配网架空线路的故障分析及防范措施

引言

随着我国经济发展速度的不断加快,各产业对电能的需求量也大幅增加,对配网的安全可靠运行提出了更高的要求。一旦配网架空线路发生故障,不仅影响供电企业的正常生产,还对居民用电造成很大的不便。本文针对配网线路故障的常见类型及原因进行了分析,并积极找出防范措施,对于提升配网线路的运行质量具有重要意义。

1配网架空线路的故障类型

1.1速断故障

速断故障一般出现在配网线路上端,由三相短路或两相短路造成。速断故障出现的主要原因有:线路充油设备(如油断路器、电力电容器、变压器等）短路、喷油,雨季雷电、暴风雨的影响,树木砸住导线等。

1.2过流故障

过流故障一般出现在线路下端,过流故障是由配网线路中电流超出线路保护阈值或三相短路、两相短路造成。过流故障中发生较多的是两相短路故障。过流故障出现以后,导致配电线路中的阻抗显著降低,配网线路中的短路电流远远大于正常情况下的运行电流。

过流故障出现的主要原因与速断故障出现的主要原因基本相同。在配电线路中,此类过流故障对电力系统中的线路设备及人员存在很大的安全威胁。

1.3单相接地故障

单相接地故障可能发生在配网线路的任何一个节点。单相接地故障出现的主要原因包括断线、绝缘子被雷击导致损毁、线下有树木等等。单相接地故障是配电线路中最常出现的故障类型。以农村10kV配网为例,其接地故障约占总故障的30%～50%。在每年中上旬,由于鸟类活动较为频繁,加上山区天气多变,阴雨连绵,接地故障发生的频率较高。除此之外,配电设备,诸如电缆、刀闸等因绝缘老化导致绝缘部分击穿,或受到施工机械挖伤等外力破坏,导致配电设备经常出现永久性损伤。接地故障最大的特点就是,当某配网线路设备发生故障时,该故障点相对于地面的电压迅速变为0,这就导致非故障相的电压迅速升高至线电压,最终该相所带电荷出现负电压,如果线路长时间以负电压状态运行,超过配电设备的耐压能力,将会导致设备损坏,严重时会引发火灾事故。

查找单相接地故障点需要借助绝缘摇表,通过一段段对线路进行排查才能找到故障点。在没有无人机帮助的情况下,对于肉眼不可识别的故障点,需要技术人员登杆对每个绝缘子逐一检查,这项工作需耗费大量时间。可以说,单相故障是较难查找出故障点的故障类型。

2配网架空线路故障防范措施

2.1根据当地常发天气灾害制定防事故措施

(1）提升绝缘子防雷水平。绝缘子分为针式绝缘子和悬式绝缘子。实践证明,悬式绝缘子在防雷水平上显著优于针式绝缘子。通过在配网线路中安装悬式绝缘子,可以降低雷击事故的发生概率。(2）在配网线路中安装避雷装置。该措施是一种非常经济有效的避雷措施,在配网线路已发生雷击的地点安装避雷装置或者配备相应等级的避雷器,可以降低雷击带来的经济损失。(3）在配网线路中安装穿刺型防弧金具。该装置安装方便、密封性能好,且它的高压电极与绝缘导线紧密接触,能够耐受多次的电弧烧灼,其运行安全性、可靠性强。

2.2加强对配网线路的运行维护与检修管理

(1）对配网线路的设备进行定期检查,提高配网线路及其设备的运行安全可靠性。将老化设备记录在案,上报更换,以避免因设备老化造成安全事故。(2）当配网线路出现故障时,其维护与检修步骤是:先对配网线路进行分析,确认最可能发生故障的配网线路路段,然后人、机同时查找故障。查找故障过程中,需要特别针对雷区线路排查。故障点排查出来后,由相关人员进行维修。(3）运行与检修人员要加强对一般线路的巡视。一般线路巡视可以及时发现速生树木的生长情况、绝缘子情况。断线故障基本是不可预知的,但断线也是最明显的故障,因此只要巡检人员仔细巡查,就能及时处理此类断线故障。

2.3提高运行与检修人员综合素质

(1）定期开展知识讲座和专业技能培训,建立奖励机制,充分调动运行与检修人员的工作积极性。(2）在引进新技术、新设备的同时,要对老员工讲解设备的结构参数、性能等知识,使他们从更深层面上了解设备的运行过程。

2.4在用户层面上加强管理工作

配网运行与检修人员要加强用户的电网设备管理工作,对用户设备的管理不能放松。对于重大配网电气设备的缺陷要能及时下发通知书,向用户详细阐述设备故障对居民和生产生活带来的危害,使他们提高警惕,防范居民用电事故的发生。用户用电管理层面最重要的是改善用户电力设备的运行水平,如果出现故障,要及时处理并报送政府安全部门。

3案例分析

3.1案例介绍

以2017年上半年某10kV区镇乙线516的线路设备为例。该线路全线属于山区,线路全长约45.502km,变压器总数量为43台,其中公变17台,专变26台,混泥土电杆的数量为260基,铁塔数量为7座。该线路在2017年上半年总共跳闸11次。

3.2原因分析

当配网线路发生跳闸事故,可以将配网故障类型作为判断故障点位置的一个有效参考,对于快速定位、查找真实的故障地点和减少人员不必要的劳动,具有十分重要的指导作用。在实际配网运行维护与检修工作中,部分运行与检修人员对保护定值的相关知识不熟悉,缺乏对故障位置的预测能力,确实也出现过盲目指挥的情况。

通过笔者对现场配网相关设备的检查和记录,对该段配网线路进行了一次全面的、彻底的清障工作,并对出现数次跳闸的原因进行了以下分析:

(1）由于山区线路存在普遍的速生林线障问题、雷击问题,因此推测跳闸事故的发生可能与当地天气灾害有关。(2）针对跳闸状况,其直接原因就是与开关性能有关,跳闸事故的发生与配网线路使用的开关设备有关。(3）配网线路跳闸还有一个原因就是电路中的电流超过阈值,为保护配网线路,开关自动闭合。

3.3解决措施

(1）针对山区线路普遍存在的速生林障碍以及雷击事故频发的状况,将该配网线路的每个公变的避雷器更换为悬式避雷器。悬式避雷器能够有效减少该配网雷击事故的发生。(2）针对配网线路中的电流超过阈值,申请在配网线路设备中新增两台高压断路器,充分保护配网线路,防止过流现象发生。(3）针对配网线路开关做出的判断,将全段配网线路开关更换为自动化开关,能够更有效地减少跳闸事故的发生。(4）为了保证配网线路的良好运行,定期每两个月有针对性的对残旧配网线路进行巡视检查,以期能够第一时间发现故障,并排查故障。

3.4解决效果

2R17年6月至2R17年底,该配网线路的跳闸次数(瞬时跳闸重合闸成功、故障跳闸半小时以内送电不计入跳闸次数）为4次。2R18年至今未有跳闸记录。由此可见,针对该地区全段配网线路跳闸做出的原因分析与解决措施是可靠可行的,该配网线路的安全性与可靠性得到了保障。

4结语

配网是连接电力系统与用户的桥梁,其运行情况直接影响了居民用电质量以及企业的生产活动。运行与检修管理人员应当充分重视配网故障出现的原因,在理论中寻找解决手段,在实践中总结经验,积极运用新的科学技术手段,优化配网结构,预防配网故障的发生,提高配网线路运行的安全性与可靠性,更好地保证电力系统的安全、经济和稳定运行。