10kV配电线路故障统计与分析

武 艳， 张莉莉， 闫显伟

(1.洛阳师范学院物理与电子信息学院， 河南洛阳 471934； 2.河南省电力公司检修公司， 河南郑州 450000)

10kV配电线路故障统计与分析

武 艳1， 张莉莉1， 闫显伟2

(1.洛阳师范学院物理与电子信息学院， 河南洛阳 471934； 2.河南省电力公司检修公司， 河南郑州 450000)

配电网位于电力供应链条的末端， 在运行和设备维护上有着与高压电网不同的特点； 特别是配电网线路设备种类繁多、 规模巨大、 运行工况复杂、 运行条件恶劣， 对设备维护造成了很大的难度. 本文以配电网实际运行数据为基础， 统计了配电网线路故障次数、 类型， 分析其故障原因， 总结其故障特点和规律. 分析结果对于配电网的维护和维修都具有指导意义.

配电网； 线路故障； 故障率

配电网线路设备繁多， 跨距较大， 运行工况复杂、 运行条件恶劣， 这对设备的维护造成了很大的难度. 特别是配电网中的架空线路金具、 配件特别多， 而其又常年裸露在外部环境中， 故障的发生既受到设备自身的影响， 又受到外部环境的影响， 使得配电网线路发生故障的概率大大增加. 所以， 在我国电网的设备维护体系中， 配电网的设备维修已成为一个软肋和薄弱环节， 而线路故障已成为影响配电网可靠性的重要因素之一. 随着我国电网运行管理水平的不断提高， 关注配电网建设和运行维护、 保障对用户供电的可靠性已成为电网运行管理中备受关注的环节.

电力设备的完好率很大程度上取决于维修水平， 然而长期运行实践表明， 过剩检修不仅仅造成了大量人力、 物力资源的浪费， 损害了供电企业经济效益， 而且过于频繁的设备检修对供电可靠性同样造成了负面影响. 一方面设备检修停运迫使电网频繁改变正常运行方式， 降低了电网运行的安全性和可靠性； 另一方面， 大型设备“侵入式”检修过程中的不规范操作， 往往造成了新的设备故障隐患. 因此， 统计配电网线路故障次数、 类型， 分析其故障原因， 总结其故障特点和规律， 对于配电网的维护和维修都具有重要的现实意义[1-2].

1 某配电网10kV线路故障统计

1.1 配电网10kV架空线路故障统计

配电网线路一般采用每年每百公里的平均故障次数作为故障率的统计单位[3]， 计算公式如下：

根据上述公式可以计算出该配电营业部管辖的10kV架空线路故障率如表1所示. 表2进一步对几种主要故障原因分别引起的10kV架空线路故障率进行了分类统计(统计中缺失2014年1～2月故障数据)， 以便为检修策略分析和优化提供基础数据.

表1 某配电网10kV架空线路故障率统计

1.2 配电网10kV电缆线路故障统计

该配电营业部管辖的10kV电缆线路故障率统计结果见表3所示. 由于故障次数较少， 缺少统计意义， 本文没有对不同故障原因引发的电缆线路故障率进行进一步分类统计.

表2 某配电网10kV架空线路主要故障率统计

表3 某配电网10kV电缆线路故障率统计

2 配电网10kV线路故障分析

2.1 配电网10kV架空线路故障率分析

分析统计得知， 2013年至2015年该配电营业部管辖的10kV架空线路共发生故障128次.

架空线路一般以户外裸线架设为主， 因此受气候、 污染、 树木等自然因素和人为损坏等外因影响较大. 故障的原因繁多， 既可发生在线路本身， 也可能发生在杆塔、 绝缘子、 金具等辅助设施上[4]. 主要故障原因包括以下几种：1)外因引起的线路短路故障. 常见的外因有：雷电、 树枝和异物等碰触、 车辆等外因导致杆塔倒塌等等； 2)外因引起的线路断线故障. 常见的外因有：台风和雷电、 树木、 人为破坏和偷盗、 外部火灾以及其它各种难以预计的外因毁坏； 3)自身引发的短路故障. 常见的原因有：线路下垂引发短路、 绝缘子污闪引发短路等等； 4)自身引发的断线故障. 常见的原因有：引线断线、 线路老化、 线路过流引发断线.

该配电营业部管辖范围内的10kV架空线路故障发生的原因相当集中， 具有明确的规律性， 具体统计特征如下：1)每年架空线路上发生的短路故障和断线故障次数均基本相等， 即架空线路故障中短路故障和断线故障基本各占一半； 2)在架空线路短路故障中， 由树枝、 异物等碰触引起的线路故障占了绝对多数； 3)在架空线路断线故障中， 发生在引线上的断路每年均占了最大份额， 即断线故障主要发生在引线上； 4)除发生在线路上的故障外， 金具故障每年均会发生2～3起， 次数不多， 但每年均有， 且发生的时间无明显规律； 5)瓷瓶击穿故障2013和2014年发生较少， 但2015年数量大幅增加， 需进一步分析原因； 6)杆塔故障总数较少， 而且2014年和2015年较2013年明显下降； 7)每年10月和3月会出现故障发生的小高峰， 当月故障率均高于前后月份； 8)一般9月、 11月、 12月份10kV架空线路故障发生率较低； 9)2015年架空线路故障发生次数明显增加， 主要体现在5～8月故障次数明显高于往年， 而这些事故基本均为由树枝、 异物等引起的突发式线路接地故障.

总之， 该配电网10kV架空线路主要的故障模式有：树枝、 异物等引起线路故障， 故障率为6.143; 引线断路故障率为6.105; 线路短路和接地故障率达3.586. 人为破坏造成的故障有334起， 占故障总数的56%. 其中， 三年中由于车辆撞坏水泥杆引起的故障62起， 人为非故意引起断线41起. 而仅2015年一年内由于故意偷盗引起的低压线路故障就高达231起， 呈现出突发性和密集性， 而这些都不是依靠定期巡检可以预防的.

2.2 配电网10kV电缆线路故障率分析

电缆运行受气象因素和外在环境影响相对较小. 引发电缆故障的主要外在原因是施工挖断直埋式电缆、 汽车压坏电缆沟等人为毁坏. 内在原因则包括电缆绝缘老化、 过热烧坏引起断线或绝缘击穿和短路、 电缆接头处故障等. 因此， 一般来说电缆故障率远低于架空线路.

统计分析得知， 2013年至2015年该配电营业部管辖的10kV电缆线路共发生故障9次， 远远低于架空线路故障次数. 其中， 2013年没有发生一起电缆故障. 3年内发生的9起电缆故障原因较为分散， 统计规律不明显.

总之， 配电网10kV电缆线路的故障发生的次数不多， 故障模式有限， 主要有：电缆断线、 电缆击穿和短路、 电缆接头故障、 电缆沟故障， 但故障率都不高. 其中， 故障率最高的故障模式是电缆击穿和短路故障， 也只有2.065. 在配电网10kV电缆线路的众多故障类型中， 非人为故障各年分布较为平均. 绝缘老化造成的短路和漏电、 线路过流引起的故障和引线、 接头连接欠缺是三种最主要的电缆线路故障原因.

3 总结

本文以某配电网10kV架空和电缆线路三年的实际运行数据为基础， 对该区域线路故障进行了统计， 计算出相应的故障率， 据此分析出配电网线路主要的故障原因和类型， 并总结出配电网线路故障的特点和规律， 以其能为全省各供电局逐步改善配电网设备检修维护管理质量和水平， 大幅度地提高电网供电可靠性积累经验.

[1] 管霖, 冯垚, 刘莎， 等. 大规模配电网可靠性指标的近似估测算法[J]. 中国电机工程学报. 2006 (10): 92-98.

[2] 王建明. 现阶段电气设备检修模式及管理的意见[J]. 江苏电机工程， 2003(1): 40-43.

[3] 邱仕义. 电力设备可靠性维修[M]. 北京: 中国电力出版社， 2004: 21-25.

[4] 何仰赞, 温增银. 电力系统分析 [M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2002: 202-204.

Fault Statistics and Analysis of 10kV Transmission Line

WU Yan1, ZHANG Li-li1, YAN Xian-wei2

(1. College of Physics and Electronic Information, Luoyang Normal University, Luoyang 471934, China; 2. Maintenance Company of Henan Electric Power Corporation, Zhengzhou 450000, China)

The distribution network locates at the end of the power supply chain, which has a different characteristic with the high voltage power grid in operation and equipment maintenance. In particular, the wide range of distribution network equipment, large scale, complex operating conditions and poor operating conditions of the transmission line cause a lot of difficulty to the equipment maintenance. Basing on the actual operation data of the distribution network, the number and the type of the distribution network line faults are counted, the cause of the fault is analyzed, and the fault characteristics and laws are summarized, which have a guiding significance for the distribution network maintenance and repair.

distribution network; line fault; fault rate

TM755

A

1009-4970(2017)11-0025-03

2017-08-21

武艳(1979—)， 女， 讲师. 研究方向：电力系统稳定运行、 分析与控制.

[责任编辑 王保玉]