10kV配電線路故障分析及解決方法研究

許科杰 孫寧

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司張家港市供電分公司 江蘇省張家港市 215600）

受到經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的影響，讓電力能源需求量呈現(xiàn)出不斷提升的趨勢(shì)，基于確保生產(chǎn)工作可以順利進(jìn)行的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣大民眾生活質(zhì)量的改善，應(yīng)該注重使電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性得到有效的保障。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，10kV配電線路屬于其中不可或缺的配電線路。具體進(jìn)行運(yùn)用的時(shí)候，10kV配電線路運(yùn)行的過程當(dāng)中容易發(fā)生各種類型的故障，導(dǎo)致電力服務(wù)工作的質(zhì)量難以獲得保障。為此，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性作為目標(biāo)，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前常見的10kV配電線路故障情況，制定出合理的處理策略，進(jìn)而完成電力供應(yīng)工作的任務(wù)。

1 電纜故障位置的定位方法

對(duì)于電力電纜來說，一般敷設(shè)在地下，當(dāng)發(fā)生故障之后，進(jìn)行定位與維修需要花費(fèi)的時(shí)間非常久，整體的工作任務(wù)量很大。為此，做好電纜故障位置的定位分析工作十分必要，有利于減少維修故障所用的時(shí)間，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，很多地區(qū)的供電局進(jìn)行電纜故障定位的時(shí)候，均運(yùn)用了電纜故障儀設(shè)備。一般而言，單芯的電力電纜波阻抗Z 大概是 。當(dāng)電纜的對(duì)地電阻則<時(shí)，屬于低阻類型的故障；當(dāng)電纜的對(duì)地電阻>時(shí)，屬于高阻類型的故障。電纜故障儀設(shè)備主要運(yùn)用了脈沖法進(jìn)行測(cè)定。將 型號(hào)的電纜故障儀設(shè)備作為例子，其結(jié)構(gòu)圖見圖1。

結(jié)合圖1 可知，在開關(guān)K 處于脈沖的位置情況下，此時(shí)，低壓脈沖發(fā)生器裝置會(huì)輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并且處于待測(cè)電纜和輸入電路之間，在此過程當(dāng)中，脈沖測(cè)試波形會(huì)借助相應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)處理電路呈現(xiàn)到屏幕的上面，與此同時(shí)，還能夠呈現(xiàn)出電纜的介質(zhì)、傳播的速度、采樣頻率以及故障點(diǎn)的距離等不同方面的構(gòu)成部分。如果開關(guān)K 處于閃絡(luò)的位置情況下，此時(shí)，有關(guān)高壓測(cè)試系統(tǒng)會(huì)為待測(cè)電纜供應(yīng)高壓，讓其故障點(diǎn)出現(xiàn)閃絡(luò)放電的現(xiàn)象[1]。而該儀器設(shè)備以后的工作環(huán)節(jié)則和低脈沖測(cè)定的過程一致。通常情況下，當(dāng)運(yùn)用了相關(guān)電纜故障儀設(shè)備測(cè)定出具體的故障點(diǎn)至測(cè)試端的距離以后，應(yīng)該順著已知埋設(shè)的電纜具體走向情況，處于測(cè)定距離的范圍當(dāng)中，需要借助定點(diǎn)儀設(shè)備完成精準(zhǔn)定點(diǎn)的任務(wù)。并且合理應(yīng)用電纜故障儀設(shè)備準(zhǔn)確找到具體的故障位置，其相對(duì)誤差低于3%，同時(shí)，土方開挖量、回填工程量均非常小，進(jìn)行該故障處理的工期一般為5日。

圖1：電纜故障儀設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2 10kV配電線路故障的分析

2.1 受到相關(guān)外力因素造成的故障

（1）對(duì)于出租房、公寓的高空墜物碰觸10kV 架空配電線路來說，導(dǎo)致線路單相接地，相間短路的不良影響為此線路的斷路器裝置會(huì)發(fā)生跳閘的現(xiàn)象。單相接地盡管沒有產(chǎn)生跳閘，不過根據(jù)有關(guān)要求，應(yīng)該保證電力供應(yīng)的時(shí)間處于兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)，在明確故障點(diǎn)的具體位置之后，方能夠及時(shí)恢復(fù)電力的供應(yīng)[2]。

（2）對(duì)道路進(jìn)行改造施工的過程中，由于施工作業(yè)沒有根據(jù)有關(guān)規(guī)定實(shí)施，有關(guān)部門尚無提前進(jìn)行協(xié)商，導(dǎo)致桿基礎(chǔ)受到了嚴(yán)重的破壞影響，造成桿傾斜或者倒塌的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）有關(guān)建筑物和線路之間的距離不滿足安全方面的要求，進(jìn)行施工的過程當(dāng)中采用的相關(guān)機(jī)械設(shè)備碰觸到導(dǎo)線，造成單相接地，跳閘的現(xiàn)象。

2.2 受到雷擊造成的故障問題

（1）當(dāng)絕緣導(dǎo)線被雷擊之后，對(duì)比裸導(dǎo)線易于產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象?；诖_保架空線路運(yùn)行安全性的目的，一些線路進(jìn)行了絕緣處理。把10kV配電線路裸導(dǎo)線換位為絕緣導(dǎo)線。不過實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中，卻不難看出，絕緣導(dǎo)線被雷擊之后，產(chǎn)生了斷裂的現(xiàn)象。在使用裸導(dǎo)線的過程當(dāng)中，如果遭到雷擊，會(huì)促使線路閃烙之后，讓工頻續(xù)流電弧遭受電磁力的作用影響。當(dāng)工頻電流將導(dǎo)線燒斷以前，需要讓開關(guān)跳閘，降低了斷線事故的發(fā)生率。不過在使用絕緣導(dǎo)線以后，改變了此種不良狀況。受到雷擊以后，導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)閃烙，同時(shí)在擊穿導(dǎo)線絕緣層之后，由于擊穿點(diǎn)周圍的絕緣物妨礙到電弧的正常移動(dòng)，使其集中到絕緣擊穿點(diǎn)的上面，產(chǎn)生導(dǎo)線熔斷的現(xiàn)象[3]。

（2）瓷絕緣子在遭受到雷擊之后爆裂。造成此現(xiàn)象發(fā)生的原因?yàn)楫?dāng)空氣的質(zhì)量無法獲得保障之后，在空氣當(dāng)中的懸浮粒子變得非常多。使上述污染物積聚到瓷絕緣子的上面，數(shù)量開始變多。遭受雷擊的情況下，受到強(qiáng)電場(chǎng)的影響，在瓷絕緣子上面的積聚物受到電離影響，產(chǎn)生導(dǎo)電性薄膜，形成電暈放電的現(xiàn)象。不過瓷絕緣子表面的溫度并非以均勻的形式提升，其內(nèi)部會(huì)形成很大的應(yīng)力，使瓷絕緣子發(fā)生爆裂。

2.3 受到自然災(zāi)害影響導(dǎo)致的故障

對(duì)于不同的地區(qū)來說，10kV配電線路經(jīng)常會(huì)受到各種自然災(zāi)害的侵襲影響，比如，常見的暴雨、雷擊以及臺(tái)風(fēng)等等。受到臺(tái)風(fēng)的影響，一般會(huì)吹倒10kV 的配電線路桿，而臺(tái)風(fēng)吹起來的物體會(huì)碰觸到架空線路，由此導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以，為了有效應(yīng)對(duì)此類故障問題，需要深入了解事故發(fā)生的原因，以便結(jié)合具體的情況，編制出科學(xué)、可行的預(yù)防對(duì)策，減小由于配電線路故障帶給生產(chǎn)工作的經(jīng)濟(jì)損失。為此，科學(xué)分析自然災(zāi)害影響導(dǎo)致的故障十分必要。

3 10kV配電線路故障的有效解決途徑

3.1 外力因素造成故障的解決對(duì)策

（1）可以借助電視、廣播電臺(tái)以及在街道懸掛橫幅等不同的方式，做好相關(guān)宣傳與教育工作。并且，針對(duì)使用絕緣導(dǎo)線進(jìn)行晾曬衣服的人員進(jìn)行嚴(yán)格處罰。要求相關(guān)違規(guī)者，認(rèn)真寫好檢討書，并且準(zhǔn)確記錄相關(guān)錯(cuò)誤。針對(duì)那些多次犯錯(cuò)誤卻不改正的人，則應(yīng)該移交給派出所進(jìn)行嚴(yán)肅處理[4]。

（2）有關(guān)高壓運(yùn)行工作者需要以定期的形式對(duì)10kV配電線路進(jìn)行巡查。實(shí)施道路改造施工的過程當(dāng)中，需要增加配電線路巡查工作的次數(shù)。如果出現(xiàn)桿拉線斷裂的情況，需要馬上為相關(guān)施工企業(yè)發(fā)送相關(guān)整改通知。有關(guān)供電局需要積極和政府部門、城市道路建設(shè)部門協(xié)同合作，進(jìn)行道路施工作業(yè)以前，完成商討工作，提高線路的安全性。

（3）有效落實(shí)配電線路巡視管理機(jī)制。在這當(dāng)中，涵蓋了常規(guī)、特殊以及監(jiān)控性巡視等工作。當(dāng)檢查出存在建筑物和線路距離不夠的情況，應(yīng)該向有關(guān)負(fù)責(zé)方下達(dá)整改通知文件，與此同時(shí)，需要負(fù)責(zé)人進(jìn)行有效整改之前，馬上暫停施工。如果出現(xiàn)嚴(yán)重違規(guī)的現(xiàn)象，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行停電，進(jìn)而避免事故造成更大的不良影響。

3.2 雷擊導(dǎo)致故障的解決對(duì)策

（1）絕緣導(dǎo)線在受到雷擊之后，非常容易斷裂，所以，應(yīng)該結(jié)合不同區(qū)域的線路特征，合理裝設(shè)防弧金具，使其處于距離絕緣子中心的220mm 的范圍之內(nèi)，并且剝離其中一段絕緣導(dǎo)線的絕緣層，能夠讓雷電過電壓時(shí)，處于防弧金具和絕緣子緝鋼腳間定位閃烙，而連續(xù)的工頻短路電流電弧的弧根會(huì)被固定到防弧金具的上面進(jìn)行燃燒，以便規(guī)避導(dǎo)線被燒損的情況發(fā)生。此種方法需要投資的金額較少，便于進(jìn)行實(shí)施，可以避免雷擊斷線的情況出現(xiàn)，不過當(dāng)受到雷擊以后，應(yīng)該馬上更換損壞的防弧金具[5]。

（2）摒棄使用瓷絕緣子，改用硅膠絕緣子。由于硅膠絕緣子不但體積較小，重量非常輕，而且具有良好的耐污性，同時(shí)抗表面污染力、防止碳化泄漏的能力也非常強(qiáng)。對(duì)比瓷絕緣子，合成絕緣子需要的爬距大約少35%。在此過程中，可以將鋼芯鋁絞線作為線路的首選材料，充分發(fā)揮出硅膠絕緣子的良好作用。

3.3 自然災(zāi)害影響導(dǎo)致故障的解決策略

有關(guān)供電局部門需要和氣象部門進(jìn)行合作，當(dāng)臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害降臨之前，做好對(duì)10kV 線路桿的巡查工作。針對(duì)不牢固的桿，需要馬上實(shí)施基礎(chǔ)加固處理。并且結(jié)合不同地區(qū)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速情況，進(jìn)行配電線路設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，需要根據(jù)臺(tái)風(fēng)級(jí)數(shù)的規(guī)定完成設(shè)計(jì)工作的任務(wù)。

4 實(shí)施策略的應(yīng)用效果評(píng)估說明

通常情況下，對(duì)于電纜故障儀設(shè)備而言，主要運(yùn)用了行波反射的作用機(jī)制，針對(duì)相關(guān)電纜開路、低阻故障來說，需要科學(xué)運(yùn)用低壓脈沖方法，準(zhǔn)確測(cè)定出故障點(diǎn)至測(cè)試端的具體距離。針對(duì)電纜的高阻故障而言，則首先應(yīng)該借助沖擊高壓閃絡(luò)方法，準(zhǔn)確測(cè)定出故障點(diǎn)至測(cè)試端的實(shí)際距離，然后運(yùn)用定點(diǎn)儀設(shè)備，進(jìn)而明確故障點(diǎn)的具體位置信息。因?yàn)闇y(cè)試產(chǎn)生的誤差很小，對(duì)故障解決的工期非常短，所以，當(dāng)產(chǎn)生電纜故障問題的時(shí)候，可以科學(xué)運(yùn)用電纜故障儀設(shè)備明確電纜故障的具體位置，進(jìn)而縮短進(jìn)行停電維修需要的時(shí)間，以便確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性與安全性。

針對(duì)10kV 的架空配電線路來說，通過運(yùn)用以上的故障處理對(duì)策之后，使得10kV 的架空配電線路電力供應(yīng)的穩(wěn)定性獲得了一定地提升。表1 則主要將某某城區(qū)作為例子，科學(xué)比較了運(yùn)用故障處理策略之前與之后的配電線路故障狀況。

表1：某某城區(qū)供電企業(yè)配電線路故障處理策略實(shí)施之前與之后故障次數(shù)情況

在今年的夏季期間，某某城區(qū)供電企業(yè)便逐步將短路故障指示器裝置安設(shè)到10kV配電線路的上面。通過此項(xiàng)工作的實(shí)施，可以提高相應(yīng)故障點(diǎn)位置定位的效率和準(zhǔn)確率，并且減少了停電的時(shí)間。實(shí)際上，10kV配電線路電力供應(yīng)的安全與穩(wěn)定性關(guān)乎到廣大用戶的用電情況，為此，應(yīng)該借助高效、科學(xué)的故障處理技術(shù)與策略，避免不必要的故障出現(xiàn)，并且配合相關(guān)政府部門的工作，積極開展宣傳和推廣工作，針對(duì)違規(guī)的行為進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，并且充分體現(xiàn)出廣大民眾的監(jiān)督功效和作用，降低故障的產(chǎn)生幾率，讓配電網(wǎng)運(yùn)行得更加安全、可靠，以便帶給公眾更大的便利與幫助。

5 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)電力生產(chǎn)工作開展的時(shí)候，需要做好對(duì)配電線路的檢查工作。在此過程當(dāng)中，因?yàn)榕潆娋€路易于受到各種因素的干擾，所以，進(jìn)行平時(shí)工作的過程當(dāng)中，一旦被干擾，便可能造成嚴(yán)重的故障問題發(fā)生。因而，一方面，需要加大針對(duì)相關(guān)配電線路的監(jiān)管力度，定期更新有關(guān)配電線路；另一方面，則減小了配電線路所產(chǎn)生的不良影響，使其工作質(zhì)量達(dá)到有關(guān)要求。與此同時(shí)，還需要注重開展運(yùn)檢控制工作，以便形成科學(xué)、高效的防雷處理對(duì)策，發(fā)揮出常規(guī)化管理工作的作用。