浅析影响10 k V配电线路故障率的因素及故障防范措施

赵桂雄

0 引言

相关调查数据显示，10 k V配电线路的故障率约占全电网故障率的70%，而当前10 k V配电线路与35 k V及以上电网相比，设备的总体运行质量和供电可靠性均不够高，其主要原因是10 k V配电线路范围广、行程长、线路情况复杂，容易受外部因素影响，其次配电线路所有设备、设施质量良莠不齐，一定程度上影响了电能输送可靠性。鉴于此，对10 k V配电线路故障率的影响因素分析如下。

1 10 k V配电线路故障率影响因素分析

1.1 设备因素

（1）输电线缆的问题。输电线缆作为电能输送的载体，是输电线路的基础，因此在影响配电线路可靠性的因素中线缆问题不容忽视。线缆问题主要有：1）接头处接触不良。线缆接头接触不良容易在局部引起热能积聚，严重时会烧断电缆造成故障。2）中间头和终端头老化。中间头、终端头是输电线路的薄弱点，而局部存在电缆沟排水不畅现象，使得电缆中间头长期处在潮湿或浸水的环境中，加速了老化，使热膨胀系数改变而无法与电缆本体的热胀冷缩同步，甚至形成间隙使水渗入线缆内部，引起放电或导致短路事故。

（2）配电变压器故障。变压器作为配电线路上调节电压等级的关键设备，其运行的可靠性直接影响着整个线路的正常运行。变压器的故障主要有变压器自身故障及其控制设备故障。变压器自身故障又按其发生部位的不同分为电路故障和磁路故障。电路故障主要有线圈绝缘受潮老化，投切器接触不良、材料质量和制造工艺不达标等。磁路故障主要有穿心螺丝及铁轭夹件与铁心间的绝缘损坏、硅钢片短路以及铁心接地不良引起的放电故障等。变压器控制设备故障主要发生在高压控制、保护设备上。调查显示，10 k V配电线路中，有90%的配电变压器和专用变压器都在使用跌落式熔断器，而现实情况是跌落式熔断器因其自身存在很多先天不足，比如开断能力较低、熔件安秒特性不准确、熔管容易变形、操作维护不便、规格型号较少等，会直接影响配电变压器的可靠运行。数据显示，配电变压器80%的故障发生在跌落式熔断器上。

（3）金具断裂或失效。金具作为配电线路上一个重要的组成部分，通过与其他部件配合达到对导线、地线的夹持和固定作用。一般来说，金具的工作状态多为滚动和滑动并存，且由于接触面粗糙而摩擦力较大，使得金具的最大切应力位置向其表面转移。随着使用期限的延长，反复作用及应力累积会在金具表面形成空洞，空洞进一步扩展就会形成裂纹，当裂纹扩展到一定程度，金具的有效截面强度不能承担载荷时，就会发生断裂而造成掉线事故。这种事故不仅会影响配电线路继续运行，严重时还会造成安全事故并带来巨大的经济损失。

1.2 管理因素

（1）过载故障。随着人们生活水平的日益提高，电能需求量迅速增加，现有的10 k V配电线路及配电设备容量已不能满足用户需求，存在着小马拉大车现象，造成部分变压器频繁处于过负载运行状态，尤其是在每年的季节性用电高峰期，过载情况更为严重。变压器长期过载运行会造成内部各部件、线圈、油绝缘老化，或致使内部缺油，使油面降低，造成绝缘油与空气接触面增大，加速空气中水分进入油面，降低变压器内部绝缘强度，当绝缘降低到一定值时，变压器内部就发生了击穿短路故障，影响整个配电线路的稳定运行。

（2）外力破坏。外力对配电线路的破坏是影响电网可靠运行的重要外部因素，主要有4个方面：1）树木搭电。某些区域生长着茂盛的树木，其与配电线缆之间距离不够，大风天气，树木极易搭接输电线缆而导致放电，或者整棵树压倒在线路上压断电缆导致事故。2）机动车辆碰撞线杆而使其倾斜或折断引发输电事故。3）施工破坏或施工机械（如塔吊）碰触导线引起相间短路故障。4）杆塔基础或拉线基础被掏空、恶意破坏，或者铁塔附件或金具被盗，引起杆塔倾斜甚至倾倒而引发事故。

（3）检修不力。输电线路检修管理方面的影响因素主要有：1）巡检不到位、整改隐患不及时。2）线路设备定期试验和人员轮岗制度建设不完善。

2 降低10 k V线路故障率的措施

（1）预防电缆故障。预防电缆故障对配电网的影响可以从2个方面入手：1）选择优质的电缆材料，以同心度和材料纯度等为指标选择电缆品牌，确保优质的电缆投入使用；2）确保中间头和终端头的施工质量，即电缆的终端头和中间头必须与电缆本体具有相容性，从而对电缆起到密封防潮、防水、机械保护的作用，保障线路安全运行。

（2）加大设备管理与更新力度。首先要定期对配电线路各项设备开展预防性试验，对不合要求的及时整改或更换。同时，要对电缆的中间头和终端头进行定期检查，防止其老化导致线路故障。还要加大对陈旧设备的更新换代力度，特别是变压器上使用的跌落式熔断器要用负荷开关代替，现有的变电站要加装先进的保护器以及故障报警设备。此外，在实践应用中，还要加强对金具等设施的合理使用：1）要对金具表面进行处理，提高其接触面的强度、硬度，从而提高其耐磨性，延长使用寿命；2）通过试验的方式测量一定载荷下金具的磨损率，来确定其特定条件下的运行期限，确保金具不超龄服役，从而保障配电线路可靠运行，降低故障率。

（3）加强线路运维管理。1）加强宣传教育：要有针对性地加强对线路运维人员的教育培训力度，提高其运维管理技术水平；要加大安全用电和保护输电设施的宣传力度，提高用户的安全用电意识。2）严格执行线路巡检制度：电力管理部门要将线路巡检任务落实到人，严格执行线路跳闸责任的追究制度，对责任人进行有效的绩效考核；要进行定期地交换、轮岗巡检，通过交换对比巡检记录和检修意见情况，来提高线路巡检的质量；线路运维人员应做好周密的符合实际情况的巡检计划，并严格执行，以便及时发现线路安全隐患，及时采取整改措施，做到防患于未然。3）加大对外力破坏的防范力度：电力部门要针对各地区情况采取合理措施，比如加大对公众的宣传力度，增强人们对电力设施保护重要性的认识；在夏季或雨季到来之前对配电线路进行全线路巡检，沿线处理树木、建筑物对电缆的影响；在配电线路的关键部位利用各种视频监控设备进行监控，防止人为因素的破坏，切实保证线路安全运行。

（4）加大过载检测力度，提高应急处置能力。电力部门配电线路运维人员要密切关注10 k V馈线的负荷情况，并及时合理地调整负荷分布，严禁线路过载运行，在用电高峰期要用远红外测温仪检测各导线连接器的温度，一旦温度异常，立即进行处理，避免因超温熔断导线或烧毁变压器，甚至造成火灾事故。电力部门还要加强对配电线路设备的管理力度，要定期对配电线路各项设备开展预防性试验，对不合要求的及时整改或更换；要对陈旧设备或已无法满足区域电能需求的设备加大更新换代力度。此外电力部门还要组织相关人员进行不定期的配电突发事故应急演习，提高配电线路抢修人员处理突发事件的能力以及业务技术水平。

3 结语

我国配电线路网的建设和管理越来越规范，10 k V配电网作为供电企业和电力用户之间连接的重要环节，有着电站分布点密集、线路分布广和运行环境复杂的特点，其能否安全运行直接关系着电力企业经济效益和社会效益的实现。而配电线路的运行状况即故障率的高低，不仅取决于线路的设计规划是否合理、设备状况是否良好、线路维护检修工作是否及时到位及客服服务工作是否良好，更依赖于长期的基础性、综合性管理工作，只有把这些工作做好了，配电线路运行才能朝着更安全、可靠、健康的方向发展。

［1］钱隽丰，刘冬.10 k V配网供电可靠性分析与管理［J］.北京电力高等专科学校学报，2009（2）

［2］魏程，夏冬梅.10 k V电缆线路预防故障措施［J］.中国新技术新产品，2012（5）