10kV配電網線路分界開關異常跳閘原因分析

陳偉念

摘要：文章簡單介紹了10kV配電網線路分界開關的主要結構和功能，詳細分析有可能導致分界開關異常跳閘的原因，并提出了針對性的整改措施。

關鍵詞：配電網線路;分界開關;保護配合

中圖分類號：TM755

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0800-02

0引言

10kV配電網直接與用戶連接，饋線分支多樣而結構復雜，很容易發生短路故障且故障查找困難。尤其是當配電線路發生單相接地故障時，很難精準定位故障點，進而導致故障范圍擴大造成更大的損失。10kV配電線路分界開關在配電線路上的使用，則有助于在線路故障時快速的定位故障點，并隔離非故障線路，有效的減小停電范圍。因此，分界開關在10kV配電網中被廣泛使用，但其發生異常跳閘的概率也不低。

110kV配電網線路分界開關的功能

圖1所示，10kV配電線路分界開關主要由外絕緣體、手動或自動脫扣分閘、彈簧操作系統、拉桿式手動門或自動閘門及內置隔離刀閘組成。相比普通的10kV斷路器，分界開關具有以下優點：一是可快速精準定位故障線路;二是當不同分支線路發生接地故障時，在定位故障線路的同時并隔離故障線路;三是具有優先處理分支短路故障功能;四是自動切除單相接地故障;五是可監視用電用戶超負荷情況。配電線路分界開關主要是安裝在10kV配電網架空線路或者分支號為0的桿塔分界點上。

2分界開關異常跳閘原因分析

2.110kV配電線路故障

10kV配電線路大多數都是架空線路，主要包括了絕緣子、導線、桿塔、橫擔及金具等電氣設備。10kV架空線路的運行在露天環境，在正常負荷情況下還要額外承擔外部自然環境災害的影響，發生故障的概率很高。由于10kV配電架空線路故障引發分界開關異常跳閘表現為：①部分10kV配電網網架結構落后，引流線段脫落與貫通線接觸而導致分界開關跳閘;②架空線路采用的裸導線在臺風或暴風雨等惡劣天氣，極易由于檔距大、弧垂超標引發相間短路而導致分界開關跳閘;③在重工業區等污穢嚴重環境下運行的架空線路，在小雨或霧天等濕度很大的天氣下由于絕緣子發生閃絡而導致分界開關異常跳閘;④架空線路沿線樹障、漂浮物等引發線路短路故障而導致分界開關異常跳閘;⑤架空線路遭受雷擊亦是分界開關異常跳閘的原因之一;⑥電力負荷增長比較快，原來的變壓器容量無法滿足而發生線路過負荷，導致分界開關跳閘。

2.2低壓設備及故障

10kV配電線路在變電站10kV出線側多數采用電纜，截面小而負荷大。在正常運行下，會發生由于負荷電流過大而導致10kV電纜過載而被擊穿，從而產生很大的故障電流。同時，10kV配電網靠近變電站側的低壓設備一旦發生，短路故障，尤其是三相短路故障時，也會產生極大的故障電流。若發生上述兩種情況時，而熔斷器卻沒有足夠的熔斷時間時，將會引發高壓分界開關異常跳閘。

2.3高壓電纜故障

10kV配電網結構復雜，在城市電力規劃中考慮到市政工程的影響，會大量采用高壓電纜。相比10kV架空線路，電纜線路的施工相對復雜和運行管理難度增加。電纜在運行過程中，會由于機械損傷、受潮或過電流絕緣老化、施工工藝差等原因使得電纜發生絕緣擊穿短路，進而導致分界開關異常跳閘。

2.4線路各級保護配合不當

10kV配電線路保護配置比較簡單，一般只配置了過流速斷保護和重合閘保護，零序保護一般是配置在小電阻接地系統中。所以，為了保證線路全長保護范圍，一般都采用階梯性上下級保護配合以保證足夠的選擇性和靈敏性。而10kV配電線路分界開關對故障線判斷及動作的準確性取決于線路保護配置的正確性。但目前某些10kV配電線路保護存在的問題是，隨著用電負荷的變化，線路保護定值未能做到及時更改，從而導致線路在用電高峰時由于過負荷而導致分界開關跳閘。同時，10kV配電饋線線路與變電站進線保護的定值配合上存在一定難度，也是導致分界開關異常越級跳閘的主要原因之一[2]。

2.5電源端問題

10kV配電線路分界開關因電源進線故障而導致異常跳閘的原因主要有兩個：（1）對于采用變電站10kV出線作為電源進線的，有可能會由于變電站的設備故障跳閘或者過負荷而導致電源電壓不穩定，從而導致線路分界開關跳閘;（2）采用農村配網用電作為電源進線，可靠性不高如頻頻停電而導致線路分界開關跳閘。

3整改措施

3.1加強配電設備運行管理

（1）加快改造不合理的配電網架結構，同時采用分段控制的原則，在配電線路主干和分支線路分別增加分段開關和分支開關，并注意對于高壓用戶，應采用“熔絲加刀閘”式分支開工。同時盡快將與線路運行不匹配的老舊配電設備更換為新型設備，以逐步完善電力設施，實現配電網的更全面的自動化。

（2）加強對10kV配電線路的設備隱患的排查和缺陷管理。一是重點關注架空線絕緣子、電纜線路戶外電纜頭及其引線、戶外刀閘、變壓器、避雷器等電氣設備運行狀況，及時發現并消除安全隱患，避免由于線路故障而導致分界開關異常跳閘;二是嚴格按照規定定期開展電氣設備的維護檢修：工作，重點關注檢修周期比較長的電力設備，最大限度降低設備的安全隱患。

（3）加強對線路的巡視工作。定期對線路展開巡視工作并清理線路廊道的障礙物。在惡劣天氣過后尤其是大風天氣后，沿線樹障和漂浮物是導致分界開關跳閘的主要原因之一，更應及時開展巡視和清理工作。

3.2優化分界開關使用原則

10kV配電線路分界開關分為斷路器型（可直接開斷短路電流）和負荷開關型（不能直接開斷短路電流）兩種，在10kV配電線路中合理使用可有效減少故障發生，文中提出了一種合理的分界開關配合原則，大大提高了安全性，且節約運行成本，具體表現如下。

（1）在同一線路T接點下變壓器容量為630kVA及以上采用負荷開關型分界開關。因為大容量用戶配置的保護與變電站10kV饋線保護為同級保護，當用戶內部或分支線路發生故障時，兩保護相互配合切除故障主干線路，此時負荷開關型分界開關保證在發生接地故障時準確可靠動作，并作為用戶進線側的后備保護，而其他非故障的分支線路可通過重合閘保護來恢復供電。

（2）在同一線路T接點下變壓器容量為315～500kVA的則使用斷路器型分界開關，條件允許的情況下容量在315kVA以下的亦可使用斷路器型分界開關。此容量級的用戶未配置保護，當用戶內部或分支路發生故障時，故障電流達到電流速斷保護定值時，變電站10kV饋線保護動作跳閘及線路的斷路器型分界開關跳閘，以切除故障主干線路。其他非故障的分支線路可通過重合閘保護來恢復供電。若故障電流未達到變電站10kV饋線保護定值時，變電站側保護不動作，斷路器型分界開關無延時動作跳開故障分支線路，其他非故障線路正常運行。

3.3提升各級保護配合度

對10kV配電網線路保護進行改進升級，選用可靠性強、精度高的保護裝置，同時應及時根據線路實際負荷整定和調整出線開關定值，保證線路各級保護配合可靠，避免由于保護定值整定而導致配合不當引發分界開關異常跳閘。

4結束語

針對引發10kV配電線路分界開關跳閘的因素提出了相關的整改措施，以有效的降低由于分界開關異常跳閘而導致線路停電的概率，大大提高了配電線路供電可靠性。

參考文獻

[1]劉虎，劉遠龍.10kV配網分界開關使用原則探討[J].山東電力技術，2014（3）：34-36.

[2]周文俊，李春建，王良，等.分層分區的饋線自動化配置方案研究[J].電力系統保護與控制，2013（17）：71-76.

3]李金英.淺談電力系統配電自動化及其對故障的處理[J].成都電子機械高等?？茖W校學報，2013（4）：12-15.