10 kV配電線路故障處理及農村電網防雷保護

福建省 莆田市電業局 蔡志強 蔡淑琴

10 kV配電線路故障處理及農村電網防雷保護

福建省 莆田市電業局 蔡志強 蔡淑琴

10 kV架空線路因具有配電線路長、負荷分散、設備數量多、運行維護條件差、保護措施少及鋁裸線多等特點，運行時不僅要承受機械和電氣負荷，還要經受各種天氣因素的侵擾，因而故障概率較大。

一、常見線路故障及成因

1.保護設備安裝不當或安裝不正確，導致保護設備誤動、拒動，甚至設備損壞，造成越級跳閘。

2.設備容量與安裝地點的容量不符、變壓器偏相運行，導致設備溫升過高、絕緣下降，甚至燒毀。

3.引線間或引線與設備端子間接觸不良，接觸電阻較大，導致引線燒斷設備端子，接線柱損壞。

4.導線接頭電阻較大，運行時因接頭高溫氧化而燒斷。

5.因過電壓等原因造成絕緣閃絡、爆碎，甚至絕緣擊穿，設備損壞。

6.因跌落式熔斷器等開關設備的動靜觸頭接觸不良造成觸頭燒毀、損壞，設備缺相運行。

7.因操作不當引起設備損壞及相間短路事故。如，未按規定及時清理防護區內外的樹木及其他較高的物體，影響到線路的安全運行；設備安裝不正確、固定不牢致使運行中造成帶電體之間或帶電體對地間隙不足，造成線路間歇性接地、金屬性接地和相間短路。

8.絕緣瓷件因老化而產生絕緣下降、裂紋、折斷等，引起線路接地及短路事故。

二、線路故障應對措施

1. 多股絞線與設備端子連接處，必須使用設備線夾或接線鼻子。

2. 每年春季對10 kV線路進行檢修，對電力設施進行徹底清掃和檢修，消除各類設備存在的安全隱患。

3. 在變壓器的高壓側安裝防雷裝置，并正確安裝接地體（網）。

4. 加強對配電線路的巡視，特別是在夏天樹木生長較快的季節，及時清理防護區內外危及線路安全運行的樹木及違章建筑。

5. 正確選擇高低壓設備容量，保證設備的正確安裝。

6. 保證帶電導體（或設備）之間、帶電體對地、對構件間的間隙距離。

7. 淘汰鐵腳鑲入式的電瓷構件，更換老化易損的絕緣電瓷器件。

8. 全面開展預防性試驗工作，加強設備的運行維護，努力提高檢修質量。

三、導致農村電網雷擊故障的主要因素

1.山區線路存在“易擊段”。農村線路通過山區時，受地形，地貌，氣流等各種因素的影響，在某些地段容易受到雷電的侵襲，而且，有的地段云層較低，往往會出現重復性雷擊閃絡。

2.10 kV農村配電線路。由于10 kV農村配電線路的供電半徑遠遠大于城區配電線路的供電半徑，且配電線路的絕緣水平較低，導線之間距離也較小，全線又無防雷保護，當線路遭受直擊雷時很容易造成故障跳閘。

3.配電變壓器。在多雷區，目前只在農村配電變壓器高壓側裝設避雷器，低壓側不裝設避雷器，當配電變壓器低壓側遭受雷擊時，由于低壓側無避雷器，高壓側避雷器對正變換或逆變換過電壓均起不到保護作用，因此雷擊可能會擊穿低壓側絕緣。同時，作用在低壓側的雷電沖擊波按變壓比感應到高壓側，有可能將高壓側絕緣擊穿，造成配電變壓器損壞。

4.大跨越檔距桿塔。由于受山區地形條件的限制，農村線路大跨越桿塔一般位于山頭，地勢較高容易遭受雷擊，是線路耐雷的薄弱環節。并且，大跨越桿塔的線間距離較大，避雷線對導線的屏蔽作用效果較差，容易引起雷擊閃絡。

5. 桿塔接地電阻超出標準。桿塔接地電阻對雷擊閃絡有很大的影響，對某線路進行的運行分析表明，桿塔接地電阻在30 Ω以上的發生雷擊閃絡的次數是桿塔接地電阻在30 Ω以下的2倍。

四、農村電網的防雷保護措施

1. 配電變壓器防雷保護。配電變壓器高壓側應裝設避雷器，避雷器應盡量靠近配電變壓器，并將避雷器接地線與變壓器低壓側中性點以及變壓器外殼連接在一起，但是這種方式只適用于平原地帶的少雷區，在多雷區可采用綜合防雷保護措施。除配電變壓器高壓側裝設避雷器單獨接地外，在配電變壓器低壓側也應裝設避雷器，并將接地線同低壓側中性點以及配電變壓器金屬外殼連接在一起接地，配電變壓器高，低壓避雷器分開接地，以防低壓側雷電侵入波擊穿高壓側絕緣。

2. 10 kV配電線路防雷保護。為了提高農村配電線路防雷能力，鋼筋混凝土桿配電線路一般采用瓷橫擔，用絕緣水平高一級的絕緣子。可采取三角形排列，最上面的導線可以起到避雷線的作用，并在其絕緣子上每隔6～7基電桿裝設1個接地保護間隙。

3. 低壓配電線路防雷保護。在多雷區或易擊地段，直接與低壓架空線路相連的電能表計應裝設保護間隙。對于一般用戶，應對進戶線絕緣子鐵腳進行可靠接地，接地電阻小于30 Ω。對于重要用戶，除在低壓線路進戶前裝設一組避雷器外，進戶后還要再安裝一組避雷器。

4. 農村輸電線路防雷保護。架設避雷線是輸電線路預防直擊雷最有效的措施，為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，減少繞擊率，在桿塔選取上應盡量使避雷線對邊導線的保護角在20°以下。目前，110 kV及以上電壓等級的輸電線路已全線架設避雷線，并且桿塔逐級接地。

5. 提高農村線路絕緣水平。對新投運的線路，在第一年內應對全部絕緣子進行一次零值絕緣子檢查工作。要對絕緣子的質量進行全過程管理，及時更換運行中不合格的絕緣子，以確保掛網運行的絕緣子質量良好。對個別雷電活動造成線路頻繁跳閘的桿塔，應適當增加絕緣子片數，以提高線路防雷擊的能力。

6. 裝設自動重合閘裝置。由于大多數雷擊造成的閃絡故障都是瞬間故障，線路保護動作跳閘后故障可自行消除，并通過自動重合閘裝置將線路合閘，即可恢復送電。

7. 加強防雷設施的運行管理。為了保證防雷設施良好的保護性能，每年應在雷季到來之前制訂防雷工作計劃，并對防雷設施進行檢查、測試，保證防雷設施處于正常狀況，裝置運行處于正常狀態。對檢查、測試中發現的不合格項，應及時處理，杜絕隱患。要加強防雷設施的巡視和定期試驗工作，防雷設施的巡視周期與線路的巡視周期相同，避雷器絕緣電阻試驗周期為1～3年，避雷器工頻放電試驗周期為1～3年。柱上變壓器、配電站、柱上斷路器設備、電容器設備的接地電阻測量每2年至少1次，其他設備的接地電阻測量每4年至少1次。防雷設施必須在雷季到來之前投入運行。

五、結論

通過以上10 kV配電線路故障及防雷保護的分析，有助于10 kV配電網的安全運行。為確保配電網安全、可靠運行，在實際中還需采取一些針對性措施，盡量縮小停電面積，減少停電時間。