探析10kV配网技术中常见故障及防范措施

国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司 袁兴润 姬宇航

在我国的电力系统当中，10kV配网其特征在于广泛的覆盖面，在用户与电力企业之间承担了关键的枢纽角色，也是人们生活中不可或缺的重要组成部分。10kV配网在我国公共配电网络当中，主要占到了近6成的比例，作为电网结构的末端，如果在运行过程中出现故障，就会对用户的生活与生产带来诸多不便，并引发不同程度的安全隐患。因此，供电企业必须进一步提高对10kV配网技术中常见故障的重视，从多个角度加强防范水平，避免自然因素以及人为因素带来的配网故障。

1 10kV配网技术中常见故障分析

1.1 相间短路故障

在10kV配网的运行过程中，由于受到多种因素的印象，会导致相间短路故障的发生。通常来讲，在相间短路故障当中的成因主要包括以下几类：配网线路中出现异物、外界特殊因素、鸟类动物的冲击以及雷雨天气影响等[1]。在我国，夏秋季节雨水较多，同时还会伴随雷电，南方地区也会时常发生雷击事件，强降雨以及雷电都会对配网的运行造成一定影响，出现各类安全隐患，形成了相间短路故障（图1为配网示意图）。

1.2 单相接地故障

在10kV配网技术的常见故障当中，单相接地故障也较为常见，潮湿以及雨水天气都会对电力传输造成不同程度的损伤[2]。通常来说，单相接地故障中的主要成因就是单项断线，必须及时找出其具体故障位置并加以修复，防止对用户的正常用电需求造成困扰。同时，由于单相接地故障具有较强的隐蔽性，母线电压互感器难以监测出电流，如果长时间未找出故障，就会导致电压互感器遭到损坏，谐振过电压也会将设备保护层击穿，从而出现短路或设备烧毁等情况。

图1 配网示意图

2 10kV配网技术常见故障原因分析

根据相关调查统计来看，导致10kV配网技术故障的原因较为复杂，其中自然因素的占比较大，达到了29%，而线路设备以及外力破坏这两个因素的占比也较多，为25%与23%。此外，树障因素、用户设备以及其他因素的占比较低，分别为13%、6%、4%。见表1。

表1 10kV配网技术中常见故障原因占比

2.1 外力破坏因素

在10kV配网的运行过程中，外力破坏因素的影响较大，也是整体配网工程中较为常见的一类情况。在外力破坏当中主要分为以下几个方面：一是违规施工。由于部分施工企业的法律意识不足，在建筑工程项目当中缺乏相应的规范性，导致违规施工的情况屡见不鲜，企业管理人员未与相关职能单位进行沟通，在没有经过批准的情况下擅自施工，导致配网电缆线路被挖断；同时，部分企业还会在配网保护地区上违规搭建，从而造成了10kV配网技术的故障。二是鸟害。一部分山地鸟类会在配网线路上筑巢，容易引发短路情况。三是电线与塔材被盗情况。在10kV配网运行的过程中，还有部分不法分子为了牟取私利，偷盗电线，严重影响了电力系统的正常运行，对电力企业的可持续发展造成了一定阻碍[3]。

2.2 自然因素

由于不同季节的气象条件会存在较大差异，而配网设备多数处于室外，导致自然因素对配网设备的影响较为明显。在10kV配网技术故障的自然因素当中，雷击较为常见。在我国多数地区，夏季与秋季都会有较为频繁的降雨，而10kV配网工程属于加工输电线路其路程较长，同时在线路架设的路径当中地形较为空旷，建筑物较少，容易遭受雷击，设备也会出现不同程度的损坏。同时，一旦雷云中负电荷消失，会导致正电荷变大，进而出现强烈的雷电波，造成设备的损坏。另外，如果避雷器在其安装过程中不严格遵照相关规范与要求，可能会导致接地线路被腐蚀以及氧化，从而降低设备的泄电能力，避雷器会出现损坏以及断电的情况。

2.3 树障因素

近年来，随着国家生态文明建设战略以及退耕还林等政策方针的出台与实施，在山林配网线路当中树障情况愈发凸显，对于电网运行的安全性造成了较大隐患。同时，由于地形的限制，在树障的清理工作方面难度较大，部分线路附近的树木未得到及时清除，这就导致在极端天气下树木被压断或折断，从而造成相间短路等配网技术故障。

2.4 线路设备因素

在10kV配网技术的常见故障当中，尽管配网线路设备造成的故障没有自然因素占比多，但作为配网技术中的关键组成部分，其影响力也难以忽视。一方面由于10kV配网线路通常都架设在室外，而暴雨、强日光、雷电等天气都会对配网工程造成影响。如线路接头以及设备被侵蚀，电流冲击造成断电故障等。另一方面，配网作业人员在操作设备的过程中也有可能会出现失误，导致设备的故障，甚至会引发安全事故。此外，绝缘子作为设备中的重要组成部分，如果不定期进行维护，会在长时间的环境污染下积攒大量的灰尘以及烟碱等，导致绝缘子表面产生较大电压，同时电压会随着时间推移而不断增大，从而引发地漏电流的情况发生，在工频作用下会进一步导致出现闪络情况。

2.5 用户设备以及其他因素

在10kV配网运行过程中，针对用户设备如果缺乏相应的定期检查由于维护工作，会导致线路运行环境降低，同时配电室防护措施缺位、故障后续处理不专业等情况都会造成配网故障。此外，除上述几点因素，管理人员的专业素养不高也会造成跳闸等故障情况。

3 10kV配网中常见故障的防范措施分析

3.1 加强自然与外力破坏防范

在10kV配网的常见故障当中，外力破坏以及自然因素作为其中最为常见的两类成因，必须从这两个方面入手加以防范，为后续的故障预防以及防控奠定良好基调。

3.1.1 针对自然因素

在10kV配网当中，如果架空线路的周边出现雷击，会在瞬时产生极高的电压，可称为过电压现象，线路断线事故会在这一过程中发生。为了进一步提高电力供应的安全性以及稳定性，需要避免过电压现象的发生，可以选择安装防雷绝缘子，该装置能够通过吸收雷击能量、加大放电间隙实现对线路的有效保护。防雷绝缘子类型较多，主要包括了支柱型、横担型以及耐张型等，从整体来看，防雷性能都较为出色，需要根据实际线路特征来选择适配度较高的类型，并严格把控好安装距离，以此来保证防雷效果。此外，为了解决跳闸问题，还需要在使用防雷绝缘子的基础上加设避雷器，在最大限度发挥二者的防雷效果[4]（图2为防雷绝缘子与避雷器的结合应用）。

图2 防雷绝缘子与避雷器的结合应用

3.1.2 针对外力破坏

为了防止公路两侧车辆交通事故对线杆造成碰撞故障，需要在公路附近的杆塔表面涂抹一层反光漆，同时加设一层反光套管，并在围挡外侧配备带有反光漆的缓冲装置，降低交通事故的影响。此外，还可以借助市政迁改的契机，开展配电设备的迁移作业。

在外力破坏因素当中，周边基础设施建设同样会对配电设备造成一定的损坏，这就需要针对施工单位开展科学的宣传教育工作，提高施工规范性的正确认知，进一步加强对违规搭建以及野蛮施工造成线路损坏的惩戒力度，较为严重的必须及时下令整改，同时移交到市政单位进行备案。

3.2 提高配网运维管理重视程度

针对10kV配网的常见故障，不仅需要完善对主要成因的解决手段，更需要提高配网运维管理工作的重视程度，加强配网运维工作的科学性、规范性以及安全性。

首先，在配网运维管理工作过程中，需要针对配网设备开展定期化的试验与巡查工作，明确设备当中的缺陷并及时处理。在配网长时间的运行过程中，部分绝缘子可能会出现绝缘耐压性降低的情况，也要及时检查与更换，提高绝缘子的使用寿命。对于已经发生过故障的设备，在完成处理后也要进行详细记录，并做好分析、整理与归档工作，为后续的设备更新提供理论支撑。

其次，还需要进一步提高设备并网准入的门槛。而在配网项目工程改造过程中，应从设计环节入手，选择更加适配且优异的设备型号，并在项目的具体开展过程中严格把控建设质量，防止设备在投入运行后携带缺陷与问题；针对线路以及设备还应有针对性地展开巡视工作，并进行定期性的负荷监测；同时，电力企业还可以完善自身的激励考评机制，在配网运维的管控、巡视以及消缺等工作中倒逼各级人员加强重视，提升管理水平。

最后，针对用户侧方面必须加强管理，严格遵守用电检查制度，针对重大设备隐患应及时告知相关责任单位，并下发整改通知单，明确设备隐患的危害，从而监督用户整改并落实，同时向安监部门及时备案。

3.3 推进配网自动化建设

随着当前信息化建设的逐步深入，电力企业必须提高这方面的重视，以配网自动化建设为重点，完善自动化技术内容，从而有效防范配网常见故障。对于10kV配网的自动化改造，首先需要进一步投入3-1环网供电方式的应用，加强调度灵活性，降低常见故障的影响力，缩小故障导致停电的时间以及范围。

其次，提高故障定位隔离的可靠性与有效性。在10kV配网自动化系统当中，故障的定位以及隔离是其中的关键环节，为了实现准确定位以及快速隔离，保障故障外区域的正常电力供应，可以使用FTU纵联差动与矩阵运算结合的方式来加以优化。

最后，还需要在自动化系统中完善电网自愈功能，通过相关事故的自愈模拟试验为配网自动化系统提供相关的方案分析，同时为后续的故障检测工作提供数据支撑。此外，在必要情况下，还可以建设单相接地检测系统，通过在线路的初段、中段以及分支位置加设故障指示器，能够及时发现故障问题并高效解决。如果配电线路出现接地故障，指示器能够及时锁定故障位置并发出反馈，大大提高配网工作的效率。

综上所述，在我国电网系统当中，10kV配电网作为其中的重要组成部分，必须确保其在运行过程中的安全性与可靠性，这也是维持电网稳定运行的重要手段。但是由于10kV运行环境相对来说比较复杂，可能会受到来自多个方面的负面影响，线路故障问题频频发生。因此，电力企业需要从故障源头进行探索，采取更具针对性、合理性与可行性的措施进行防范与解决，及时消除安全隐患，以此来推动我国电网系统的高质量可持续发展。