10kV架空配电线路故障原因分析与预防措施

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  [摘  要]10kV架空线路是供电企业最重要的配电线路,担负着电能输送与分配的重要任务,10kV架空配电线路因受诸多因素的影响,由于长期处于露天之下运行,又具有点多、线长、面广等特点,因此在运行中配电线路经常发生事故跳闸,不但给供电企业造成经济损失,而且还影响了广大城乡居民的正常生产和生活用电。针对配电线路跳闸原因,提出相应预防措施,采取有效的对策来消除线路各种隐患,减少线路跳闸,保障配电线路安全可靠运行。
  [关键词]架空线路  跳闸原因  预防措施
  中图分类号:TM755 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)24-0387-02
  引言:10kV架空配电线路常见故障有电气性和机械性破坏故障两方面,但无论是机械性破坏方面的倒杆断杆、断线,还是电气性故障方面的接地、短路或缺相,通过变电站继电保护、遥信遥测等功能均可反映出线路发生故障的原因、时间,结合近年来线路跳闸统计分析情况,总结出以下线路跳闸原因:
  1、线路速断跳闸的主要原因:
  ①电线路设备故障,②雷电危害。③大风、雨、覆冰等其它原因引起导线震荡、联线、断线或恶劣天气狂风刮倒大树砸断导线。④树障造成。⑤配电变压器及设备故障。⑥小动物。⑦电缆故障:随着小城镇建设步伐的加快,电缆线路在逐步增加,在各项基建施工中挖掘机施工引发的故障。
  2、过流跳闸的主要原因:
  ①线路及设备老化。②过流保护定值偏小。③负荷电流过大。
  3、线路接地的主要原因:
  ①隔离开关、避雷器击穿。②导线断线搭在地面地上导致接地。③绝缘子炸裂,导致接地或绝缘子脏污在大雾和小雨天闪络、放电、绝缘电阻降低;跳线烧断搭到在担上。⑤电缆引发故障。
  一、10kV架空线路故障跳闸原因分析
  (一)管理原因:
  1.线路走廊不畅:重点是走廊内树木危及线路安全,新架设时树木砍伐没达到安全距离,后期运行维护清理不彻底或是新树障出现。
  2.外力破坏:电力线路受外力破坏易造成倒杆断线恶性事故,严重威胁电网安全运行。
  3.盗窃设施:电力线路多为金属材料,受价格上涨因素,犯罪分子偷盗电力设施,案发前必然先造成线路跳闸停电后实施犯罪。
  4.车辆撞杆:线路延公路两侧架设方案仍是目前普遍推行的首选方案,它便于施工与接火,但随着车辆快速增长,违章行车直接撞击电杆事故也呈上升趋势。
  5.杆塔基础取土:修路、建房、烧砖等取用土时,对架设在田间地头电杆地段进行取土,破坏了电杆基础,造成电杆倾斜倒塌。
  6.破坏拉线:组立在农村耕地上带有接线的电杆,因其不便于农机作业和农作物的收种,从而擅自拆除拉线,引起电杆倒塌。
  7.焚烧农作物秸秆:每年农作物收割之后,废弃在耕地中或堆积在田间地头、公路两侧的秸秆就地焚烧而引起线路跳闸。
  8.风刮异物短路:人为因素较多,大都是缺乏电力保护常识而引发障碍。重点有:风筝、过街宣传横幅,彩带等绕线;金属丝抛挂,此类故障多集中在村庄附近和空旷地段;架空导线飞鸟短路,地下电缆出线裸露部分小动物短路。
  9.线路巡查不到位:线路的安全管理重点在线路上,线路巡查工作必须要认真仔细,并要正确巡查所有设备,确保线路设备保持良好的运行状态。
  10.巡视检查无计划:缺乏线路年、季、月、周巡视计划,特殊天气没有增加特殊巡视、夜间巡视,造成线路缺陷无法及时发现,,故障扩大引起线路跳闸。
  11.线路、设备巡查不认真:没有按照架空配电线路现场运行规定进行线路巡查,导致线路缺陷不能发现。对线路所带的电气设备没有按巡查内容逐项进行检查,走马观花式巡视,线路上设备的隐性故障不能发现而引起设备故障跳闸。
  12.线路薄弱点不清:没有标定危险部位与薄弱环节,遇到负荷高峰期,线路连接薄弱点放电发热烧断导线。
  13.需求侧管理不到位:对用电户负荷增长预测不准,没有考虑电网运行条件,缺乏整体电网规划,在负荷骤增时,线路设备满足不了要求,从而引起跳闸。
  14.违反《安规》:主要是安全技术措施执行不到位,违反“五防”中带接地线送电或是带电挂接地线。
  15.预试工作不认真:春、秋两季电气设备预试数据不准或是缺项漏项,不能提早发现线路设备潜在的安全隐患,在运行中造成电气故障。
  16.违章碰触线路:主要有:车辆违章装载超高,重点是线路跨越公路地段,目前农业机械化作业发展较快,在田间架设的线路拉线也屡遭破坏,并有发展之趋势;线路附近违章作业,建筑施工在搬运长件物品碰触线路,从而引起跳闸,此类事故极易造成人身伤害。
  (二)技术原因:
  1.设计原因:线路设计质量的高低,直接决定着线路运行的安全,因此在线路初设时就应该把好关,杜绝初始设计的错误。
  2.型号选择不当:导线截面、设备额定电流、CT变比偏小,在运行过程中造成事故。
  3.档距弧垂过大:受自然环境影响较大,在风偏时易造成相间放电短路。
  4.气象条件不符:对当地气象资料数据收集不完整,造成大风,大雪及覆冰时而引发事故。
  3、线路施工工艺质量:①架空裸导线路:导线与支持瓷件绑扎不实,导线连接点搭接缠绕或是压接不合格造成放电,线路与电气设备连接没有采用铝(铜)设备过渡板(线夹),使非同类金属连接造成氧化引起高温烧断导线。②架空绝缘线路:绝缘耐张线夹没锁死造成脱线,绝缘T接穿刺线夹安装不正确造成导线受损而引发雷击断线故障。③地埋电缆线路:电缆敷设扭曲弯度过小,造成电缆受损,电缆附件施工没按程序制作,造成电缆头受损受潮而引起故障。④架空电缆线路:架空电缆紧固点过紧损伤电缆,受力过大拉伤电缆,电缆头制作不严格,造成受潮击穿。⑤开关保护误动:线路中断路器整定值不合理或是受碰受震而保护动作,保护回路出现故障误动误跳。⑥电网建设滞后:随着负荷增长,线路和电气设备满足不了要求而引起事故。⑦接地装置不合格:户外的接地引下线用铝线或是铁丝代替长期氧化增大阻值,雷电或是过电压时不能全部引入地下,剩余部分冲击到变电站内造成保护动作。⑧设备安装不正确:设备安装角度或倾斜度不正确,造成线路距离过小,断开点距离不足,设备无法自行脱离而引起短路或是着火扩大事故。⑨电杆埋深不够:有些地方受地形所限或是施工人员偷工减料,人为减少电杆基础开挖深度,长期受雨水浸泡冲刷而倾斜倒杆。   (三)设备原因:
  1.线路设备质量:线路材料质量问题多集中在瓷件金具等辅材上,因材料小、用量少、价格低采购时容易忽视进货渠道,引起产品质量造成线路事故。
  2.电杆:电杆混泥土标号低,电杆配筋截面不足或是减少数量,造成开裂断杆。
  3.导线:含杂质较多,截面积不够,引发断线。
  4. 铁附件:含杂质强度达不到需要,造成铁横担扭曲变形或是断裂,镀锌质量差,长期运行锈蚀严重。
  5.金具:产品质量有暇疵,断裂脱落或是开销。
  6.绝缘子:绝缘值达不到要求,或是递减速度较快,最终成零值绝缘子被击穿。
  7.线路运行故障:线路运行时间较久,安全系数自然下降,引发线路故障。
  8.电气设备质量:电气设备采购时把关较严,轻易不会直接发生设备故障,大多是在运行过程中受外界环境变化与内部质量影响,设备出现缺陷引起线路跳闸。
  9.变压器:内部绕组匝间短路,缺油无法冷却,高低压接线柱引线脱落接触绕组等引发配变烧毁事故。
  10.断路器:配网分支线路保护的断路器多为弹簧储能机构,因弹性变形,机械磨损等操作机构故障,导致开关拒动而引起越级跳闸是主要原因,其次是保护失灵造成越跳。
  11.避雷器:较常用氧化锌避雷器其密封措施相对简单,防潮能力较薄弱,易受潮击穿。
  12.高压计量箱:组合的高压计量箱内部的电压、电流互感器质量出现问题而引发故障。
  13.预付费开关:近几年来对客户逐步实行了预付费装置,安装在配网上的预付费开关设备多类同与断路器,主要是设备自身内部质量引起故障。
  14.熔断器:动静触头金属质量低,弹簧压舌弹性度差,熔管材质达不到分解和喷气效果。
  15.隔离闸刀:动静触头厚度达不到需求过载而熔化,支持瓷件断裂造成短路。
  16. JP柜、GGD柜:JP柜、GGD柜一般不会直接引起线路跳闸,但因其主要是通过电缆连接到配变的低压接线柱上,如JP柜内部开关烧毁短路,直接作用于配变低压绕组过载也会造成间接故障。
  17.设备运行故障:随着运行年代增加,设备安全系数自然下降,引起设备故障。
  (四)自然灾害:
  1.大风:大风多会引起线路共振舞动,造成相间短路,同时线路设备在迎风面水平方向力作用下,造成悬垂绝缘子串偏斜,空气绝缘间隙减少,发生相间短路和导线烧伤等事故,线路耐张金具在重力、拉力、风力和共振的情况下易造成金具断裂。
  2.大雪:大雪会造成线路积雪增加导线荷载,当气温下降到一定程度时,伴随着雪雨水还会在导线上形成覆冰,从而引起导线和避雷线弧垂增加,受力增大造成到杆断线事故。
  3.暴雨:暴雨易发生洪涝灾害,威胁电杆杆基稳固,主要是对地下电力设施威胁较大,易造成进水受潮短路。
  4.雷电:进入雷雨季节时,在高压线路通道范围内落雷,由于过电压的作用将可能造成被击点处与导线,导线相间或对地空气绝缘击穿,绝缘子串闪络,引发线路跳闸。
  5.大雾:线路通过污染较严重地段,在绝缘子表面会形成污秽层,大雾天气时,绝缘子沿面闪络电压将显著下降,污秽严重时可发生击穿闪络。大雾也易发生电晕现象。
  6.温度:根据热胀冷缩原理,当气温升高时导线伸长,弧度增加,易造成接地或短路,气温降低时,导线弧垂减小,应力加大,如遇骤冷的天气时,弧垂过小有可能发生倒杆断线事故。
  二、预防10kV架空线路故障应采取以下措施
  (一)管理防范措施:
  1.严格执行管理规范:严格执行并落实架空线路管理规范,明确自己的工作职责与内容,工作中只有做到“五到位”:思想到位、认识到位、责任到位、巡视到位、故障处理到位,才能使线路运行处于在控、可控、能控。
  2.加强责任意识教育:加强运管人员责任意识教育,使员工认识到岗位的重要性,激发员工的爱岗敬业,拚搏奉献的精神,做到在岗一分种,线路安全运行六十秒。
  3.加强业务知识培训:不论是工程人员还是运行维护人员都要具有相应的专业知识,熟知线路与设备的作用与性能,才能在日常工作中发现问题,解决问题,因此必须要对人员进行线路专业知识的培训,提高员工准确查找和发现问题的能力。
  4.加大电力保护宣传:电力设施虽然纳入的法律保护之内,但由于配电线路多分布在农村,地形复杂,保护难度较大,因此就要求我们运行管理人员要“三勤”:嘴勤、腿勤、手勤,即:勤宣传勤巡查勤清除。可采取设置醒目的禁止标示牌、反光警示牌、警示漆、宣传单、广播电视媒体等方式宣传保护电力设施。加强与当地市政园林和林业部门的联系,及时修剪和清除影响运行安全的树木,与公安部门的联合办公,打击破坏盗窃10kV线路塔材及电力设备,目前正在开展的“三电专项活动”起到很好效果,打击了破坏电力设施分子的嚣张气焰,有效扼制了破坏电力设施案件。为防止外破案件发生也可采用技防,如在线路设备上安装电子防盗报警装置等措施。
  5.加大配电线路运维考核力度:建立健全考核激励机制,奖勤罚懒调动工作积极性,对每条线路应独立建立档案,分线分杆进行登记,将线路运行情况、巡查记录、设备缺陷、危险点、特殊区域或地段、消缺等全面录入生产MIS系统,作为月度绩效考核的主要依据。
  6.完善日常管理工作:加强线路日常管理,注意数据资料原始积累,根据日常运行情况,分析历年缺陷种类,找出规律,制定切实可行的防范措施,防止线路设备跳闸。
  (二)技术防范措施:
  1.推广使用典型设计:设计首先要符合工程的实际,在掌握工程的基础资料后,要努力做到统一性与可靠性、适应性、先进性、经济性、灵活性的协调统一。
  2.加大员工技能培训:随着高新技术的快速发展,新产品新设备与日俱增,对员工提出更高的要求,从事线路架设、设备安装、电气试验等专业也需要提高专业技术水平,为适应要求从理论到实践进行全过程,全方位技术培训,特殊的工种还需要了解金属特性掌握电气设备性能,方能更好地完成各项施工任务。   3.加强工程质量监督:施工质量的好坏,直接影响到电网的安全运行,对于线路或是电气设备安装必须符合技术要求,在施工过程中对于每个工序应有质量监督员把关,并记录在案,杜绝失去质量监督的电网工程,对隐蔽工程更需质检人员进行现场监督,确保符合工程标准。投运前,必须组织专业技术人员进行验收,在确保安装正确、试验合格条件下,方可送电运行。
  4.重视后期技术管理:线路和设备投运后,经过长时间的运行,线路与设备都会出现老化现象,应适时安排大小修或是技改,同时根据负荷变化情况,及时对线路和设备以及保护定值进行相应的调整,以满足负荷发展的需求。
  5.合理编制运行方式:配电网线路多为树型放射状供电方式,为此需要针对其供电特点,合理编制各种情况下的运行方式,来保障配电网正常供电,为减少停电面积快速切除故障,可在配电线路上多分段安装分界智能开关,T接分支线也要安装分界智能开关、和故障指示器,对于业扩新上用户一律安装分界开关,线路故障时选择性切除故障线路,并指示故障点,方便查找与排除事故。安装分界开关前必须做两种试验一种是高压试验,一种是加流传动试验,两种试验有一种不合格不能进行安装。
  (三)设备防范措施:
  1.加强设备源头控制:电力设备是配电网中的主“心脏”,没有好质量的设备接入电力系统中,就是一个安全隐患点,从设备的选择与采购就应把好每个环节。
  2.把好到货验收:设备产品的到货,必须由质检部门进行初验收,包括外观、颜色、型号、尺寸、各种合格证和出厂试验报告单等。
  3.做好安装调试:对于较为复杂或是科技含量较高的新产品新设备,在安装时可要求厂家技术人员到现场进行协助一起安装施工,安装好后与厂家一起进行联合调试,及早发现设备问题,避免运行后责任不清的纠纷。
  4.投运前试验:各类电气设备在安装完毕投运前需要再次进行“全身”体检,通过现场测试各种电气参数与出厂试验报告单参数进行比较,是否有无明显变化,以保证“健康”设备投网运行。
  5.推行设备在线监测:线路设备运行后,一些较深隐性的缺陷就会慢慢显示出来,通过常规仪器的电气试验可以测得数据,但受季节和停电等因素影响,不便于准确发现问题,利用在线监测仪器能及时发现变化的数值,通过分析与研究参数变化情况,来判断线路设备是否达到临界值,从而有效杜绝线路设备因质量而引发事故。
  6.做好设备更新改造:设备运行长时间后,各种参数与性能就会下降,加速了设备老化,当不能再维持运行所需时,就要及时进行更换或是升级改造。
  结束语:
  配电线路跳闸原因不是单一的,可能是多种原因并存,因此在配电线路发生故障跳闸后,应认真分析跳闸原因,准确及时查找事故点,消除故障恢复送电。配电线路的安全运行,除设计按照典型规范,施工遵循架设标准,采购严把设备质量外,配网运维人员还应该根据实际情况和专业特点,加强业务技能培训与专业知识学习,提高业务技术和管理水平,同时还应加强员工的思想意识教育,提高工作责任心,认真执行运行规定,做到不缺项不漏项,及时发现和消除线路设备因外部环境和内部原因带来的安全隐患,保持线路始终处于良好的运行状态。
  作者简介:
  姓名:王立运,男,民族:汉,出生年月:1976年6月,职称:技师。
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