關于10kv配網安全運行管理的探討

龍 輝

（四川省電力公司資陽公司，四川 資陽 641300）

1.配電網存在的問題

1.1.配電網絡結構不合理

目前，由于城市的高速發展，電力規劃建設的相對落后，配電網經常會出現網絡結構不合理的問題。主要表現在：

㈠變電所分布不合理，某些線路過長，且缺少必要的分支。這樣不但造成了線路損耗增大、線路末端電壓降低，影響供電電壓質量，當線路出現故障，可能就會造成大面積停電。㈡同桿架設及交叉跨越多，而且高低壓同桿架設，一回線路檢修或處理故障勢必造成多回線路停電。㈢很多線路還沒能形成兩個電源“手拉手”的環網結構，當電源失電后，不能將負荷轉移到其他線路。㈣雖然已經形成了兩個電源“手拉手”的環網結構，但仍然不能滿足N-1運行方式。即一個電源失電后，另一個電源不能帶起全部負荷。㈤線路存在著卡脖子的線段。隨著負荷的不斷發展，配電網的不斷延伸，線路沒有及時調整導線線徑，特別是有些線路的首端線徑小,造成有電供不出甚至線路引線燒斷現象。㈥一些分支線路與主干線的聯接沒采用斷路器，而采用高壓熔斷器，且隨著用戶的發展，分支線路逐漸延長，所接配電變壓器逐漸增多,負荷逐漸變大,有的分支線所掛的配電變壓器達十多臺，負荷容量較大，這樣在運行中經常發生支線過負荷，而引起停電故障。㈦配電變壓器少，分布不合理，低壓線路供電半徑大、線損高，且造成用戶電壓偏低，在負荷高峰期，一些用戶的電壓過低，甚至無法提供照明，嚴重影響了居民用電。㈧線路分段斷路器少，或分段斷路器的繼電保護配置不當，一旦線路出現故障通常造成停電范圍擴大，造成整條線路停電。㈨開關柜傳動機構設計不合理，如刀閘開關共用同一操作機構、傳動機構材質不好，操作時易導致事故發生。

1.2.配電設備陳舊、落后、不可靠

目前城鎮大量的配網設備均還處在較為陳舊、落后的狀態，不能很好的滿足電網安全、穩定運行的需求。主要表現在以下幾方面:

㈠大多數柱上斷路器的操作機構不可靠，且操作方式落后，不能進行遠方操作。㈡高壓熔斷器的質量較差，經常發生高壓熔斷器損壞故障。㈢質量較差的避雷器進入配電網，經受過電壓時發生爆炸，造成配電故障。㈣在配電網中存在著劣質絕緣子、穿墻套管，在各種過電壓的作用下會發生擊穿，造成線路永久性故障。㈤大部分用戶由于成本、技術等原因，使用了落后、質量較差的設備，并且用戶設備多數缺乏維護，這使得用戶設備成為配電網的一個薄弱環節。

1.3.配電網的運行環境的影響

㈠線樹矛盾：配電線路有架空線路和電纜兩種，架空線路所處位置正是街道兩旁或路邊的綠化帶，線樹矛盾非常突出。砍樹會影響城市綠化，而樹又影響電網的安全運行。遇到風雨天氣常使配電網絡頻繁跳閘，造成大面積停電。㈡配電網的污閃雖不一定會造成大面積停電，但會引起線路單相接地或燒傷絕緣子。如兩相污閃則會引起線路跳閘。配電網與送電網相比更容易發生污穢閃絡，這是因為：①配電網大多處于城鎮郊區，道路污穢嚴重；②配電線路桿塔低，距地面近，揚起的塵埃容易吸附到絕緣子上；③配電型絕緣子大都是非防污型的，下部溝槽較深容易積污；④配電網較少調整爬距、涂防污涂料、清掃等防污措施，致使一些絕緣子因長期積污而形成污垢。㈢外力破壞和違章建筑：由于城市的擴建、道路的擴寬，使一些線路桿塔位于道路的中間，經常發生汽車和拖拉機撞桿，造成倒桿斷線事故；對于埋于地下的電纜線路也經常遭到野蠻施工的破壞；配電線路走廊下或配電線路旁違章建筑屢禁不止，尤其在建筑期間，腳手架和建筑工器具稍有不慎，就碰到正在運行的配電線路上，不但造成人身傷亡，還損壞了配電線路，或引起線路跳閘。㈣私拉亂接：城區，尤其老城區，一些配電線路桿塔上，高、低壓線同桿架設，甚至電話線、廣播線和閉路電視線都架在配電線路桿塔上，導線如蜘蛛網一樣，這不但影響了線路正常維護，還容易發生安全事故。㈤運行人員素質差，不熟悉線路的狀況，巡線不到位等因素，造成外界環境對線路的影響很大。㈥風箏、彩帶、漂浮物都可能會造成電力線路短路跳閘，或設備損壞事故。

1.4.配電網過電壓

㈠雷電過電壓

配電網絡由于網絡結構上的原因，遭雷擊的概率大，再加上配電網的耐雷水平低、防雷措施不完善，所以雷擊事故在配電網中較突出。在多雷區，配電網雷擊跳閘率居高不下，并且配電變壓器、斷路器等設備被雷電擊壞的事故時有發生。

㈡鐵磁諧振過電壓

配電網屬于中性點非有效接地系統，系統中如電磁式電壓互感器的勵磁感抗和網絡對地電容的容抗符合諧振條件，且電壓互感器的一次繞組中性點直接接地，則往往會激發鐵磁諧振。由于參數的配合不同，產生的諧振可為基頻、分頻和高次諧波諧振。基頻和分頻諧振產生的大電流可使電流互感器保險熔絲熔斷、互感器燒毀；高頻諧振產生的高電壓會引起相間短路、絕緣擊穿，形成較大范圍的事故。

㈢弧光接地過電壓

在配電網發生單相接地時，當接地電流較小時，電弧容易熄滅，不再重燃；當接地電流較大時，電弧能夠穩定燃燒，一般情況下，將形成間歇性電弧。間歇性電弧會產生弧光接地過電壓，此電壓持續時間較長，且遍及全網，過電壓的幅值可達到相電壓的3.5倍，對配電網電氣設備的絕緣構成了較大的威脅。

2.配電線路安全運行管理

2.1、影響10KV安全運行的主要因素

㈠原有10kV配電網不能滿足供電可靠性的要求

首先，原有的10kV配電網絡以架空線為主，接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式，新建的工業開發區和商業住宅小區則通常采用環網供電，電源有的是從就近的架空線上取得。其次，由于在規劃網架未完善之前，部分用戶急于用電，按規劃實施一步到位投資難以落實，因此接線存在一定的臨時性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運行安全。總之，城區尤其是老城區的10kV配電網絡單薄、轉供電能力差、地形復雜、接線較亂、事故率高、供電可靠性低。另外，隨著國民經濟的發展，20世紀60、70年代建設的變電站10kV設備、各路出線的容量及安全性能均已不適應用電負荷和經濟發展的需要。

㈡10kV配電網的閃絡

在運行中，設備的絕緣長期承受工作電壓，當絕緣件表面積污后，只要表面污物達到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡。同時，積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低，在雷電沖擊和內過電壓的沖擊下，很容易引起閃絡。污閃有時發生在一相，也可能多相發生，還可能多處同時發生。當出現污閃后，容易引起單相接地，此時其余兩相電壓將升高，穩態時為相電壓的3倍，暫態時情況下可達成2.5倍相電壓。在正常情況下，非故障相電壓幅值升高對絕緣并不造成威脅，若運行環境條件惡劣，絕緣件耐受電壓下降，在中性點不接地系統非故障相電壓副值升高允許運行的兩小時內，有可能再出現閃絡點。其次，由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%～40%，使單相接地出現零序電壓。若變電所內互感器特性較差，將激發鐵磁諧振，過電壓倍數比較高，還可能發生相絕緣閃絡擊穿，而觸發兩相接地短路。

㈢10kV配電網的過電壓

電氣設備在電網中運行必須承受工頻電壓、內部過電壓及大氣過電壓的作用，特別是環境條件惡劣，早期建設的設施，先天不足，爬距不夠，給電網的安全運行帶來很大威脅。弧光接地過電壓是一種幅值很高的過電壓。當電網電容電流超過一定值時，若不采取措施，接地電弧難以熄滅，將激發起弧光接地過電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢必對電網的安全運行構成很大威脅。在一些早期建設的10kV配網中，絕緣靠一個針式瓷瓶，這是電網中絕緣等級較低的環節，它不能承受直擊雷，感應過電壓也會引起閃絡。

2.2、提高10kV配電網安全運行的技術措施

㈠縮小配網的故障停電范圍，提高配網的轉供電能力。對單端電源供電的樹枝狀放射性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長達幾公里或十幾公里的線路上任意一處發生故障，都會使全線停電。使用聯絡開關不但可以大大縮小停電范圍，同時也使安排停電范圍大大縮小。對于聯絡開關的選擇，當首推柱上式SF6開關。目前，柱上式SF6開關的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分斷器、重合分斷器幾種。這些開關具有結構簡單、性能優越、壽命長、檢修周期長、安裝簡易、安裝工程造價較低等優點。柱上式SF6斷路器可以單獨安裝在支線或干線的中后段，具有自動開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關配合，自動斷開故障段。自動重合器除了具有上述斷路的功能外，還有多次重合的功能。它是一種具有控制和保護功能的智能化開關，還具有與自動分斷器配合使用的功能。自動分斷器是一種具有記憶故障電流次數并按設定次數實行分閘閉鎖的智能開關，它不能開斷故障電流，只能在上一級重合閘分閘后自動斷開。它與重合器配合使用，能最大限度地縮小故障停電范圍，自動恢復對非故障段的供電。

㈡防止污閃問題的綜合措施。10kV配電網安全可靠的關鍵是解決閃絡誘發相間短路及過電壓燒毀設備問題。所以，必須采取綜合措施，以求得電網的安全可靠運行。對10kV開關室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等，可以加裝防污罩。對于母排，可以加裝絕緣熱縮管。根據部分地方的運行實踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動物造成短路。另外，在變電站的10kV開關室還可以采取一些其他的手段來防止污閃問題。如在10kV開關室安裝吸濕器以降低空氣的濕度，破壞污閃的條件；貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則，以最小的投入保證設備的健康運行。

㈢提高10kV線路抗雷擊的措施。如采用瓷橫擔代替針式瓷瓶，針式瓷瓶改用瓷橫擔后，雷擊次數會明顯減少，只不過瓷橫擔的機械性能差，對于大檔距、大導線線路不適用。隨著用電負荷的增加，市區內使用電纜線路也要增加。在有電纜線段的架空線路，將避雷器裝在電纜斗附件，為防止電纜芯線對外皮放電，將接地引線和電纜的金屬外皮共接地，電纜另一端的外皮也應接地。如果是架空線路的中間有一段電纜時，則應該在電纜兩端裝設避雷器。對于經常處于開路運行，又經常帶電的柱上開關而言，它相當于線路的終端。當開關的某一側落雷時，由于雷電波的反射疊加作用，使雷電壓升高一倍，對開關的危害很大。為此，在開關的兩側要安裝防雷裝置，并將接地線與開關的外殼相聯接。

結語。在配電網管理中，我們必須依靠科學的安全運行管理制度和經驗，不斷開展規范化管理，積極創建特色安全文化，以高度的責任感和使命感擔當起配電網安全運行的重任，管好、建設好我們的配電網，使之能為廣大用戶提供安全、可靠、優質、經濟的電能供應。

[1]區家輝.提高10kV配電網供電可靠性的措施[J].湖北電力,2005,3:61-62.

[2]鄭宗安.提高供電可靠性的探討[J].中國電力,2002,4:32-34.

[3]吳金民.談如何提高供電可靠性管理[J].中國科技信息,2006,1:132.