探討如何降低10kV配電線路跳閘概率

張潤峽

（內蒙古電力（集團）有限責任公司包頭供電局，內蒙古包頭 014000）

1.10kV配電線路跳閘故障原因

1.1 自然災害

大多數電力線路都采用架空方式設置，線路暴露在外界環境中，很容易被外界因素所影響。自然因素或是人為因素很可能會損害電力線路的正常使用。尤其是雷電災害，雷擊是導致10kV配電線路跳閘的重要因素之一，雷擊或感應過電壓往往會引發絕緣子的閃絡放電，發生雷擊閃絡時，由于直擊雷電壓幅值極高，很容易引發導線擊穿、絕緣子破裂、避雷器絕緣損壞等永久性故障問題，導致線路跳閘后難以自行恢復[1]。

1.2 配電設備

雖然近幾年我國正在加快電力設備的更新換代，但是仍有部分配電網建設發展緩慢，鄉村地區尤為常見，變壓器設備、電纜等型號相對落后，這些落后的配電設備不僅損耗較大，而且長時間運作就會出現老化、銹蝕等問題，進而造成設備燒壞、損壞導致線路跳閘。在電器產品數量大幅增加的背景下，配電線路的負荷顯著增加，當負荷量超過10kV配電線路的承載范圍時就會出現跳閘停電狀況。

1.3 設計施工

10kV配電線路的設計施工與運行穩定性有著緊密關系，如果配電線路設計不合理，就會引發線路出現跳閘問題，對電力系統供電穩定性造成影響。現階段，大多數配電線路結構設計較為可靠，但依然存在一定問題。設計人員未結合實際情況進行設計的情況時有發生。而在施工中施工質量也會影響配電線路的運行狀況，施工方案、施工技術不規范也會造成線路運行不穩定，從而出現跳閘問題。

2.降低10kV配電線路跳閘概率的措施

2.1 應對自然災害問題的措施

雷電作為造成10kV配電線路跳閘故障的關鍵因素，除了要從當地區域雷電活動頻繁程度分析外，還需詳細計算雷擊跳閘率，評定雷擊造成10kV配電線路跳閘的概率，進而采取針對性的措施。雷擊跳閘率計算式如下：

η=NgSζσ

式中，η代表雷擊跳閘率，單位次/100km·a；Ng為地閃密度，表示雷電活動程度大小，單位次/km2·a；S為引發10kV配電線路跳閘的雷區范圍，通常以0.5km或1km單側線路作為標準；ζ為雷區范圍內由雷擊引起絕緣子閃絡的概率，與10kV配電線路的耐雷水平有一定關系，包括接地電阻、絕緣子、避雷器等內容；σ為建弧率，與桿塔結構和接地方式有關。雷擊跳閘率所涉及的三個計算參量，地閃密度、閃絡率、建弧率以及相關概率產生的確定性因素和不確定因素都會影響雷擊跳閘率，接地電阻、絕緣子等確定性因素可以直接代入使用，而像是雷電流幅值、地閃次數等不確定因素可以采用蒙特卡羅法進行計算[2]。

雷電流幅值對閃絡率隨機性有著較大影響，也是雷擊跳閘率計算的重要因素之一。雷電流幅值的分布模型通常較為固定，如果監測地區自然環境變化幅度較小，雷電流幅值會集中在10kA～40kA之間，超過100kA較為少見。設定雷電流幅值累積概率為P(I)，按照國內防雷情況計算雷電流幅值分布函數如下：

P(I)=1/(1+(I/α)β)

式中的α和β皆為分布參數，便是雷電流幅值分布的差異范圍；I表示雷電流幅值累積概率的參數擬合；1為擬合結果的衡量標準，越接近1擬合效果越準確。

一般來說雷擊監測數據應當取在5年之內的時間跨度，部分雷電多發地區可以延長至10年，將相關數據按照時序進行排列，得到地閃密度的變化情況。為了提高計算的準確性，需要對統計結果采用中位差算法分別對各地區各年份進行離群值分析，最后得到各年份地閃密度的平均值。正常情況下低海拔地區地閃密度會高于高海拔地區，實際情況還需結合當地氣候環境進行分析。

根據上述計算公式，在收集部分數據后計算得到某地區實際雷擊跳閘數據為16.78次/100km·a～17.46次/100km·a，根據該數值可以評定10kV配電線路雷擊導致跳閘的重點區域或線路，并以此在這些地區的配電線路加裝避雷線或采取其他增強避雷的措施，降低雷擊造成配電線路出現跳閘故障的概率。此外，在計算雷擊跳閘率時還需考慮隨機變量，其中需要注意的是10kV配電線路一般不架設避雷線，但是架設避雷線有助于提升10kV配電線路的耐雷水平，降低出現閃絡的概率，從而降低雷擊導致線路跳閘的概率。

除了雷電災害外，樹木影響也是引發跳閘故障占比較大的部分。供電企業要加強高桿樹木線路巡視，記錄可能影響配電線路的樹木點位。并且要與林業部門聯合制定樹木砍伐計劃，及時清除高桿樹木隱患。尤其是在大風、臺風多發地區，應當根據季節特征立即清理樹木，從根本上減少樹木倒伏引發的跳閘故障。另外，在樹木茂盛、林區的架空線路應當在設計施工時增加安全保護措施，并將部分線路改造為絕緣導線。

2.2 應對配電設備問題的措施

配電設備問題的處理措施較為清晰，不過涉及覆蓋整個10kV配電線路的設備，需要考慮的方面繁多。首先就是10kV配電線路的防雷措施是否到位，10kV配電線路較少安裝避雷線，這就要求其絕緣子和接地裝置有著較強的防雷效果，按照運行管理要求，配變臺區接地裝置接地電阻需要≤4Ω，斷路器、復合開關接地裝置接地電阻需要≤10Ω。

其次，要加強針對配電設備的養護檢修工作，配電設備不達標、出現老化、銹蝕都會提高配電線路出現跳閘的概率。加強設備運維管理可以采用配電設備專項負責人的制度體系，每個設備都有對應的管理人，管理范圍清晰明確，設備運行狀況負責人全權負責，如果因運維工作缺位導致設備出現跳閘故障，問責相關負責人。而且要加強對配電設備的巡查巡視工作，尤其是在節假日等高峰供電時期，結合線路和設備分布情況，調整人員巡視周期。每次巡查都應當記錄設備信息以及線路情況。相關領導班子也需開展專項監察工作，針對記錄的數據信息進行現場核查，檢查配電線路和設備是否與記錄情況一致，如果發現問題要及時責令相關負責人進行整改[3]。

最后要繼續提高自動化、智能化水平，智能電網建設背景下，配網自動化覆蓋范圍要繼續擴大，自動化開關設備要繼續普及，利用信息化技術提升配網設備的維護水平，能夠對相關配電設備進行監控。另外，還要加快老舊電網升級改造，結合地區負荷情況與發展需求，對區域內供電片區重新規劃，增強10kV配電線路薄弱環節，全面提高配電網絡的運行質量。

2.3 應對施工設計問題的措施

增強對10kV配電線路施工設計的監管力度，提升相關施工人員的操作水平，在供電線路驗收中要嚴格按照相關電網線路標準把控配電線路的質量。供電企業或施工單位要提前了解用電客戶的配電情況，既要提升用電客戶的用電常識，也要周期性對各種配電設備進行記錄。確保10kV配電線路施工設計不會受到用戶影響。在設計階段必須由施工人員和電力技術人員共同確認，明確其中的注意事項。在施工完成后供電企業應當進行預防性測試，檢驗10kV配電線路的運行狀態，包括配電線路的電阻值、配電設備質量，如若出現品質不達標的情況必須返修處理。

3.結論

10kV配電線路作為供電系統的基礎，其運行效率影響著電力系統的供電質量，因各種情況導致的跳閘停電故障必須要進行處理。通過分析造成10kV配電線路跳閘故障概率的情況，明確其中雷擊、配電設備等現象是致使10kV配電線路出現跳閘故障的主要因素，結合地區實際情況，采取針對性的解決措施，實現對各種不良因素的有效掌控，進而降低10kV配電線路跳閘故障發生的概率。