农村10kV配电网故障原因分析及预防措施

农村10kV配电网故障原因分析及预防措施

王圣

广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000

摘要：10kV配电网大量分布在农村地区,存在线长、面广、维护量大等特点。相对35kV及以上电网,各类故障发生较多,直接后果引起停电、降低供电可靠性,影响人民群众日常生活,严重时会损坏电力设备、引起电气火灾等,带来较大的经济损失。因此,有必要对农村10kV配电网故障原因进行分析并采取预防措施,提高配电网健康运行水平。

关键词：10kV电缆；故障原因；处理步骤；措施

10kV配电网广泛分布在农村地区，具有分布广泛、维修难度大等特点。相对于35kV电网中的各种故障，10kV配电网的故障更直接的后果是导致线路停电，降低供电可靠性，影响人们的日常生活，严重时会造成电力设备瘫痪和电气火灾，进而造成的巨大经济损失。因此，有必要对农村10kV配电网的运行水平进行分析和采取预防措施。

1.10kV配电网故障中的电缆因素

1.1电缆机械性破坏

由于机械损伤造成的10kV电缆故障经常出现，在日常维护过程中一些相对较小的机械损伤是难以及时发现和处理的。这些表面的损伤是整个配电网正常运行的主要安全隐患。造成电缆机械性破坏的主要原因是:电缆的施工安装过程中的过度弯曲。安装时未按要求完成保护措施，造成电缆桩基础碰撞而损坏，或因机械牵引力引起电缆的公差范围增大，造成电缆弯曲损坏。电缆受外力的直接作用而损坏。在铺设电缆通道、道路施工、房屋建造、机器和设备的挖掘直接破坏电缆。

1.2雷害事故

农村10kV配电网络覆盖面积较大，主要分布在地势较高的地区，线路周围暴露在外的高层建筑较少，由于防雷设施不完善、绝缘水平和防雷水平低，每年都易导致配电网络被雷击。常见的现象有绝缘子破裂或爆裂、断线、避雷器爆裂等。其主要原因包括：(1)绝缘子的质量不合格或存在缺陷。在雷击中容易引起10kV导线接地或相间短路。(2)10kV导线防雷措施不足。农业区域的网络地势开阔,很容易遭受雷击,而10kV线路一般没有避雷针,特别是在农村地区，10kV线路往往是在空旷的土地上设置的，在雷雨天气中容易被闪电击中。农网线路所处区域空旷易招雷击,而10kV线路一般没有避雷线,线路直击雷或感应雷过电压就会在线路设施薄弱之处寻找出路,造成损害。(3)接地不合格。接地装置处于失修状态，地下连接部件被腐蚀，使接地电阻不能满足要求，放电容量较低，闪电电流不能快速流向地面，残余电压高。

1.3电缆绝缘护套由于老化而产生变质情况

电缆绝缘保护套是保障电缆安全工作的重要组成部分，但在使用过程中由于外界的影响，导致绝缘电缆由于介质气体的影响而造成电缆绝缘介质性能的下降。绝缘介质的腐蚀破坏，尤其是接触化学物质后，对电缆质量的保护是非常不利的。此外，环境温度过高会加速电缆老化，随着寿命周期的延长，电缆过热往往是一种潜在危害，会加速电缆绝缘介质的损伤。

1.4自身出现故障的原因

出现故障的主要原因为击穿主绝缘而引发的故障。主要原因有以下几点,第一、绝缘质量。一般是指绝缘的质量不符合相关要求,绝缘的质量主要是受施工、制造及设计等各方面因素的影响；第二、设计失误。一般是指在对电力电缆进行设计时,选取的电力电缆没有达到电压等级或者是载流量的要求；第三、制造不良。在对电力电缆进行制造时,基于对其的制造不良而导致绝缘质量的低下；第四、绝缘伤害。一般情况下是在运输及施工过程中碰伤电力绝缘而导致的。这种原因是导致电力绝缘的质量不能够达到相关要求的主要原因。第五、绝缘受潮。绝缘受潮会引起绝缘老化而造成绝缘被击穿,进而导致接地或者是相间短路的故障。

2.配网运行过程中主要的故障及其安全隐患

2.1变压器

配网运行时对变压器操作过程中的故障：对变压器的操作是配网运行操作中最常见的一种操作，有的线路没有按规范安装架设,交叉跨越距离不够；有的架空线路电线间距太小、档距过大、电线松弛,有可能发生两线相碰；有的线路绝缘子安装前未逐片摇测绝缘和抽样进行交流耐压试验,绝缘爬距不够等。在切合空载变压器时，经常会出现变压器空载电压升高从而导致变压器绝缘遭到损坏的现象。防范措施：在对变压器进行操作的过程中应时刻注意，避免因为操作疏忽而造成的严重后果。为了避免产生操作过电压，变压器采用了中性点接地的方式。对于变压器中性接地点倒闸的过程要求：当多台变压器同时运行在不同的母线上时，为了防止出现因为母联开关跳开而产生的母线不接地现象，在对变压器进行布置时，要求每一条母线上应该有一台变压器的中性点一直保持直接接地的状态。当变压器的低压侧也配有电源时，为了防止因高压开关跳闸而引起的对中性点的破坏，变压器的中性点也必须保持直接接地的状态。为了有效地降低变压器空载电压的升高，经常会采取投入电抗器、降低送端电压和有载调压变压器分接头等方法。

2.2母线倒闸操作

母线操作的潜在故障主要表现在以下几方面:（1）在对母线进行操作的过程中，由于操作过程的不规范，导致出现带负荷操作的现象，这种现象的产生也是引发安全事故的原因之一。（2）继电保护装置或其他自动装置操作不正确或不规范而导致的隐患。（3）在对空载的母线进行充电的过程中，也存在着许多安全隐患，例如电感式电压互感器与开关断口电容之间形成串联谐振的隐患。

2.3直流回路

直流回路操作是配网运行的常见操作，如果操作方法不正确，将会导致安全隐患。直流回路正确操作应满足以下条件：（1）在运行中需要停止使用直流电源时，应先停用保护出口连接片，再停用直流回路，恢复时顺序相反。（2）取下直流控制熔断器的时候，应按照先取出正极、后取负极的操作顺序；装上控制熔断器时，应先装负极、后装正极。（3）断路器送电操作中，熔断器应在安全措施拆除前装上。（4）断路器停电操作中，先确认是否拉开开关和做好了安全措施，再取下熔断器。在配网运行中，以上潜在的故障构成配网运行的隐患，若不能得到有效的预控，将会导致安全事故的重复发生。当然，除了一次设备的隐患点之外，二次设备也存在隐患和故障。二次设备是对一次设备起到监视、测量、控制和调节的辅助设备。

3.提高配网供电运行可靠性的措施

3.1外力环境下对其采取的主要措施

一些道路建设、土地开挖的过程中,也会在不同程度上损害10kV配电网设备。所以,需要在一些比较明显的的位置,设置多个警告牌,与此同时,还需要加强巡视人员的工作意识,一旦发现一些可能损坏10kV配电网的施工现场,必须及时警告,追加处罚。保护接地是当前低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施,是为防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。严格按期检查测量10kV配电网接地装置的接地电阻,不合格的给予整改,保证线路接地电阻值不大于10Ω,与1kV以下设备共用的配变台架接地装置接地电阻不大于4Ω。要对高压熔断器、SF6开关、真空开关等正确设置动作电流,确保故障时动作。在配变运行中,须严格按额定容量配装高、低压熔断器,平时做好负荷测量工作,及时采取相应对策,如调整负荷平衡、增容等。

3.2做好预防性试验工作

绝缘应严格按照与直流耐压试验、导线电阻测试试验、铜屏蔽试验、衬层绝缘电阻试验、等有关规定进行。采用避雷针或避雷线,并加强杆塔和避雷线的接地,合理设置避雷器保护,安装性能好的金属氧化物避雷器,注意降低避雷器的接地电阻,每年在雷雨季节前应定期进行避雷器预防性试验等。直流耐压试验主要是检查绝缘体是否破损、机械损伤等。因此，在这个测试中，每年至少要进行一次测试，并且在修复故障之后进行一次测试，除此之外，重新安装的时候将进行一个试验，以确保安全的运行。

配网运行设备的短路故障对配网设备以及线路造成极大的影响，对这类故障的维护主要是在线路上以及配网运行设备上安装短路保护装置，例如，在变压器的低压侧采用空气断路器、在变压器的高压端采用跌落式的熔断器等，这里需要注意的是，在使用熔断器时需要选择适当的熔丝，其规格要根据配网运行设备的实际情况来选择，确保在发生短路故障时，熔断器的熔丝能快速的熔断，这样才能起到很好的保护作用。另外，在配网运行设备存在的过电压故障维护的过程中，需要在变压器的两端加装避雷设施，尤其是在雷雨季节和空旷地区，需要工作人员必须做好配网运行设备的维护工作，避免配网设备受到过电压的影响而造成事故的扩大化，影响到电力系统的正常运行。

3.结语

10kV配网的准备可以说是一个非常困难的和冗长的任务,在实际的操作中要理论与实践相结合,根据问题做具体分析,并对失败的原因做出合理有效的预防措施,确保线路的正常运行和电力设备的正常使用,减少因故障问题而影响人民的日常生活。

参考文献:

［1］郑永奇．线路外力故障分析及防范［J］．供电企业管理，2006，(5)．

［2］朱杰，孙楷淇．浅谈10kV配网电力运行的有效管理模式［J］．国内电力教育，2010，(10)．

［3］陈宝怡．浅谈线路的故障原因与提高运行可靠性的途径［J］．制造业自动化，2010，(9)．