吳娟麗 沈龍茂
摘要:10kV配電網線路是電點網中重要的組成部分,在電力網中起分配電能的重要作用。10kV配電網存在線路長、電網運行維護措施較為不利、線路保護較少、故障多發(fā)性的特點。10kV配電網的故障對居民的生產生活帶來不利影響,基于此,本文擬分析10kV配電網線路故障的成因,并對其提出針對性的解決方法。
關鍵詞:10kV配電網;線路故障;處理方法
10kV配電網發(fā)生的常見故障主要有線路運行故障與設備本身故障。常見的線路運行故障包含短路故障、接地故障、過流跳閘故障等。常見的設備本身故障包括設計問題、設備問題與安裝問題等。
1.10kV配電網線路運行故障
1.1 10kV配電網短路故障
短路故障指的是電路或電路中的一部分被短接,短路時電源提供的電流將比電路通路時提供的電流大,一旦發(fā)生短路,會造成線路、電源和用電設備的損壞。短路故障在10kV配電網線路中頻發(fā),主要分為人為影響、自然影響與設備老化影響。
人為影響主要包含如下幾種:(1)架設在公路旁的配電線路,由于車禍或駕駛員的違規(guī)操作導致電線桿被撞倒、電線被掛斷,從而引發(fā)線路短路故障。(2)在城市改造中對樹木進行砍伐,工人誤操作砍斷已架設好的電線,造成線路短路。(3)人為偷竊或破壞電線線路,造成電線被剪切。
自然影響是造成線路短路的主要原因。第一,雷擊事故。10kV配電網多架設于農村或其他空曠的露天場所,無遮蔽物,線路較長,易受雷擊。雷擊事故可導致配電網線路上設備受損,如絕緣子等元件被雷擊穿、配電變壓器被雷擊燒毀、線路由于雷擊斷開。10kV配電網在設計及架設時,均有避雷裝置,但由于避雷裝置本身存在質量問題,或避雷裝置長期使用后存在老化現象,避雷裝置在雷雨天氣無法實現其功用,導致配電線路及設備由于雷擊損毀,造成短路。第二,大風事故。應生態(tài)與綠色的號召,城市建設中綠化是極為重要的一環(huán)。10kV線路旁邊經常會有綠植,大風天氣樹枝被吹斷落在線路上,造成線路故障。此外,大風可能直接造成電線桿吹歪或線路的斷裂,均會造成線路故障。第三,暴雨事故。如線路存在腐蝕,暴雨天氣下,極易造成線路短路,從而導致線路設備的燒毀及用電設備的損壞。第四,鳥類事故。有些鳥類將電線作為駐足之地,經常在電線上停留,甚至有些鳥類將巢穴搭建在電線桿或線路密集的區(qū)域,導致配電線路造成短路。
設備老化影響指的是,線路存在裸露或配電網設備存在其他老化故障,導致電路遭受短路故障。
配電網的短路故障為最頻發(fā)的一種線路故障,瞬間大范圍斷電,排查線路故障時難以直接找到故障點。
1.2 10kV配電網接地故障
10kV配電網接地故障可分為永久性接地和瞬時接地兩種。常見接地故障發(fā)生情況為:(1)由于斷線、導線與其他設備(如絕緣子)固定不牢等導致導線落地。(2)避雷器、熔斷器被絕緣擊穿。(3)塑料布落在線路上等造成接地故障。(4)鳥類活動造成接地故障。
接地故障由于范圍較大,有時故障原因并不明顯,無法直接判斷故障發(fā)生原因和引發(fā)地,有時需要借助電力儀表儀器用以確定故障的真實發(fā)生原因。
1.3 10kV配電網過流跳閘
過流跳閘是針對配電網的一種保護措施,即檢測到線路負荷電流超過限定最高值時,繼電保護裝置啟動自行保護措施,引發(fā)線路跳閘,用以保護線路及用電器具。過流跳閘主要原因有以下幾種:
(1)設計線路時,對線路負荷電流的預估不準確,最高限定值過低,導致線路負荷增長時,觸發(fā)過流跳閘,造成大面積斷電。(2)設計線路時,所采用的導線不符合實際用途,如導線直徑過細,當負荷電流高速通過時,導線易發(fā)熱,長期使用下,會造成線路的熔斷、燒毀等短路問題,繼而出現過流跳閘故障。
2.10kV配電網設備本身故障
10kV配電網的架設主要包括架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償器及一些負數設施。設備本身故障是配電網線路故障的一種,在故障頻率上低于線路運行故障。
設備本身故障分為設計問題、質量問題和安裝問題。設計問題指的是,線路架設方案中,對于線路擬負荷電流和使用電器的估量不準確,造成選用材料與實際使用的不匹配,因此在設計最初就埋下了故障隱患。質量問題指的是,線路架設設計可行,但選用的設施本身存在出廠故障,如質量問題或參數問題,造成線路選用材料與實際使用的不匹配。安裝問題指的是,在電力工人進行線路安裝時,由于人工疏忽造成線路設施安裝的不合格,給線路埋下了故障隱患。
3.10kV配電網故障處理方法
3.1 針對線路運行故障的處理方法
線路運行故障是10kV配電網的主要故障,針對此類故障,應將常態(tài)防御方法與事故處理方法相結合。故障處理方法主要有:(1)加強防雷措施。首先就絕緣子的防雷水平作出評估,根據線路實際需要,選用并安裝相適應的絕緣子。此外,根據過往雷擊故障情況,總結故障多發(fā)地與少發(fā)地的區(qū)別,總結防雷經驗。由實際情況可得,雷擊多發(fā)于針式絕緣子,少發(fā)于懸式絕緣子。在線路架設中,應提高針式絕緣子的抗雷擊能力,以保證整個線路的穩(wěn)定性與安全性。(2)做好防人為破壞工作。人為性質的破壞,一方面為有預謀的偷竊與破壞,另一方面為突發(fā)的事故。應當加強保護線路的宣傳,其中包含線路的重要性與破壞線路的追責問題,根據線路破壞的不同程度,可向責任人追究其行政責任,重則追究其刑事責任。加大宣傳力度,號召民眾對偷竊與破壞電力設施的行為進行舉報。此外,對于突發(fā)事故的防治,需結合道路安全等管理措施,減少事故的發(fā)生。對公路旁的電線桿需進行加固保護。(3)城市建設中加強對線路保護的措施。如進行綠化或基建時,應對新建或改造區(qū)域的線路進行了解,并在實際施工過程中,注重對線路的保護,減少誤操作以致斷線的情況。(4)加強線路運行管理與維修。由自然環(huán)境造成的線路故障在一定程度上是不可避免的,因此無法對此類故障原因有效預防。
配電網長達數年的使用期內,需要電力工人進行有效的運行管理,對發(fā)生的小故障及時維修。為加強有效運行管理,有如下措施可采用:(1)提高電力工人的準入要求。電力工作為專業(yè)性工作,電力工人應持證上崗。(2)加強電力工人的職業(yè)技能培訓。電力企業(yè)應定期組織相應的培訓,提高電力工人的職業(yè)技能,使電力工人在運行管理過程中,能發(fā)現小故障,并有能力解決小故障。(3)加強線路檢修的頻率。(4)完善應急預案。根據配電線路故障情況,總結經驗,吸取教訓,完善應急預案,提高事故搶修效率。
3.2 針對設備本身故障的處理方法
針對設備本身故障,有如下解決方案:(1)有可行性的設計。線路設計環(huán)節(jié),應盡可能全面的考慮用電實際情況,對配電網的負荷電流限值進行有效的設計。由于設計不完善造成的線路故障是無法通過后期維護來消除的,相反,這種類型的設備故障只能通過更換相應的配電網設備來消除。如前期設計與實際用電情況不匹配,會造成線路故障的頻發(fā)。(2)選擇質量合格的設施。配電網設備的選用應當嚴格按照國家與行業(yè)標準,選取有生產資質的廠家,選用符合標準的、符合設計的、出廠合格的設備。(3)進行線路更新與改造。線路使用數年后,配電網最初的設計,可能與實際使用的需求不符合。應當根據現有狀況,針對事故頻發(fā)地段對線路進行更新與改造,以滿足用電的安全與運行需要。
4.結語
10kV配電網由于設備本身造成的故障較少,由于使用中人為因素、自然因素、設備老化因素導致的運行故障較多。為了保障用電穩(wěn)定和用電安全,應對兩類故障進行針對性的防治和及時處理。
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(作者單位:智方工程設計有限公司武漢分公司)