关于10kV配电线路故障与其自动化运行维护研究

广东电网有限责任公司江门开平供电局 吴浩权

由于我国很多电力资源用户分布较为分散，为了满足供电需求及降低能源消耗，在很多地区采用10kV 配电线路来进行电力传输，配电线路的运行状态直接影响到用电安全和供电质量，但是现阶段10kV 配电线路故障频发，分析故障原因并积极融合自动化技术进行运维作业，从而保障用户的用电安全。

随着我国电网深入和电网改造的发展，目前在我国各地10kV 配电线路有着广泛的应用，在10kV配电线路运行过程中普遍存在一些问题，导致供电质量受到影响，不仅严重影响生活生产，而且也存在很多用电安全问题对用户的生命安全造成威胁，因此需要针对10kV 配电线路故障进行分析，并利用自动化技术来提升运行维护质量和效率，保证线路安全稳定运行。

1 10kV 配电线路普遍存在的故障问题

在电力建设过程中10kV 配电线路尤为重要，如果想要保证10kV 配电线路正常运行，就需对各种常见故障有准确充分的认知，要对故障原因进行分析并针对性制定解决优化方案，目前10kV 配电线路中最常见的故障主要有短路故障、接地故障、断线故障，需针对性进行分析。

1.1 短路故障

短路故障是最常见的问题，不仅严重影响供电质量且常伴随很多安全隐患，短路现象很多时候都是由于电器元件的质量问题导致，由于电器元件质量较差且长期处于运行状态，当10kV 配电线路长期处于高压高负荷运行状态时，电器元件很容易无法承受巨大的电压，进而造成短路的现象；其次部分线路由于承担输电任务较大，导致电力输送距离较远，在长期电力输送过程中会产生大量的热量，进而导致线路的绝缘层或者线路设备出现损坏进而出现短路故障。

为了解决这一问题，各地区10kV 配电线路分别设置隔离开关（图1），一旦发生异常现象则可通过拉合隔离开关来对电网线路及设备进行保护，这种方式相对而言较为有效，但是在隔离开关拉合问题上，由于多种因素影响经常出现拉合不及时的现象，同时很多时候由于线路上设备残旧老化受损、有漂浮物悬挂二相或三相引起相间故障、自然灾害等现象都会导致短路现象发生，因而运维作业人员需定期进行巡视，及时发现线路存在的隐患及黑点。这些现象需要针对性进行解决[1]。

图1 10kV 柱上隔离开关

1.2 接地故障

10kV 配电线路运行过程中需要进行接地设计，主要就是能够将多余电荷导入大地，进而保证电力线路稳定安全运行，但是如果10kV 配电线路发生接地故障则会导致在一定时间段内无法有效将电荷导出，不仅会导致电网线路运行负荷增加，而且会导致在10kV 配电线路运维过程中出现触电事故，且在没有接地保护的情况下，电网运行的稳定性也会大大下降。

另外一种情况是配电设备接地导致故障，这种故障主要是由于配电线路断裂导致，不仅会造成大量的电力资源浪费，且在很多特殊区域例如森林或者池塘区域会产生严重的安全隐患，巡检线路中发现很多树木发展迅速，与线路距离不足线路安全保护区要求，常常由于巡视不到位导致树障隐患普遍存在且覆盖区域较为广泛，一旦出现雷电及风雨交加天气，很容易由于树障接触线路导电引起接地故障。

1.3 断线故障

10kV 配电线路的断线故障主要是由于外界因素影响，例如由于避雷器没有接地导致架空10kV配电线路出现雷击现象，进而造成断线故障的现象发生，或者由于城市建设不科学施工作业等人为因素导致，断线故障不仅会导致配电站出现问题也直接会影响正常供电，这个问题需要针对性进行分析。

在10kV 配电线路运行过程中，要想做好配电线路的安全运行和供电质量，不仅要对以上三种常见故障制定防范措施及方案，而且同时还要综合分析来选购高性能、高保障的线路设备，保障线路稳定运行。以下是常见的设备线夹导致线路故障。

这种故障主要是由于检修工作不到位，或者在检修工作结束后没有将螺丝或者其他元件拧紧，导致接触不牢固进而导致线夹与线路连接点电阻增加，或者是由于电力设备的线夹在触头连接的地方材料存在问题导致存在电位差，在氧化作用下接头处不断松弛，最终导致设备线夹由于高温出现损坏等现象。

2 故障原因分析

自然灾害导致。由于10kV 配电线路的供电范围较大且路径较长，覆盖区域环境较为复杂，导致在雨季很容易被雷击，进而导致绝缘子击穿或者避雷针损坏等现象，部分甚至会造成配电线路烧毁的现象；其次由于10kV 配电线路长期暴露在外面，经历风吹日晒，很多时候会被一些其他物体刮倒或者折断，很多时候会由于长期侵蚀导致绝缘层老化等现象发生，进而导致10kV 配电线路故障问题发生。

外力破坏导致。现阶段随着城市化步伐不断加速，很多城市和乡镇积极开展市政建设和新农村建设，在施工过程中由于没有科学进行设计规划导致10kV 配电线路损坏现象时有发生；其次很多时候电力建设都是结合公路建设路线进行规划，导致很多10kV 配电线路都处于公路两侧，很多大型车辆或者违规驾驶行为导致电线杆折断或者倒杆现象时有发生，同时现阶段10kV 配电线路逐渐被各种建筑包围，很多违建行为都导致线路无法正常安全的运行，甚至很多人员会对10kV 配电线路进行路径更改，进而导致故障频发。

设备自身材料导致。在10kV 配电线路建设过程中，由于很多时候对设备材料的质量重视程度较低，导致很多设备无法满足供电需求，短时间内出现故障老化等现象，且很多个人建筑内的电力设施由于是个人负责，导致很多产权电力设施无人管理且设备落后，很容易发生故障。

运维管理导致故障。在10kV 配电线路运行管理过程中，很多时候由于经验不足，专业性较差导致很多不规范操作普遍存在，且很多时候由于巡视检查不到位或者管理缺位等现象，都会导致10kV配电线路运行故障发生。

3 10kV 配电线路的自动化运行维护

3.1 故障检查设备

现阶段随着科技不断发展，利用通讯技术和电子技术可以有效提升10kV 配电线路的运行维护质量，并提升管理水平，通过利用电子技术对10kV配电线路的运行状态进行分析，并对异常信号进行实时监测，一旦出现异常信号或者故障问题，则通过故障检测设备可以迅速对故障信号进行跟踪定位，并及时对故障线路进行隔离，提醒运维人员进行检修作业。

利用故障检测设备不仅可以有效保证供电质量，也可以通过故障定位提升检修效率，一般情况下，可以将故障检查设备安装在电缆设备或者环网开关柜中，并对不同供电区域进行梳理整合，进行分区实时动态监控，进而有效提升检修效率，现阶段故障检查设备相对较多，例如故障指示器、电子信号跟踪器等，需要结合实际环境科学选择设备类型，并适当调整安装位置和区域密度，保证10kV 配电线路稳定运行[2]。

3.2 馈线自动化开关

10kV 配电线路中普遍通过馈线自动化开关来提升控制能力，现阶段馈线自动化开关主要分为三种，这三种各有优劣需要针对性进行分析。

第一种为智能柱上断路器（图2、3），一旦10kV 配电线路运行状态异常或者出现故障，则断路器会及时切断零序电流，进而避免短路或者负荷电流对10kV 配电线路造成损坏；第二种为负荷开关（图3），主要是在10kV 配电线路的主线或者支线上安装，当出现故障时对指定区域进行自动切断隔离，可以有效防治故障范围扩大。

图2 智能柱上断路器

图3 10kV 户外柱上断路器、负荷开关

第三种为智能控制器，相比于前两种设备智能控制器应用范围极为广泛，可以与重合器、负荷开关以及断路器等多种设备进行连接，同时可以不同参数为标准针对性控制，也可以对多个参数进行同时控制，不仅能有效强化保护而且可以灵活调整，是目前应用最为广泛的设备。现阶段很多地区采用通过安装馈线自动化开关及控制箱进行控制效果最为优质，是未来发展的主要方向之一，在馈线自动化开关类型选择时，需要科学分析线路实际情况进行选择。

4 10kV 配电线路自动化运维发展趋势前瞻

4.1 自动化运行维护网络信息平台的构建

针对10kV 配电线路自动化运维需要利用信息化技术构建网络信息平台，并通过大数据以及云计算技术来对10kV 配电线路的运行状态进行动态实时检测和数据采集，一旦出现故障信号或者异常信号，则及时进行分析和反馈，将各种信息传递到移动设备端，不仅表明故障位置，同时通过大数据处理科学分析故障原因，进而有效提升运维质量和效率，同时每一次故障信息检修方式都将作为档案信息进行存储，不仅可以作为检修经验，同时也可以保证检修人员操作规范，通过分析不同区域的故障信息，可以得出故障高发区域和频发故障，进而针对性进行检修养护作业，保证检修维护的针对性[3]。

4.2 智能化技术的应用

10kV 配电线路自动化运维需要引进智能化技术，通过专家系统和模糊理论不断优化10kV 配电线路自动化运维模式，对运维的线路进行分级并实现资源差异化配置，整体10kV 配电线路自动化运维工作不仅全面且保证侧重性，避免无重点无偏向的现象对运维质量产生影响。不仅可以有效提升运维效率和质量，同时在人员不足的时候可以通过远程操作和自我诊断的方式来保证10kV 配电线路稳定运行，用发展性眼光和前瞻性思维来分析看待，智能化配电线路自动化运维是未来发展的必然趋势，需要不断优化拓展，充分发掘其社会价值和经济效益。

5 结语

现阶段10kV 配电线路运行过程中主要存在短路、断线、接地等故障，其原因主要是自然因素、外力因素以及材料因素导致，针对这些故障需要采用故障检查设备以及馈线自动化开关来提升运维质量和效率，同时融合信息化技术和智能化技术构建配电线路自动化运维网络信息平台，提升运维的针对性和侧重性，实现自动化、智能化、差异化运维。