复杂环境下10KV架空线路的自动化实施方案及故障处理进行详细的探讨。
【关键词】10KV架空线路；自动化实施；故障处理
0. 引言
改革开放以来，随着我国市场经济的快速发展和人们生活的不断富足，在人们生活中，每个行业对于电量的需求都在大幅度的增加，为了适应这一发展电力企业也在不断的改进着。随着10KV架空线路自动化的实施，我国的电力线路系统得到了很大的发展，但是面对电力系统中线路保护极为复杂的环境背景，10KV架空线路在自动化实施的过程中故障频发的现象依然存在，对人们的生活和生产建设以及电力应用中的安全性都产生了很大的影响。面对这种复杂环境下10KV架空线路自动化实施的优势，如何更好的减少故障的发生，保证人们在电量上的使用效率，其最关键的就是做好10KV架空线路自动化实施中的故障处理工作。
1.10KV架空线路的自动化实施
1.110KV架空线路自动化工作原理
在10KV架空线路自动化工作的实施中，其模式主要为10KV中性点消弧线圈接地系统自主研发的一种架空线路自动化模式，在此模式中其设备主要是由三相——零序组合式电压互感器和电压型柱上的监控终端、负荷开关三组件所组成的。在10KV架空线路自动化成套设备所采用的“电压——时限“工作原理中，其需要和变电站出线的断路器相互的配合，这样才可以更好的完成故障隔离和非故障区之间在供电上的恢复，保证电力线路的稳定运行。
1.210KV架空线路自动化保护配置方案
1.2.110KV架空线路自动化设备
在10KV架空线路自动化保护配置方案中，其涉及到的设备主要有架空出线断路器主干线分段负荷开关、主干线分段断路器、分支线分界负荷开关、分支线分界断路器、分支线分界负荷开关。一般10KV架空线路自动化方案的配置都是按照“电压——时间”来设置的，在10KV线路最长路径超过8KM时，或者线路的主干线采用的自动化分段开关中的分段超过3段时，此种情况需要对线路配置主干线分段断路器。其中，主干线分段断路器FB主要是将主干线分成两段，分段进行的原则需要考虑到线路在负荷上的分布，将开关两侧需要架空线路的负荷与架空线路的长度尽量的保持在一个相等的范围内。[1]
1.2.210KV架空线路自动化保护配置方案
图一：10KV架空线路自动化保护配置方案示意图

图一所示的10KV架空线路自动化保护配置方案的实施是以小电阻接地系统配置主干线分段断路器为例的。其中图一所示的FB：二次重合闸功能和带时限保护的主干线分段断路器；CB：二次重合闸功能和带时限保护的线路出线断路器；ZB1：二次重合闸功能和带时限保护的分支线分界断路器；FSW1-FSW2：主干线分段负荷开关；ZSW1：分支线分界负荷开关；YSW1-YSW3：分支线用户分界负荷开关；LSW：联络开关；图中的方框指的是断路器；圆圈指的是负荷开关，如果开关填充的颜色为黑色就表示开关闭合，如果为白色就表示开关分闸。[2]
1.2.310KV架空线路自动化实施中的故障处理
从图一中可以看出，10KV架空线路的自动化实施具有故障处理的功能，其包含的故障处理功能主要体现在以下五个方面。
（1）主干线分段断路器电源测的故障处理
图二：主干线分段断路器电源测的故障处理示意图

（2）主干线分段断路器负荷侧的故障处理
图三：主干线分段断路器负荷侧的故障处理示意图

（3）分支线分界负荷开关负荷侧发生的永久性故障
图四：分支线分界负荷开关负荷侧发生的永久性故障示意图

（4）分支线分界断路器负荷侧发生的永久性故障
图五：分支线分界断路器负荷侧发生的永久性故障示意图

（5）分支线用户分界负荷开关用户侧发生永久性故障
图六：分支线用户分界负荷开关用户侧发生永久性故障

从以上的图例中可以看出，主干线分段断路器的设置需要将主干线分为两个部分，其中第二段干线的故障会由主干线断路器自动的切除，这样就可以有效的避免变电站中发生出线断路器跳闸的现象，保证了上一级线路供电的正常性。分段负荷开关同时还具有分闸闭锁的功能，这种功能不仅减少了非故障中停电的时间，同时还将供电时逐级合闸的时间进行了有效的恢复。用户分界负荷开关的有效应用，在隔离了用户侧单相接地故障中，有效的避免了引起上一级线路跳闸的可能性，最大化的减少了用户出门事故的发生量。在以上的图例中其最有效的一项故障处理就是不用通过通信手段就可以将故障的迅速隔离得以实现，对故障的定位也比较快速，在实时采集监控系统自动化的实施上也得到了有效的利用。[3]
2.10KV架空线路的自动化实施中常见故障分析
2.1单相接地出现的原因与处理措施
2.1.1原因
单相接地是10KV架空线路中最为常见的非正常运行状态，其在阴雨潮湿天气中的频发率比较高。一般情况下，10KV架空线路采用的接地方式都是中性点非直接接地的方式，所以在单相接地中是不会构成短路和较大短路电流出现的。但是如果导线在绝缘子上绑扎的不是十分牢固，脱落到地上就会造成接地，或者配电变压器台上的高压引线短线、高压绕组单相绝缘击穿接地、导线和树木接触等都会导致单相接地的出现。
2.1.2措施
由于单相接地故障出现的机率比较大，因此其造成的不良影响也是比较大的。对于单相接地故障的处理不仅要做好日常的防范，同时还要与时俱进，通过采用新设备、新技术来提高电网安全运行的水平。在日常的生活中，对于10KV架空线路需定期的巡视检查，检查的时间最好在天气比较晴朗的情况下进行，对建筑物、树木上的绝缘子情况仔细的检查，及时的发现问题、解决问题。绝缘子的更换要在产品合格的基础上进行，严防二次故障的发生，同时也可以使用等级较高的绝缘子来提高10KV电网在绝缘上的强度。
2.2短路故障出现的原因与处理措施
2.2.1原因
在10KV架空线路中短路故障的发生主要为相间短路故障，虽然其在10KV架空线路中发生的概率比较低，但是短路故障所造成的危害却是最为严重的。相间短路故障会构成短路回路，这样就有很多较大的短路电流从这些线路中流过，而继电保护装置从电网中的隔离就造成了线路停电的现象，此举不仅为用户在用电中带来了非常大的不便，同时也大大的降低了供电系统的稳定性。一般情况下，短路故障的出现主要是由绝缘子断裂、雷击造成绝缘击穿、导线弧垂过大和单相接地处理不当所造成的绝缘击穿，以及受到外力破坏所引起的。
2.2.2措施
短路故障的处理在绝缘子的选用上要采用质量好、合格的产品，同时在安装前需要对绝缘子的耐压力进行实验，从根本上保证安装的质量。为了防止雷击所造成的短路故障，在线路上需要安装金属氧化锌避雷器来防止雷击，最大化的确保接地的良好性。在减少外力破坏的基础上，减少车辆碰撞事故的出现，杆塔的设置最好不要设置在道路旁边，必须要在道路旁边设置可以通过悬挂醒目标志来提醒车辆驾驶员，减少事故的发生率。对于接地装置要仔细的检查，接地的电阻一定要符合规定的要求[4]。
2.3断线故障出现的原因与处理措施
2.3.1原因
在炎热和寒冬季节，10KV架空线路中最为常见的故障就是断线。由于断线是突发性的，所以其造成的危害也比较严重，不仅会造成设备的损伤，严重情况下还会导致变压器的损害烧毁居民的电器，导致人员的伤亡。断线故障的出现很大一部分是导线出现了问题，尤其是在污染比较严重的地方，导线的质量不仅要比其他地方高出很多，绝缘性也要特别好。由于导线中的分支导线中存在线径比较细的情况，线路在运行的过程中就很容易引起线路发热，进而导致断线的出现。一般导线使用的年限都比较长，更换的频率比较低，这样遇到恶劣的天气线径抗拉的强度就比较小容易出现断线的情况。同时在设备的连接问题和避免外力破坏上的问题也需要不断的加强，减少由于空气污染所导致的短路断线问题。
2.3.2措施
断线故障出现的原因很大程度上是受到线路的影响，因此在处理的过程中要注意线路的质量。线路安装使用中所应用的一切产品都要把握好供货的渠道，在采购的过程中坚持质量第一的原则，公开采购的透明度，严禁劣质产品的流入。线路的老化也是造成断线的一个主要因素，对于使用时间过久，老化程度严重的线路必须及时的更换，在城市化建设步伐不断加快的过程中，将裸露在外的导线更换成绝缘导线。为了防止断线事故的频发，线路的负责人要定期的巡查，修剪树木，防止因为树木所给线路故障造成的故障，对于在公路中横穿的线路，不仅要增加导线在假设上的高度，同时还要设置明显的标志，最大化的减少故障的发生。
3.结语
综上所述，在复杂的环境下，10KV架空线路在自动化系统上的实施已经得到了有效的应用，其故障处理的能力也十分的便捷与迅速，但是在这个发展的历程中，10KV架空线路自动化的实施依然有很多的问题需要解决，电力部门只有将这些问题得到有效的解决，才可以将10KV架空线路的自动化实施得到最优的应用，提高电力系统的整体优越性，将其价值得到最大化的发挥。
【参考文献】
[1]赵晓刚.铁路10kV架空线路常见故障及安全预防措施[J].甘肃科技.2009,(10):56-58.
[2]贺显林.浅谈配电变压器不平衡运行的危害和防止措施[J].黑龙江科技信息.2010,(16):132.
[3]李亚飞,梁伟锋,韩文杰.10kV架空线路的常见故障及其预防措施[J].科技信息.2009,(11):89.
[4]王广渊.10kV架空配电线路常见事故分析及防范措施[J].湖北电力.2011,(03):145-147.