關于10kV配電線路故障與其自動化運行維護研究

廣東電網有限責任公司江門開平供電局 吳浩權

由于我國很多電力資源用戶分布較為分散，為了滿足供電需求及降低能源消耗，在很多地區采用10kV 配電線路來進行電力傳輸，配電線路的運行狀態直接影響到用電安全和供電質量，但是現階段10kV 配電線路故障頻發，分析故障原因并積極融合自動化技術進行運維作業，從而保障用戶的用電安全。

隨著我國電網深入和電網改造的發展，目前在我國各地10kV 配電線路有著廣泛的應用，在10kV配電線路運行過程中普遍存在一些問題，導致供電質量受到影響，不僅嚴重影響生活生產，而且也存在很多用電安全問題對用戶的生命安全造成威脅，因此需要針對10kV 配電線路故障進行分析，并利用自動化技術來提升運行維護質量和效率，保證線路安全穩定運行。

1 10kV 配電線路普遍存在的故障問題

在電力建設過程中10kV 配電線路尤為重要，如果想要保證10kV 配電線路正常運行，就需對各種常見故障有準確充分的認知，要對故障原因進行分析并針對性制定解決優化方案，目前10kV 配電線路中最常見的故障主要有短路故障、接地故障、斷線故障，需針對性進行分析。

1.1 短路故障

短路故障是最常見的問題，不僅嚴重影響供電質量且常伴隨很多安全隱患，短路現象很多時候都是由于電器元件的質量問題導致，由于電器元件質量較差且長期處于運行狀態，當10kV 配電線路長期處于高壓高負荷運行狀態時，電器元件很容易無法承受巨大的電壓，進而造成短路的現象；其次部分線路由于承擔輸電任務較大，導致電力輸送距離較遠，在長期電力輸送過程中會產生大量的熱量，進而導致線路的絕緣層或者線路設備出現損壞進而出現短路故障。

為了解決這一問題，各地區10kV 配電線路分別設置隔離開關（圖1），一旦發生異常現象則可通過拉合隔離開關來對電網線路及設備進行保護，這種方式相對而言較為有效，但是在隔離開關拉合問題上，由于多種因素影響經常出現拉合不及時的現象，同時很多時候由于線路上設備殘舊老化受損、有漂浮物懸掛二相或三相引起相間故障、自然災害等現象都會導致短路現象發生，因而運維作業人員需定期進行巡視，及時發現線路存在的隱患及黑點。這些現象需要針對性進行解決[1]。

圖1 10kV 柱上隔離開關

1.2 接地故障

10kV 配電線路運行過程中需要進行接地設計，主要就是能夠將多余電荷導入大地，進而保證電力線路穩定安全運行，但是如果10kV 配電線路發生接地故障則會導致在一定時間段內無法有效將電荷導出，不僅會導致電網線路運行負荷增加，而且會導致在10kV 配電線路運維過程中出現觸電事故，且在沒有接地保護的情況下，電網運行的穩定性也會大大下降。

另外一種情況是配電設備接地導致故障，這種故障主要是由于配電線路斷裂導致，不僅會造成大量的電力資源浪費，且在很多特殊區域例如森林或者池塘區域會產生嚴重的安全隱患，巡檢線路中發現很多樹木發展迅速，與線路距離不足線路安全保護區要求，常常由于巡視不到位導致樹障隱患普遍存在且覆蓋區域較為廣泛，一旦出現雷電及風雨交加天氣，很容易由于樹障接觸線路導電引起接地故障。

1.3 斷線故障

10kV 配電線路的斷線故障主要是由于外界因素影響，例如由于避雷器沒有接地導致架空10kV配電線路出現雷擊現象，進而造成斷線故障的現象發生，或者由于城市建設不科學施工作業等人為因素導致，斷線故障不僅會導致配電站出現問題也直接會影響正常供電，這個問題需要針對性進行分析。

在10kV 配電線路運行過程中，要想做好配電線路的安全運行和供電質量，不僅要對以上三種常見故障制定防范措施及方案，而且同時還要綜合分析來選購高性能、高保障的線路設備，保障線路穩定運行。以下是常見的設備線夾導致線路故障。

這種故障主要是由于檢修工作不到位，或者在檢修工作結束后沒有將螺絲或者其他元件擰緊，導致接觸不牢固進而導致線夾與線路連接點電阻增加，或者是由于電力設備的線夾在觸頭連接的地方材料存在問題導致存在電位差，在氧化作用下接頭處不斷松弛，最終導致設備線夾由于高溫出現損壞等現象。

2 故障原因分析

自然災害導致。由于10kV 配電線路的供電范圍較大且路徑較長，覆蓋區域環境較為復雜，導致在雨季很容易被雷擊，進而導致絕緣子擊穿或者避雷針損壞等現象，部分甚至會造成配電線路燒毀的現象；其次由于10kV 配電線路長期暴露在外面，經歷風吹日曬，很多時候會被一些其他物體刮倒或者折斷，很多時候會由于長期侵蝕導致絕緣層老化等現象發生，進而導致10kV 配電線路故障問題發生。

外力破壞導致。現階段隨著城市化步伐不斷加速，很多城市和鄉鎮積極開展市政建設和新農村建設，在施工過程中由于沒有科學進行設計規劃導致10kV 配電線路損壞現象時有發生；其次很多時候電力建設都是結合公路建設路線進行規劃，導致很多10kV 配電線路都處于公路兩側，很多大型車輛或者違規駕駛行為導致電線桿折斷或者倒桿現象時有發生，同時現階段10kV 配電線路逐漸被各種建筑包圍，很多違建行為都導致線路無法正常安全的運行，甚至很多人員會對10kV 配電線路進行路徑更改，進而導致故障頻發。

設備自身材料導致。在10kV 配電線路建設過程中，由于很多時候對設備材料的質量重視程度較低，導致很多設備無法滿足供電需求，短時間內出現故障老化等現象，且很多個人建筑內的電力設施由于是個人負責，導致很多產權電力設施無人管理且設備落后，很容易發生故障。

運維管理導致故障。在10kV 配電線路運行管理過程中，很多時候由于經驗不足，專業性較差導致很多不規范操作普遍存在，且很多時候由于巡視檢查不到位或者管理缺位等現象，都會導致10kV配電線路運行故障發生。

3 10kV 配電線路的自動化運行維護

3.1 故障檢查設備

現階段隨著科技不斷發展，利用通訊技術和電子技術可以有效提升10kV 配電線路的運行維護質量，并提升管理水平，通過利用電子技術對10kV配電線路的運行狀態進行分析，并對異常信號進行實時監測，一旦出現異常信號或者故障問題，則通過故障檢測設備可以迅速對故障信號進行跟蹤定位，并及時對故障線路進行隔離，提醒運維人員進行檢修作業。

利用故障檢測設備不僅可以有效保證供電質量，也可以通過故障定位提升檢修效率，一般情況下，可以將故障檢查設備安裝在電纜設備或者環網開關柜中，并對不同供電區域進行梳理整合，進行分區實時動態監控，進而有效提升檢修效率，現階段故障檢查設備相對較多，例如故障指示器、電子信號跟蹤器等，需要結合實際環境科學選擇設備類型，并適當調整安裝位置和區域密度，保證10kV 配電線路穩定運行[2]。

3.2 饋線自動化開關

10kV 配電線路中普遍通過饋線自動化開關來提升控制能力，現階段饋線自動化開關主要分為三種，這三種各有優劣需要針對性進行分析。

第一種為智能柱上斷路器（圖2、3），一旦10kV 配電線路運行狀態異?；蛘叱霈F故障，則斷路器會及時切斷零序電流，進而避免短路或者負荷電流對10kV 配電線路造成損壞；第二種為負荷開關（圖3），主要是在10kV 配電線路的主線或者支線上安裝，當出現故障時對指定區域進行自動切斷隔離，可以有效防治故障范圍擴大。

圖2 智能柱上斷路器

圖3 10kV 戶外柱上斷路器、負荷開關

第三種為智能控制器，相比于前兩種設備智能控制器應用范圍極為廣泛，可以與重合器、負荷開關以及斷路器等多種設備進行連接，同時可以不同參數為標準針對性控制，也可以對多個參數進行同時控制，不僅能有效強化保護而且可以靈活調整，是目前應用最為廣泛的設備?，F階段很多地區采用通過安裝饋線自動化開關及控制箱進行控制效果最為優質，是未來發展的主要方向之一，在饋線自動化開關類型選擇時，需要科學分析線路實際情況進行選擇。

4 10kV 配電線路自動化運維發展趨勢前瞻

4.1 自動化運行維護網絡信息平臺的構建

針對10kV 配電線路自動化運維需要利用信息化技術構建網絡信息平臺，并通過大數據以及云計算技術來對10kV 配電線路的運行狀態進行動態實時檢測和數據采集，一旦出現故障信號或者異常信號，則及時進行分析和反饋，將各種信息傳遞到移動設備端，不僅表明故障位置，同時通過大數據處理科學分析故障原因，進而有效提升運維質量和效率，同時每一次故障信息檢修方式都將作為檔案信息進行存儲，不僅可以作為檢修經驗，同時也可以保證檢修人員操作規范，通過分析不同區域的故障信息，可以得出故障高發區域和頻發故障，進而針對性進行檢修養護作業，保證檢修維護的針對性[3]。

4.2 智能化技術的應用

10kV 配電線路自動化運維需要引進智能化技術，通過專家系統和模糊理論不斷優化10kV 配電線路自動化運維模式，對運維的線路進行分級并實現資源差異化配置，整體10kV 配電線路自動化運維工作不僅全面且保證側重性，避免無重點無偏向的現象對運維質量產生影響。不僅可以有效提升運維效率和質量，同時在人員不足的時候可以通過遠程操作和自我診斷的方式來保證10kV 配電線路穩定運行，用發展性眼光和前瞻性思維來分析看待，智能化配電線路自動化運維是未來發展的必然趨勢，需要不斷優化拓展，充分發掘其社會價值和經濟效益。

5 結語

現階段10kV 配電線路運行過程中主要存在短路、斷線、接地等故障，其原因主要是自然因素、外力因素以及材料因素導致，針對這些故障需要采用故障檢查設備以及饋線自動化開關來提升運維質量和效率，同時融合信息化技術和智能化技術構建配電線路自動化運維網絡信息平臺，提升運維的針對性和側重性，實現自動化、智能化、差異化運維。