北京市丰台区10 kV配电线路故障分析

沈 渡，周静敏

（1.国网北京市电力公司丰台供电公司，北京，丰台100071;2.国网上海市电力公司浦东供电公司，上海，浦东200120）

北京市丰台区是北京市主城六区之一，位于北京市南部，总面积为306 km3。丰台区下辖14 个街道、5 个地区、2 个镇。近年来，随着丽泽商务区、丰台火车站等重点项目的兴建和“煤改电”项目的实施，丰台区的用电量逐年攀升。目前丰台地区的电力负荷主要以居民用电为主，而10 kV 配电线路直接连接居民用户侧，线路布局复杂、设备型号繁多、受气候条件影响大，因此分析10 kV 配电线路的故障类型，并采取相应的防护措施尤为重要。

1 丰台区10 kV配电线路故障情况

丰台电网2019年共发生93次10 kV配电线路跳闸故障，10 kV 配电线路故障具有明显的季节性，集中在7—9月及11—12月之间。一方面，夏冬两季的用电量攀升，日最大负荷达到极值，电力设备的负载率较其他月份偏大，易发生绝缘破坏导致放电，从而造成跳闸故障。另一方面，夏季雷电、阵雨天气较多，冬季雨雪、大风天气较多，配电线路易受到雷击等自然天气灾害，从而造成跳闸故障。

2 丰台区10 kV配电线路故障分析

造成10 kV 配电线路跳闸故障的原因较多，既有配电设备自身的原因，也有外部天气、不可抗力等因素，本文分别以故障地点和故障原因两方面进行归类和分析。

2.1 按故障地点进行分类

将丰台区2019 年10 kV 配电线路故障按故障地点进行统计归类。

发现主线路类故障数量最多，发生26次，占比31%；用户内部类故障数量次之，发生19 次，占比22%；其次为电缆类故障发生15 次，占比18%；杆塔类故障发生12次，占比14%。

引起主线路故障的原因有自然天气因素、外力因素、人为因素等；其中天气因素包括雷击、大风、雨雪等；外力因素包括施工作业误碰等；人为因素包括偷盗、蓄意破坏等。相比主线路，电缆网的故障原因有所不同，造成电缆故障的天气原因主要是雨雪天气造成的渗水、凝露导致的电缆绝缘破损；外力因素主要是施工作业造成的电缆挖断；人为因素主要是偷盗电缆。

丰台区的10 kV 配电线路和用户产权设备的分界点为用户分界负荷开关，装有速断和零序保护，可以有效地隔离故障段。用户内部的设备故障原因也比较多，有设备质量因素、自然天气因素、人为因素等，正是由于用户分界负荷开关的有效隔离，大大降低了主线路故障的停电时间。杆塔类故障主要因素是车撞杆、杆塔倾斜等造成的碰线、断线、线路挂树枝等永久性故障。此外，电压互感器、避雷器、变压器等设备也易发生故障，原因主要是设备质量问题、绝缘老化问题、施工工艺问题等。

2.2 按故障原因进行分类

将丰台区2019 年10 kV 配电线路故障按故障原因进行统计归类，得到各类配电线路故障占比分布情况如图1所示。

从图1 可知，丰台区2019 年10 kV 配电线路故障中，用户自身类故障数量最多，发生15次，占比18%；施工作业类故障和车撞杆类数量次之，发生12 次，占比14%；其次为绝缘损坏类故障发生11次，占比13%；雷击类故障发生8次，占比9%。

图1 按故障原因分类的配电线路故障比例

用户内部的故障可视为配电线路的短暂延伸，可由用户分界负荷开关进行有效隔离，前面已经分析过，这里不再赘述。施工作业是引起故障的一个常见原因，比如挖掘机、吊车作业刮碰架空线或和架空线小于安全距离引起放电。对于电缆线路来说，地面施工的挖土或钻孔等施工作业也会导致电缆被挖断从而引起故障跳闸。车撞杆可以看成是一个外力作用引起的局部故障，杆塔被撞后可能会造成杆塔倾斜、杆塔断裂等，从而导致架空线相互碰触或是架空线碰树枝，引发故障跳闸，严重时可造成架空线断线，引起缺相。造成绝缘破坏的因素很多，比如设备绝缘老化、设备间连接松动、设备锈蚀等，由于配电线路设备数量巨大，所以这是造成故障的又一个常见原因。雷击是一种典型的天气因素，雷击时不仅可以直接破坏绝缘子等电力设备，雷电感应也可使设备承受的对地电压大于耐受值从而放电引起跳闸故障。另外，鸟害、树线矛盾、异物等也是造成故障的常见原因。

3 减少配电线路故障的防护措施

从故障地点和故障原因两方面进行故障的归类和分析，可以为减少配电线路故障的防护措施提出一些建议。

3.1 加快推进架空线入地项目

由于架空线裸露在外，容易受到自然天气和外力破坏，环境比电缆线路恶劣很多，因此推进架空线入地项目，将老旧架空线以直埋、管井等形式替换成电缆线路，可有效增大供电可靠性。同时，架空线入地对净化市容市貌也有积极的作用。

3.2 加快智能配电网建设

以用户分界负荷开关为例，当用户发生故障后，用户分界负荷开关保护动作跳闸，可有效隔离故障，减少配电线路停电时间。加快建设配电自动化系统，比如在重要分界点设置配有保护的断路器、在出站开关加装重合闸等，并加快实现全域开关实时传送遥测、遥信数据，不仅可以缩短故障处理的时间，而且可以实现故障自愈、智能调度等目标，有效增大供电可靠性。

3.3 做好电力设备运维

对于容易老化、绝缘破损的设备，联系厂家集中处理或更换，减少因设备质量带来的安全隐患。可从在常见雷击点多安装避雷器、利用驱鸟器驱鸟、提升工作人员施工水平等方面加强设备安全防护，尤其对电缆头等故障易发点和加强施工把关。

3.4 故障高发时期加强巡视

夏冬两季是故障高发时期，在恶劣天气来临之前提前做好应急预案；在鸟类筑巢期间增加巡线次数；在汛期时加强汛期巡视等。

3.5 设置警示牌、围栏

在埋有电缆的地区设置醒目的警示牌提示施工队伍注意电力设备，鼓励人民群众保护电力设备，发现有违章作业及时向电力部门举报。在易被撞的杆塔附近设置围栏、贴反光纸等，防止车撞杆，对于位置不合理的杆塔和线路进行迁改。