探讨如何降低10kV配电线路跳闸概率

张润峡

（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，内蒙古包头 014000）

1.10kV配电线路跳闸故障原因

1.1 自然灾害

大多数电力线路都采用架空方式设置，线路暴露在外界环境中，很容易被外界因素所影响。自然因素或是人为因素很可能会损害电力线路的正常使用。尤其是雷电灾害，雷击是导致10kV配电线路跳闸的重要因素之一，雷击或感应过电压往往会引发绝缘子的闪络放电，发生雷击闪络时，由于直击雷电压幅值极高，很容易引发导线击穿、绝缘子破裂、避雷器绝缘损坏等永久性故障问题，导致线路跳闸后难以自行恢复[1]。

1.2 配电设备

虽然近几年我国正在加快电力设备的更新换代，但是仍有部分配电网建设发展缓慢，乡村地区尤为常见，变压器设备、电缆等型号相对落后，这些落后的配电设备不仅损耗较大，而且长时间运作就会出现老化、锈蚀等问题，进而造成设备烧坏、损坏导致线路跳闸。在电器产品数量大幅增加的背景下，配电线路的负荷显著增加，当负荷量超过10kV配电线路的承载范围时就会出现跳闸停电状况。

1.3 设计施工

10kV配电线路的设计施工与运行稳定性有着紧密关系，如果配电线路设计不合理，就会引发线路出现跳闸问题，对电力系统供电稳定性造成影响。现阶段，大多数配电线路结构设计较为可靠，但依然存在一定问题。设计人员未结合实际情况进行设计的情况时有发生。而在施工中施工质量也会影响配电线路的运行状况，施工方案、施工技术不规范也会造成线路运行不稳定，从而出现跳闸问题。

2.降低10kV配电线路跳闸概率的措施

2.1 应对自然灾害问题的措施

雷电作为造成10kV配电线路跳闸故障的关键因素，除了要从当地区域雷电活动频繁程度分析外，还需详细计算雷击跳闸率，评定雷击造成10kV配电线路跳闸的概率，进而采取针对性的措施。雷击跳闸率计算式如下：

η=NgSζσ

式中，η代表雷击跳闸率，单位次/100km·a；Ng为地闪密度，表示雷电活动程度大小，单位次/km2·a；S为引发10kV配电线路跳闸的雷区范围，通常以0.5km或1km单侧线路作为标准；ζ为雷区范围内由雷击引起绝缘子闪络的概率，与10kV配电线路的耐雷水平有一定关系，包括接地电阻、绝缘子、避雷器等内容；σ为建弧率，与杆塔结构和接地方式有关。雷击跳闸率所涉及的三个计算参量，地闪密度、闪络率、建弧率以及相关概率产生的确定性因素和不确定因素都会影响雷击跳闸率，接地电阻、绝缘子等确定性因素可以直接代入使用，而像是雷电流幅值、地闪次数等不确定因素可以采用蒙特卡罗法进行计算[2]。

雷电流幅值对闪络率随机性有着较大影响，也是雷击跳闸率计算的重要因素之一。雷电流幅值的分布模型通常较为固定，如果监测地区自然环境变化幅度较小，雷电流幅值会集中在10kA～40kA之间，超过100kA较为少见。设定雷电流幅值累积概率为P(I)，按照国内防雷情况计算雷电流幅值分布函数如下：

P(I)=1/(1+(I/α)β)

式中的α和β皆为分布参数，便是雷电流幅值分布的差异范围；I表示雷电流幅值累积概率的参数拟合；1为拟合结果的衡量标准，越接近1拟合效果越准确。

一般来说雷击监测数据应当取在5年之内的时间跨度，部分雷电多发地区可以延长至10年，将相关数据按照时序进行排列，得到地闪密度的变化情况。为了提高计算的准确性，需要对统计结果采用中位差算法分别对各地区各年份进行离群值分析，最后得到各年份地闪密度的平均值。正常情况下低海拔地区地闪密度会高于高海拔地区，实际情况还需结合当地气候环境进行分析。

根据上述计算公式，在收集部分数据后计算得到某地区实际雷击跳闸数据为16.78次/100km·a～17.46次/100km·a，根据该数值可以评定10kV配电线路雷击导致跳闸的重点区域或线路，并以此在这些地区的配电线路加装避雷线或采取其他增强避雷的措施，降低雷击造成配电线路出现跳闸故障的概率。此外，在计算雷击跳闸率时还需考虑随机变量，其中需要注意的是10kV配电线路一般不架设避雷线，但是架设避雷线有助于提升10kV配电线路的耐雷水平，降低出现闪络的概率，从而降低雷击导致线路跳闸的概率。

除了雷电灾害外，树木影响也是引发跳闸故障占比较大的部分。供电企业要加强高杆树木线路巡视，记录可能影响配电线路的树木点位。并且要与林业部门联合制定树木砍伐计划，及时清除高杆树木隐患。尤其是在大风、台风多发地区，应当根据季节特征立即清理树木，从根本上减少树木倒伏引发的跳闸故障。另外，在树木茂盛、林区的架空线路应当在设计施工时增加安全保护措施，并将部分线路改造为绝缘导线。

2.2 应对配电设备问题的措施

配电设备问题的处理措施较为清晰，不过涉及覆盖整个10kV配电线路的设备，需要考虑的方面繁多。首先就是10kV配电线路的防雷措施是否到位，10kV配电线路较少安装避雷线，这就要求其绝缘子和接地装置有着较强的防雷效果，按照运行管理要求，配变台区接地装置接地电阻需要≤4Ω，断路器、复合开关接地装置接地电阻需要≤10Ω。

其次，要加强针对配电设备的养护检修工作，配电设备不达标、出现老化、锈蚀都会提高配电线路出现跳闸的概率。加强设备运维管理可以采用配电设备专项负责人的制度体系，每个设备都有对应的管理人，管理范围清晰明确，设备运行状况负责人全权负责，如果因运维工作缺位导致设备出现跳闸故障，问责相关负责人。而且要加强对配电设备的巡查巡视工作，尤其是在节假日等高峰供电时期，结合线路和设备分布情况，调整人员巡视周期。每次巡查都应当记录设备信息以及线路情况。相关领导班子也需开展专项监察工作，针对记录的数据信息进行现场核查，检查配电线路和设备是否与记录情况一致，如果发现问题要及时责令相关负责人进行整改[3]。

最后要继续提高自动化、智能化水平，智能电网建设背景下，配网自动化覆盖范围要继续扩大，自动化开关设备要继续普及，利用信息化技术提升配网设备的维护水平，能够对相关配电设备进行监控。另外，还要加快老旧电网升级改造，结合地区负荷情况与发展需求，对区域内供电片区重新规划，增强10kV配电线路薄弱环节，全面提高配电网络的运行质量。

2.3 应对施工设计问题的措施

增强对10kV配电线路施工设计的监管力度，提升相关施工人员的操作水平，在供电线路验收中要严格按照相关电网线路标准把控配电线路的质量。供电企业或施工单位要提前了解用电客户的配电情况，既要提升用电客户的用电常识，也要周期性对各种配电设备进行记录。确保10kV配电线路施工设计不会受到用户影响。在设计阶段必须由施工人员和电力技术人员共同确认，明确其中的注意事项。在施工完成后供电企业应当进行预防性测试，检验10kV配电线路的运行状态，包括配电线路的电阻值、配电设备质量，如若出现品质不达标的情况必须返修处理。

3.结论

10kV配电线路作为供电系统的基础，其运行效率影响着电力系统的供电质量，因各种情况导致的跳闸停电故障必须要进行处理。通过分析造成10kV配电线路跳闸故障概率的情况，明确其中雷击、配电设备等现象是致使10kV配电线路出现跳闸故障的主要因素，结合地区实际情况，采取针对性的解决措施，实现对各种不良因素的有效掌控，进而降低10kV配电线路跳闸故障发生的概率。