國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泗陽縣供電分公司 袁興潤 姬宇航

在我國的電力系統(tǒng)當中，10kV配網(wǎng)其特征在于廣泛的覆蓋面，在用戶與電力企業(yè)之間承擔了關鍵的樞紐角色，也是人們生活中不可或缺的重要組成部分。10kV配網(wǎng)在我國公共配電網(wǎng)絡當中，主要占到了近6成的比例，作為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的末端，如果在運行過程中出現(xiàn)故障，就會對用戶的生活與生產(chǎn)帶來諸多不便，并引發(fā)不同程度的安全隱患。因此，供電企業(yè)必須進一步提高對10kV配網(wǎng)技術中常見故障的重視，從多個角度加強防范水平，避免自然因素以及人為因素帶來的配網(wǎng)故障。

1 10kV配網(wǎng)技術中常見故障分析

1.1 相間短路故障

在10kV配網(wǎng)的運行過程中，由于受到多種因素的印象，會導致相間短路故障的發(fā)生。通常來講，在相間短路故障當中的成因主要包括以下幾類：配網(wǎng)線路中出現(xiàn)異物、外界特殊因素、鳥類動物的沖擊以及雷雨天氣影響等[1]。在我國，夏秋季節(jié)雨水較多，同時還會伴隨雷電，南方地區(qū)也會時常發(fā)生雷擊事件，強降雨以及雷電都會對配網(wǎng)的運行造成一定影響，出現(xiàn)各類安全隱患，形成了相間短路故障（圖1為配網(wǎng)示意圖）。

1.2 單相接地故障

在10kV配網(wǎng)技術的常見故障當中，單相接地故障也較為常見，潮濕以及雨水天氣都會對電力傳輸造成不同程度的損傷[2]。通常來說，單相接地故障中的主要成因就是單項斷線，必須及時找出其具體故障位置并加以修復，防止對用戶的正常用電需求造成困擾。同時，由于單相接地故障具有較強的隱蔽性，母線電壓互感器難以監(jiān)測出電流，如果長時間未找出故障，就會導致電壓互感器遭到損壞，諧振過電壓也會將設備保護層擊穿，從而出現(xiàn)短路或設備燒毀等情況。

圖1 配網(wǎng)示意圖

2 10kV配網(wǎng)技術常見故障原因分析

根據(jù)相關調(diào)查統(tǒng)計來看，導致10kV配網(wǎng)技術故障的原因較為復雜，其中自然因素的占比較大，達到了29%，而線路設備以及外力破壞這兩個因素的占比也較多，為25%與23%。此外，樹障因素、用戶設備以及其他因素的占比較低，分別為13%、6%、4%。見表1。

表1 10kV配網(wǎng)技術中常見故障原因占比

2.1 外力破壞因素

在10kV配網(wǎng)的運行過程中，外力破壞因素的影響較大，也是整體配網(wǎng)工程中較為常見的一類情況。在外力破壞當中主要分為以下幾個方面：一是違規(guī)施工。由于部分施工企業(yè)的法律意識不足，在建筑工程項目當中缺乏相應的規(guī)范性，導致違規(guī)施工的情況屢見不鮮，企業(yè)管理人員未與相關職能單位進行溝通，在沒有經(jīng)過批準的情況下擅自施工，導致配網(wǎng)電纜線路被挖斷；同時，部分企業(yè)還會在配網(wǎng)保護地區(qū)上違規(guī)搭建，從而造成了10kV配網(wǎng)技術的故障。二是鳥害。一部分山地鳥類會在配網(wǎng)線路上筑巢，容易引發(fā)短路情況。三是電線與塔材被盜情況。在10kV配網(wǎng)運行的過程中，還有部分不法分子為了牟取私利，偷盜電線，嚴重影響了電力系統(tǒng)的正常運行，對電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成了一定阻礙[3]。

2.2 自然因素

由于不同季節(jié)的氣象條件會存在較大差異，而配網(wǎng)設備多數(shù)處于室外，導致自然因素對配網(wǎng)設備的影響較為明顯。在10kV配網(wǎng)技術故障的自然因素當中，雷擊較為常見。在我國多數(shù)地區(qū)，夏季與秋季都會有較為頻繁的降雨，而10kV配網(wǎng)工程屬于加工輸電線路其路程較長，同時在線路架設的路徑當中地形較為空曠，建筑物較少，容易遭受雷擊，設備也會出現(xiàn)不同程度的損壞。同時，一旦雷云中負電荷消失，會導致正電荷變大，進而出現(xiàn)強烈的雷電波，造成設備的損壞。另外，如果避雷器在其安裝過程中不嚴格遵照相關規(guī)范與要求，可能會導致接地線路被腐蝕以及氧化，從而降低設備的泄電能力，避雷器會出現(xiàn)損壞以及斷電的情況。

2.3 樹障因素

近年來，隨著國家生態(tài)文明建設戰(zhàn)略以及退耕還林等政策方針的出臺與實施，在山林配網(wǎng)線路當中樹障情況愈發(fā)凸顯，對于電網(wǎng)運行的安全性造成了較大隱患。同時，由于地形的限制，在樹障的清理工作方面難度較大，部分線路附近的樹木未得到及時清除，這就導致在極端天氣下樹木被壓斷或折斷，從而造成相間短路等配網(wǎng)技術故障。

2.4 線路設備因素

在10kV配網(wǎng)技術的常見故障當中，盡管配網(wǎng)線路設備造成的故障沒有自然因素占比多，但作為配網(wǎng)技術中的關鍵組成部分，其影響力也難以忽視。一方面由于10kV配網(wǎng)線路通常都架設在室外，而暴雨、強日光、雷電等天氣都會對配網(wǎng)工程造成影響。如線路接頭以及設備被侵蝕，電流沖擊造成斷電故障等。另一方面，配網(wǎng)作業(yè)人員在操作設備的過程中也有可能會出現(xiàn)失誤，導致設備的故障，甚至會引發(fā)安全事故。此外，絕緣子作為設備中的重要組成部分，如果不定期進行維護，會在長時間的環(huán)境污染下積攢大量的灰塵以及煙堿等，導致絕緣子表面產(chǎn)生較大電壓，同時電壓會隨著時間推移而不斷增大，從而引發(fā)地漏電流的情況發(fā)生，在工頻作用下會進一步導致出現(xiàn)閃絡情況。

2.5 用戶設備以及其他因素

在10kV配網(wǎng)運行過程中，針對用戶設備如果缺乏相應的定期檢查由于維護工作，會導致線路運行環(huán)境降低，同時配電室防護措施缺位、故障后續(xù)處理不專業(yè)等情況都會造成配網(wǎng)故障。此外，除上述幾點因素，管理人員的專業(yè)素養(yǎng)不高也會造成跳閘等故障情況。

3 10kV配網(wǎng)中常見故障的防范措施分析

3.1 加強自然與外力破壞防范

在10kV配網(wǎng)的常見故障當中，外力破壞以及自然因素作為其中最為常見的兩類成因，必須從這兩個方面入手加以防范，為后續(xù)的故障預防以及防控奠定良好基調(diào)。

3.1.1 針對自然因素

在10kV配網(wǎng)當中，如果架空線路的周邊出現(xiàn)雷擊，會在瞬時產(chǎn)生極高的電壓，可稱為過電壓現(xiàn)象，線路斷線事故會在這一過程中發(fā)生。為了進一步提高電力供應的安全性以及穩(wěn)定性，需要避免過電壓現(xiàn)象的發(fā)生，可以選擇安裝防雷絕緣子，該裝置能夠通過吸收雷擊能量、加大放電間隙實現(xiàn)對線路的有效保護。防雷絕緣子類型較多，主要包括了支柱型、橫擔型以及耐張型等，從整體來看，防雷性能都較為出色，需要根據(jù)實際線路特征來選擇適配度較高的類型，并嚴格把控好安裝距離，以此來保證防雷效果。此外，為了解決跳閘問題，還需要在使用防雷絕緣子的基礎上加設避雷器，在最大限度發(fā)揮二者的防雷效果[4]（圖2為防雷絕緣子與避雷器的結(jié)合應用）。

圖2 防雷絕緣子與避雷器的結(jié)合應用

3.1.2 針對外力破壞

為了防止公路兩側(cè)車輛交通事故對線桿造成碰撞故障，需要在公路附近的桿塔表面涂抹一層反光漆，同時加設一層反光套管，并在圍擋外側(cè)配備帶有反光漆的緩沖裝置，降低交通事故的影響。此外，還可以借助市政遷改的契機，開展配電設備的遷移作業(yè)。

在外力破壞因素當中，周邊基礎設施建設同樣會對配電設備造成一定的損壞，這就需要針對施工單位開展科學的宣傳教育工作，提高施工規(guī)范性的正確認知，進一步加強對違規(guī)搭建以及野蠻施工造成線路損壞的懲戒力度，較為嚴重的必須及時下令整改，同時移交到市政單位進行備案。

3.2 提高配網(wǎng)運維管理重視程度

針對10kV配網(wǎng)的常見故障，不僅需要完善對主要成因的解決手段，更需要提高配網(wǎng)運維管理工作的重視程度，加強配網(wǎng)運維工作的科學性、規(guī)范性以及安全性。

首先，在配網(wǎng)運維管理工作過程中，需要針對配網(wǎng)設備開展定期化的試驗與巡查工作，明確設備當中的缺陷并及時處理。在配網(wǎng)長時間的運行過程中，部分絕緣子可能會出現(xiàn)絕緣耐壓性降低的情況，也要及時檢查與更換，提高絕緣子的使用壽命。對于已經(jīng)發(fā)生過故障的設備，在完成處理后也要進行詳細記錄，并做好分析、整理與歸檔工作，為后續(xù)的設備更新提供理論支撐。

其次，還需要進一步提高設備并網(wǎng)準入的門檻。而在配網(wǎng)項目工程改造過程中，應從設計環(huán)節(jié)入手，選擇更加適配且優(yōu)異的設備型號，并在項目的具體開展過程中嚴格把控建設質(zhì)量，防止設備在投入運行后攜帶缺陷與問題；針對線路以及設備還應有針對性地展開巡視工作，并進行定期性的負荷監(jiān)測；同時，電力企業(yè)還可以完善自身的激勵考評機制，在配網(wǎng)運維的管控、巡視以及消缺等工作中倒逼各級人員加強重視，提升管理水平。

最后，針對用戶側(cè)方面必須加強管理，嚴格遵守用電檢查制度，針對重大設備隱患應及時告知相關責任單位，并下發(fā)整改通知單，明確設備隱患的危害，從而監(jiān)督用戶整改并落實，同時向安監(jiān)部門及時備案。

3.3 推進配網(wǎng)自動化建設

隨著當前信息化建設的逐步深入，電力企業(yè)必須提高這方面的重視，以配網(wǎng)自動化建設為重點，完善自動化技術內(nèi)容，從而有效防范配網(wǎng)常見故障。對于10kV配網(wǎng)的自動化改造，首先需要進一步投入3-1環(huán)網(wǎng)供電方式的應用，加強調(diào)度靈活性，降低常見故障的影響力，縮小故障導致停電的時間以及范圍。

其次，提高故障定位隔離的可靠性與有效性。在10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)當中，故障的定位以及隔離是其中的關鍵環(huán)節(jié)，為了實現(xiàn)準確定位以及快速隔離，保障故障外區(qū)域的正常電力供應，可以使用FTU縱聯(lián)差動與矩陣運算結(jié)合的方式來加以優(yōu)化。

最后，還需要在自動化系統(tǒng)中完善電網(wǎng)自愈功能，通過相關事故的自愈模擬試驗為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)提供相關的方案分析，同時為后續(xù)的故障檢測工作提供數(shù)據(jù)支撐。此外，在必要情況下，還可以建設單相接地檢測系統(tǒng)，通過在線路的初段、中段以及分支位置加設故障指示器，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障問題并高效解決。如果配電線路出現(xiàn)接地故障，指示器能夠及時鎖定故障位置并發(fā)出反饋，大大提高配網(wǎng)工作的效率。

綜上所述，在我國電網(wǎng)系統(tǒng)當中，10kV配電網(wǎng)作為其中的重要組成部分，必須確保其在運行過程中的安全性與可靠性，這也是維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要手段。但是由于10kV運行環(huán)境相對來說比較復雜，可能會受到來自多個方面的負面影響，線路故障問題頻頻發(fā)生。因此，電力企業(yè)需要從故障源頭進行探索，采取更具針對性、合理性與可行性的措施進行防范與解決，及時消除安全隱患，以此來推動我國電網(wǎng)系統(tǒng)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。