配網(wǎng)架空線路的故障分析及防范措施

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快,各產(chǎn)業(yè)對(duì)電能的需求量也大幅增加,對(duì)配網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提出了更高的要求。一旦配網(wǎng)架空線路發(fā)生故障,不僅影響供電企業(yè)的正常生產(chǎn),還對(duì)居民用電造成很大的不便。本文針對(duì)配網(wǎng)線路故障的常見(jiàn)類型及原因進(jìn)行了分析,并積極找出防范措施,對(duì)于提升配網(wǎng)線路的運(yùn)行質(zhì)量具有重要意義。

1配網(wǎng)架空線路的故障類型

1.1速斷故障

速斷故障一般出現(xiàn)在配網(wǎng)線路上端,由三相短路或兩相短路造成。速斷故障出現(xiàn)的主要原因有:線路充油設(shè)備(如油斷路器、電力電容器、變壓器等）短路、噴油,雨季雷電、暴風(fēng)雨的影響,樹(shù)木砸住導(dǎo)線等。

1.2過(guò)流故障

過(guò)流故障一般出現(xiàn)在線路下端,過(guò)流故障是由配網(wǎng)線路中電流超出線路保護(hù)閾值或三相短路、兩相短路造成。過(guò)流故障中發(fā)生較多的是兩相短路故障。過(guò)流故障出現(xiàn)以后,導(dǎo)致配電線路中的阻抗顯著降低,配網(wǎng)線路中的短路電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常情況下的運(yùn)行電流。

過(guò)流故障出現(xiàn)的主要原因與速斷故障出現(xiàn)的主要原因基本相同。在配電線路中,此類過(guò)流故障對(duì)電力系統(tǒng)中的線路設(shè)備及人員存在很大的安全威脅。

1.3單相接地故障

單相接地故障可能發(fā)生在配網(wǎng)線路的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)。單相接地故障出現(xiàn)的主要原因包括斷線、絕緣子被雷擊導(dǎo)致?lián)p毀、線下有樹(shù)木等等。單相接地故障是配電線路中最常出現(xiàn)的故障類型。以農(nóng)村10kV配網(wǎng)為例,其接地故障約占總故障的30%～50%。在每年中上旬,由于鳥(niǎo)類活動(dòng)較為頻繁,加上山區(qū)天氣多變,陰雨連綿,接地故障發(fā)生的頻率較高。除此之外,配電設(shè)備,諸如電纜、刀閘等因絕緣老化導(dǎo)致絕緣部分擊穿,或受到施工機(jī)械挖傷等外力破壞,導(dǎo)致配電設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)永久性損傷。接地故障最大的特點(diǎn)就是,當(dāng)某配網(wǎng)線路設(shè)備發(fā)生故障時(shí),該故障點(diǎn)相對(duì)于地面的電壓迅速變?yōu)?,這就導(dǎo)致非故障相的電壓迅速升高至線電壓,最終該相所帶電荷出現(xiàn)負(fù)電壓,如果線路長(zhǎng)時(shí)間以負(fù)電壓狀態(tài)運(yùn)行,超過(guò)配電設(shè)備的耐壓能力,將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)火災(zāi)事故。

查找單相接地故障點(diǎn)需要借助絕緣搖表,通過(guò)一段段對(duì)線路進(jìn)行排查才能找到故障點(diǎn)。在沒(méi)有無(wú)人機(jī)幫助的情況下,對(duì)于肉眼不可識(shí)別的故障點(diǎn),需要技術(shù)人員登桿對(duì)每個(gè)絕緣子逐一檢查,這項(xiàng)工作需耗費(fèi)大量時(shí)間。可以說(shuō),單相故障是較難查找出故障點(diǎn)的故障類型。

2配網(wǎng)架空線路故障防范措施

2.1根據(jù)當(dāng)?shù)爻０l(fā)天氣災(zāi)害制定防事故措施

(1）提升絕緣子防雷水平。絕緣子分為針式絕緣子和懸式絕緣子。實(shí)踐證明,懸式絕緣子在防雷水平上顯著優(yōu)于針式絕緣子。通過(guò)在配網(wǎng)線路中安裝懸式絕緣子,可以降低雷擊事故的發(fā)生概率。(2）在配網(wǎng)線路中安裝避雷裝置。該措施是一種非常經(jīng)濟(jì)有效的避雷措施,在配網(wǎng)線路已發(fā)生雷擊的地點(diǎn)安裝避雷裝置或者配備相應(yīng)等級(jí)的避雷器,可以降低雷擊帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。(3）在配網(wǎng)線路中安裝穿刺型防弧金具。該裝置安裝方便、密封性能好,且它的高壓電極與絕緣導(dǎo)線緊密接觸,能夠耐受多次的電弧燒灼,其運(yùn)行安全性、可靠性強(qiáng)。

2.2加強(qiáng)對(duì)配網(wǎng)線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修管理

(1）對(duì)配網(wǎng)線路的設(shè)備進(jìn)行定期檢查,提高配網(wǎng)線路及其設(shè)備的運(yùn)行安全可靠性。將老化設(shè)備記錄在案,上報(bào)更換,以避免因設(shè)備老化造成安全事故。(2）當(dāng)配網(wǎng)線路出現(xiàn)故障時(shí),其維護(hù)與檢修步驟是:先對(duì)配網(wǎng)線路進(jìn)行分析,確認(rèn)最可能發(fā)生故障的配網(wǎng)線路路段,然后人、機(jī)同時(shí)查找故障。查找故障過(guò)程中,需要特別針對(duì)雷區(qū)線路排查。故障點(diǎn)排查出來(lái)后,由相關(guān)人員進(jìn)行維修。(3）運(yùn)行與檢修人員要加強(qiáng)對(duì)一般線路的巡視。一般線路巡視可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)速生樹(shù)木的生長(zhǎng)情況、絕緣子情況。斷線故障基本是不可預(yù)知的,但斷線也是最明顯的故障,因此只要巡檢人員仔細(xì)巡查,就能及時(shí)處理此類斷線故障。

2.3提高運(yùn)行與檢修人員綜合素質(zhì)

(1）定期開(kāi)展知識(shí)講座和專業(yè)技能培訓(xùn),建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,充分調(diào)動(dòng)運(yùn)行與檢修人員的工作積極性。(2）在引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備的同時(shí),要對(duì)老員工講解設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能等知識(shí),使他們從更深層面上了解設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程。

2.4在用戶層面上加強(qiáng)管理工作

配網(wǎng)運(yùn)行與檢修人員要加強(qiáng)用戶的電網(wǎng)設(shè)備管理工作,對(duì)用戶設(shè)備的管理不能放松。對(duì)于重大配網(wǎng)電氣設(shè)備的缺陷要能及時(shí)下發(fā)通知書,向用戶詳細(xì)闡述設(shè)備故障對(duì)居民和生產(chǎn)生活帶來(lái)的危害,使他們提高警惕,防范居民用電事故的發(fā)生。用戶用電管理層面最重要的是改善用戶電力設(shè)備的運(yùn)行水平,如果出現(xiàn)故障,要及時(shí)處理并報(bào)送政府安全部門。

3案例分析

3.1案例介紹

以2017年上半年某10kV區(qū)鎮(zhèn)乙線516的線路設(shè)備為例。該線路全線屬于山區(qū),線路全長(zhǎng)約45.502km,變壓器總數(shù)量為43臺(tái),其中公變17臺(tái),專變26臺(tái),混泥土電桿的數(shù)量為260基,鐵塔數(shù)量為7座。該線路在2017年上半年總共跳閘11次。

3.2原因分析

當(dāng)配網(wǎng)線路發(fā)生跳閘事故,可以將配網(wǎng)故障類型作為判斷故障點(diǎn)位置的一個(gè)有效參考,對(duì)于快速定位、查找真實(shí)的故障地點(diǎn)和減少人員不必要的勞動(dòng),具有十分重要的指導(dǎo)作用。在實(shí)際配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)與檢修工作中,部分運(yùn)行與檢修人員對(duì)保護(hù)定值的相關(guān)知識(shí)不熟悉,缺乏對(duì)故障位置的預(yù)測(cè)能力,確實(shí)也出現(xiàn)過(guò)盲目指揮的情況。

通過(guò)筆者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的檢查和記錄,對(duì)該段配網(wǎng)線路進(jìn)行了一次全面的、徹底的清障工作,并對(duì)出現(xiàn)數(shù)次跳閘的原因進(jìn)行了以下分析:

(1）由于山區(qū)線路存在普遍的速生林線障問(wèn)題、雷擊問(wèn)題,因此推測(cè)跳閘事故的發(fā)生可能與當(dāng)?shù)靥鞖鉃?zāi)害有關(guān)。(2）針對(duì)跳閘狀況,其直接原因就是與開(kāi)關(guān)性能有關(guān),跳閘事故的發(fā)生與配網(wǎng)線路使用的開(kāi)關(guān)設(shè)備有關(guān)。(3）配網(wǎng)線路跳閘還有一個(gè)原因就是電路中的電流超過(guò)閾值,為保護(hù)配網(wǎng)線路,開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合。

3.3解決措施

(1）針對(duì)山區(qū)線路普遍存在的速生林障礙以及雷擊事故頻發(fā)的狀況,將該配網(wǎng)線路的每個(gè)公變的避雷器更換為懸式避雷器。懸式避雷器能夠有效減少該配網(wǎng)雷擊事故的發(fā)生。(2）針對(duì)配網(wǎng)線路中的電流超過(guò)閾值,申請(qǐng)?jiān)谂渚W(wǎng)線路設(shè)備中新增兩臺(tái)高壓斷路器,充分保護(hù)配網(wǎng)線路,防止過(guò)流現(xiàn)象發(fā)生。(3）針對(duì)配網(wǎng)線路開(kāi)關(guān)做出的判斷,將全段配網(wǎng)線路開(kāi)關(guān)更換為自動(dòng)化開(kāi)關(guān),能夠更有效地減少跳閘事故的發(fā)生。(4）為了保證配網(wǎng)線路的良好運(yùn)行,定期每?jī)蓚€(gè)月有針對(duì)性的對(duì)殘舊配網(wǎng)線路進(jìn)行巡視檢查,以期能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障,并排查故障。

3.4解決效果

2R17年6月至2R17年底,該配網(wǎng)線路的跳閘次數(shù)(瞬時(shí)跳閘重合閘成功、故障跳閘半小時(shí)以內(nèi)送電不計(jì)入跳閘次數(shù)）為4次。2R18年至今未有跳閘記錄。由此可見(jiàn),針對(duì)該地區(qū)全段配網(wǎng)線路跳閘做出的原因分析與解決措施是可靠可行的,該配網(wǎng)線路的安全性與可靠性得到了保障。

4結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)是連接電力系統(tǒng)與用戶的橋梁,其運(yùn)行情況直接影響了居民用電質(zhì)量以及企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)。運(yùn)行與檢修管理人員應(yīng)當(dāng)充分重視配網(wǎng)故障出現(xiàn)的原因,在理論中尋找解決手段,在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積極運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)手段,優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu),預(yù)防配網(wǎng)故障的發(fā)生,提高配網(wǎng)線路運(yùn)行的安全性與可靠性,更好地保證電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行。