北京市豐臺區10 kV配電線路故障分析

沈 渡，周靜敏

（1.國網北京市電力公司豐臺供電公司，北京，豐臺100071;2.國網上海市電力公司浦東供電公司，上海，浦東200120）

北京市豐臺區是北京市主城六區之一，位于北京市南部，總面積為306 km3。豐臺區下轄14 個街道、5 個地區、2 個鎮。近年來，隨著麗澤商務區、豐臺火車站等重點項目的興建和“煤改電”項目的實施，豐臺區的用電量逐年攀升。目前豐臺地區的電力負荷主要以居民用電為主，而10 kV 配電線路直接連接居民用戶側，線路布局復雜、設備型號繁多、受氣候條件影響大，因此分析10 kV 配電線路的故障類型，并采取相應的防護措施尤為重要。

1 豐臺區10 kV配電線路故障情況

豐臺電網2019年共發生93次10 kV配電線路跳閘故障，10 kV 配電線路故障具有明顯的季節性，集中在7—9月及11—12月之間。一方面，夏冬兩季的用電量攀升，日最大負荷達到極值，電力設備的負載率較其他月份偏大，易發生絕緣破壞導致放電，從而造成跳閘故障。另一方面，夏季雷電、陣雨天氣較多，冬季雨雪、大風天氣較多，配電線路易受到雷擊等自然天氣災害，從而造成跳閘故障。

2 豐臺區10 kV配電線路故障分析

造成10 kV 配電線路跳閘故障的原因較多，既有配電設備自身的原因，也有外部天氣、不可抗力等因素，本文分別以故障地點和故障原因兩方面進行歸類和分析。

2.1 按故障地點進行分類

將豐臺區2019 年10 kV 配電線路故障按故障地點進行統計歸類。

發現主線路類故障數量最多，發生26次，占比31%；用戶內部類故障數量次之，發生19 次，占比22%；其次為電纜類故障發生15 次，占比18%；桿塔類故障發生12次，占比14%。

引起主線路故障的原因有自然天氣因素、外力因素、人為因素等；其中天氣因素包括雷擊、大風、雨雪等；外力因素包括施工作業誤碰等；人為因素包括偷盜、蓄意破壞等。相比主線路，電纜網的故障原因有所不同，造成電纜故障的天氣原因主要是雨雪天氣造成的滲水、凝露導致的電纜絕緣破損；外力因素主要是施工作業造成的電纜挖斷；人為因素主要是偷盜電纜。

豐臺區的10 kV 配電線路和用戶產權設備的分界點為用戶分界負荷開關，裝有速斷和零序保護，可以有效地隔離故障段。用戶內部的設備故障原因也比較多，有設備質量因素、自然天氣因素、人為因素等，正是由于用戶分界負荷開關的有效隔離，大大降低了主線路故障的停電時間。桿塔類故障主要因素是車撞桿、桿塔傾斜等造成的碰線、斷線、線路掛樹枝等永久性故障。此外，電壓互感器、避雷器、變壓器等設備也易發生故障，原因主要是設備質量問題、絕緣老化問題、施工工藝問題等。

2.2 按故障原因進行分類

將豐臺區2019 年10 kV 配電線路故障按故障原因進行統計歸類，得到各類配電線路故障占比分布情況如圖1所示。

從圖1 可知，豐臺區2019 年10 kV 配電線路故障中，用戶自身類故障數量最多，發生15次，占比18%；施工作業類故障和車撞桿類數量次之，發生12 次，占比14%；其次為絕緣損壞類故障發生11次，占比13%；雷擊類故障發生8次，占比9%。

圖1 按故障原因分類的配電線路故障比例

用戶內部的故障可視為配電線路的短暫延伸，可由用戶分界負荷開關進行有效隔離，前面已經分析過，這里不再贅述。施工作業是引起故障的一個常見原因，比如挖掘機、吊車作業刮碰架空線或和架空線小于安全距離引起放電。對于電纜線路來說，地面施工的挖土或鉆孔等施工作業也會導致電纜被挖斷從而引起故障跳閘。車撞桿可以看成是一個外力作用引起的局部故障，桿塔被撞后可能會造成桿塔傾斜、桿塔斷裂等，從而導致架空線相互碰觸或是架空線碰樹枝，引發故障跳閘，嚴重時可造成架空線斷線，引起缺相。造成絕緣破壞的因素很多，比如設備絕緣老化、設備間連接松動、設備銹蝕等，由于配電線路設備數量巨大，所以這是造成故障的又一個常見原因。雷擊是一種典型的天氣因素，雷擊時不僅可以直接破壞絕緣子等電力設備，雷電感應也可使設備承受的對地電壓大于耐受值從而放電引起跳閘故障。另外，鳥害、樹線矛盾、異物等也是造成故障的常見原因。

3 減少配電線路故障的防護措施

從故障地點和故障原因兩方面進行故障的歸類和分析，可以為減少配電線路故障的防護措施提出一些建議。

3.1 加快推進架空線入地項目

由于架空線裸露在外，容易受到自然天氣和外力破壞，環境比電纜線路惡劣很多，因此推進架空線入地項目，將老舊架空線以直埋、管井等形式替換成電纜線路，可有效增大供電可靠性。同時，架空線入地對凈化市容市貌也有積極的作用。

3.2 加快智能配電網建設

以用戶分界負荷開關為例，當用戶發生故障后，用戶分界負荷開關保護動作跳閘，可有效隔離故障，減少配電線路停電時間。加快建設配電自動化系統，比如在重要分界點設置配有保護的斷路器、在出站開關加裝重合閘等，并加快實現全域開關實時傳送遙測、遙信數據，不僅可以縮短故障處理的時間，而且可以實現故障自愈、智能調度等目標，有效增大供電可靠性。

3.3 做好電力設備運維

對于容易老化、絕緣破損的設備，聯系廠家集中處理或更換，減少因設備質量帶來的安全隱患。可從在常見雷擊點多安裝避雷器、利用驅鳥器驅鳥、提升工作人員施工水平等方面加強設備安全防護，尤其對電纜頭等故障易發點和加強施工把關。

3.4 故障高發時期加強巡視

夏冬兩季是故障高發時期，在惡劣天氣來臨之前提前做好應急預案；在鳥類筑巢期間增加巡線次數；在汛期時加強汛期巡視等。

3.5 設置警示牌、圍欄

在埋有電纜的地區設置醒目的警示牌提示施工隊伍注意電力設備，鼓勵人民群眾保護電力設備，發現有違章作業及時向電力部門舉報。在易被撞的桿塔附近設置圍欄、貼反光紙等，防止車撞桿，對于位置不合理的桿塔和線路進行遷改。