山西配电网2015年10 kV线路故障跳闸分析

郝 捷, 郑惠萍,郝登朴

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院,山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司运城供电公司,山西 运城 044000）

山西配电网2015年10 kV线路故障跳闸分析

郝 捷1, 郑惠萍1,郝登朴2

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院,山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司运城供电公司,山西 运城 044000）

针对山西配电网2015年10 kV线路故障跳闸情况进行了统计分析,对10 kV线路故障跳闸主要原因进行了探讨,给出了提升10 kV线路供电可靠性的策略,对于全面掌握10 kV线路的故障特征和规律、提升10 kV线路供电能力和供电可靠性具有重要作用,为提高配电网运行管理水平提供了技术支持。

配电线路；故障规律；供电可靠性；策略

0 引言

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施，10 kV线路是配电网接受电能、并通过配电设施就地或逐级分配电能的重要和复杂环节，具有元件繁多、统计资料不足、故障机理分析不够深入等特点[1]，是提高配电网供电可靠性的关键环节，也是“十三五”电网建设和发展的一个关注重点。本文分析了影响2015年山西配电网10 kV线路故障跳闸的主要因素，给出了提高其运行可靠性的关键措施。

1 设备规模

1.1 10 kV配电线路状况

截止2015年底，山西配电网共有10 kV公用配电线路5 542条，总长度103 944.1 km，其中：架空线路长度85188km；电缆线路长度18 756.2 km，电缆化率18%, 见表1。

表1 2015年山西配电网10 kV线路设备状况

城市配电网共有10 kV线路1 279条，总长度5142.4 km；其中：架空线路长度2 390.4 km；电缆线路长度2 752 km，电缆化率53.52%。

县域配网共有10 kV线路4 263条，总长度98801.7 km，其中：架空线路长度82 797.6 km；电缆线路长度16 004.1 km，电缆化率16%。

1.2 10 kV配电变压器状况

截止2015年底，山西配电网共有10 kV公用配电变压器66 915台，容量14 518.6 MVA；配电室775个，箱式变电站4 308座,见表2。

表2 2015年山西配电网10 kV配电变压器设备状况

表3 2015年10 kV配电线路故障跳闸统计表

2 10 kV配电线路故障跳闸分析

2.1 故障跳闸分布情况[2]

2015年，山西配电网10 kV配电线路故障2485次，跳闸率2.39次/(100 km·a)，其中：架空线路2 281次，电缆线路204次。具体见表3。按故障类型划分为：单相接地故障115次，相间短路故障2 363次，其他（缺相）7次。

2.2 10 kV线路故障跳闸原因划分

2015年，按10 kV线路跳闸故障原因划分为：设备本体809次，外力因素351次，自然因素320次，运行维护不当637次，安装不当5次，用户原因363次。

城市配网10 kV线路故障停电主要原因依次为用户原因、外力因素、设备本体、运行维护不当，分别占故障停电总次数的29.26%、26.06%、24.47%、20.21%。县域配网10 kV线路故障停电主要原因依次为设备本体、运行维护不当、自然因素、用户原因、外力因素、安装不当，分别占故障停电总次数的33.22%、26.08%、13.93%、13.41%、13.15%、0.22%。

2.3 10 kV线路设备故障原因划分

城市配网10 kV线路设备质量原因引发的配网故障中，以接头、户内开关、避雷器、架空导线、电缆终端等设备为主，见图1。县域配网10 kV线路设备质量原因引发的配网故障中，以绝缘子、架空导线、跌落熔断器、接头、避雷器、柱上变压器等设备为主，见图2。

图1 城市配网10 kV线路各类设备质量原因引发配电网故障情况分布图

图2 县域配电网10 kV线路各类设备质量原因引发配电网故障情况分布图

2.4 10 kV线路故障分析存在的主要问题

部分单位配电设备故障记录资料不全，信息记录不准确 ；配电线路基本情况简介缺少分段断路器、分支断路器及隔离开关配置情况；对于线路设计气象条件、施工及运维中发现的主要问题未作说明；部分配电设备故障未保留数码照片等佐证材料。部分单位对于继电保护、重合闸、配电自动化配置及动作情况未作说明，有些故障现象与原因分析不对应；恶劣气象条件、外力破坏故障缺少关键判据。一些配电设备故障现场处置记录过于简单，尤其是配电设备试验调整、接地装置检测数据不全，采取措施及实施效果不够明晰。部分单位综合分析未涵盖配电设备规划设计、建设施工、运维检修全过程管理，故障归类不够系统，原因分析与实际结合不够紧密，改进措施可操作性不强。

3 降低10 kV线路故障跳闸的策略

3.1 优化线路设备设计选型

加强配电设备的设计选型、验收投运、运维检修过程管控，推广应用典型设计、标准物料，应选择具有良好运行业绩的生产厂家的产品，降低配电设备故障率；落实《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》（Q/GDW 1813—2013）相关要求，采取综合防雷措施（包括使用避雷器、安装放电间隙、增设耦合地线等手段），进行差异化防雷治理；选用电容器组专用金属氧化物避雷器应满足其通流容量要求；同时加大非标设备更换力度，不断提升配电网设备标准化水平。县域配电网应加强10 kV线路沿线气象环境资料收集管理，应对设计风速、防洪标准、设计冰厚取值偏低的线路进行差异化改造[3]；对于局部的微气象条件，如：35 m / s及以上风速、15 mm及以上覆冰、- 40 ℃及以下低温等，综合山西省局部微气象区特点，组织设计单位开展差异化设计，制定配电线路选线、分段、导线选型等差异化设计原则，并编制配电网工程典型设计补充方案。

3.2 加强线路设备隐患治理

城市配网应着力解决设备重载、过载问题，优化提升配电线路分段水平、架空和电缆线路联络率、N-1通过率等关键指标，切实提高配网负荷转供、互供能力。加强导线断股、损伤、过热变色、严重腐蚀、绑扎线脱落开裂、连接线夹螺栓不紧固、引流线接触不良、三相弛度过紧或过松等缺陷处理，确保导线线间距离、导线与拉线或电杆构件的距离符合规定。配变有载分接开关动作次数或运行时间达到制造厂规定值时，应进行检修与测试；强化综合配电箱运行维护，严防低压出口设备短路引发配变故障；在严重污秽地区可考虑在配变瓷套管喷涂防污闪涂料；更换部分陈旧老化的跌落式熔断器设备，应在开关柜配置通风、除湿防潮设备，防止凝露导致绝缘事故；加强对电缆终端绝缘处理、导体压接等关键工艺监督检查，并进行施工工艺质量追溯和考核。合理增设配电线路分段开关、分支开关，加强客户设备继电保护监督检查，尽可能减少客户设备故障引起电网设备跳闸的情况；明确重要客户设备验收标准及要求，加强重要客户入网管理；建立政府主导、客户落实整改、供电企业提供技术服务的长效工作机制，开展重要客户技术监督工作，对属于客户责任的安全隐患，供电企业用电检查人员应以书面形式告知客户，积极督促客户整改。

3.3 加强线路设备带电检测

城市配电网应逐步开展断路器、隔离开关、开关柜、环网柜局放检测，对于局放量异常的设备，应进行综合判断和处理；加强相关设备导电部分、传动部分、操作机构、瓷绝缘子等检查，防止机械卡涩、触头过热、绝缘子断裂等故障的发生；手车开关每次推入柜内后，应保证手车到位和隔离插头接触良好；对温度异常的开关柜强化监测、分析和处理，防止导电回路过热引发的柜内短路故障。县域配网应加强柱上配变负荷监控，在大负荷运行期间应增加红外检测次数。

3.4 提高线路故障监测能力

综合运用10 kV线路故障跳闸保护动作、配电自动化监控信息、雷电定位系统监测信息、当地气象观测信息、雨雪冰冻观测信息、电缆运行实时监控等信息[4]，提升配电线路故障原因分析能力。

3.5 提高线路防止外力破坏水平

应及时监视临近配电线路的吊车等施工机械、临时及老旧建筑物的稳定性，及时制止配电线路保护区内可能出现的风筝、塑料薄膜、铁丝及杂物等引发的短路故障，发现异常及时采取防护措施；对配电线路与路灯线路、通信线等交叉跨越距离不符合规程要求的，要及时对线路进行改造；电缆路径上应设立明显的警示标志，并采取可靠的防护措施监视电缆通道结构、周围土层和临近建筑物等的稳定性。县域配网应在存在外力隐患的线路区段设立限高警示牌或采取其他有效措施，明确保护区宽度、安全距离，并告知严重后果；针对固定施工场所，如铁路、公路、水利、市政施工等，逐步探索使用限高架（网）、报警装置等新型防护装置防止吊车等施工机械撞杆碰线；对易遭车辆碰撞的线路杆塔应设置防撞墩，并涂刷醒目标志漆。

3.6 提高10 kV线路故障分析管理水平

积累完善工程生产管理系统PMS系统（PowerProduction Management System)配电设备基本配置情况、设计气象条件、外力破坏情况、二次设备动作配合情况、施工及运维中发现的主要问题，应保留设备故障数码照片等故障信息，规范配电设备故障分析报告的项目及内容，制定实用有效的改进措施，用于指导配电设备规划设计、建设施工、运维检修全过程管控，不断提升配电设备故障的快速定位和抢修能力。

4 结论

a）配电网10 kV线路故障跳闸的主要原因可归纳为设备本体、外力因素、自然因素、运行维护不当、安装不当、用户原因等方面。防范10 kV线路设备故障是提升其供电可靠性的关键[5]，提升10 kV线路故障跳闸分析管理水平具有现实意义。

b）加强配电设备的设计选型、实现配电线路差异化设计是降低配电线路故障的基础。

c）推广运用带电检测、故障检测技术，可有效提升线路故障识别和防控能力。加强10 kV线路设备隐患治理，落实配电线路防外力破坏措施，可有效减少10 kV线路故障跳闸发生的概率。

d）积累完善10 kV线路故障分析信息，规范配电线路典型故障分析报告的项目及内容，制定实用、可操作性强的改进措施，可对提升配电线路供电可靠性提供科学有效的指导。

[1] 黄听华，邵天世，陆典昆.配电站可靠性提升工程建设措施与方法[J].华东电力，2012，40（增刊）：48-49.

[2] 杨凌辉，陈洪岗，司文荣.2012年上海地区雷电活动及配网输电线路雷击跳闸分析[J].华东电力，2012，40（增刊）：154-155.

[3] 周莉梅，屈高强，刘伟,等.配电网供电区域划分方法与实践应用[J].电网技术，2016，40（1）：242-248.

[4] 刘耀先，孙毅，武昕,等.面向配电网故障检测的无线传感网路可靠路由方法[J].电网技术，2015，39（12）：3609-3614.

[5] 卫泽晨，赵凤展，王佳慧,等.网格化中低压智能配电网评价指标体系与方法[J].电网技术，2016，40(1)：249-255.

Analysis of Tripping Fault on 10 kV Distribution Power Grid in Shanxi in 2015

HAO Jie1, ZHENG Huiping1, HAO Dengpu2

（1. State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC, Taiyuan, Shanxi 030001, China; 2. State Grid Yuncheng Power Supply Company of SEPC, Yuncheng, Shanxi 044000, China）

Through statistically analyzing the tripping fault on 10 kV distribution power grid in Shanxi in 2015, the main reason of tripping fault on 10 kV distribution system were explored. Meanwhile, some technical solutions are provided in the paper so as to enhance power supply reliability as well as management level of distribution grid operation.

distribution lines；fault principle；reliability of power supply; strategies

TM711；TM726

B

1671-0320（2016）04-0007-04

2016-03-04，

2016-05-19

郝 捷（1988）,男，山西运城人，2015年毕业于中国矿业大学电气工程专业，硕士，从事电网分析工作；

郑惠萍（1972），女，湖北当阳人，1993年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，硕士，高级工程师，从事电网分析工作；

郝登朴（1962），男，河南登封人，1982年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，工程硕士，高级工程师，从事安全监察及质量管理等工作。