10kV电力线路故障原因分析
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引言
铁路电力是铁路运输及生产设备的动力保障，铁路电力工作是铁路运输的重要组成部分，其主要任务是：为铁路运输提供可靠的电力供应，不断提高供电质量，满足铁路运输生产需要。因此，根据电力线路的实际运行状况，对所发生的10kv线路事故进行分类分析，找出存在的薄弱点，及时发现缺陷和故障并采取防范措施，对保证电力线路的正常运行具有重要意义。
110kV电力线路的常见故障
电力线路在运行的过程中，较为常见的故障有断线、倒杆、绝缘击穿、闪络、异物搭落在导线上等。在不同季节，发生的故障情况有所不同。冬季，气温低，导线弛度缩小，拉力增大或导线覆冰，使荷载加重容易发生断线。在上述情况下再遇大风，导线振动加剧，断线事故更多。夏季，气温高，导线弛度大，遇有大风易发生混线；雷雨天，线路落雷，击毁瓷绝缘，造成线路接地事故。春秋季，多雾，易发生烧电杆、横担及瓷瓶闪落事故。按故障结果分类可分为如下几类故障。
1）电力设备引起的线路故障
变配电设备故障，变配电设备本身故障或操作不当导致弧光短路；避雷器、跌落开关、隔离开关、柱上开关损坏或击穿后形成线路停电故障；绝缘子破裂、污秽，导致接地或闪络、放电、绝缘电阻降低，落后的旧设备，易出故障；因线路导线断线或跳线断开搭到铁横担上引发的线路故障。
2）自然灾害方面的因素引起的10kV电力线路故障
大雪、冰冻、大风、大雨对10kV线路和设备也可以造成重大的直接危害；雷击事故，造成绝缘子击穿或爆裂、断线、避雷器爆裂等。
3）树木方面的因素引起的10kV电力线路故障
树障清理不及时、不到位、不规范，使线路隐患不能够及时清理；随着绿化进入高速发展，对供电力线路带来的影响，不容忽视；农村实施植树造林，有的农户将树木和经济作物种植在10kV电力线路下面，对线路带来一定的影响；10kV线路设计不合理，为了方便施工而导致走向不合理，线路穿插在树林之中，这对线路也有一定的影响。
4）外界破坏方面的因素引起的10kV线路故障
许多线路架设在煤场内、城乡公路边等，车辆违章撞倒电杆，造成倒杆、断杆，车辆违章超高装载刮断导线等；基建施工时，对电力线路造成的破坏；原来位于空旷地带中的电力线路被逐步发展的城乡建筑物包围，使线路安全处于不可控状态；导线悬挂彩带、风筝线、塑料袋等异物，对电力线路的安全运行造成了隐患；动物危害，如鸟类、鼠、猫、蛇等动物爬、落到电力设备上造成相间短路；盗窃引发的变压器损坏、倒杆、倒塔等事故。
5）管理方面的因素引起10kV电力线路故障
运行管理中影响线路安全的主要因素是巡视不到位，未能及时发现设备缺陷及导线在运行中磨损、断股等缺陷；运行管理中消缺不及时，主要表现在消缺管理流程不完善不详尽、检修质量不高、责任考核不落实。由于管理上存在薄弱环节，使一般缺陷得不到及时消除从而扩大为重大缺陷，直至设备、线路发生故障。
2电力线路故障区段的确定和故障查找
随着自动化技术的提高和远动设备的投入使用，查找故障区段的速度也越来越快，这为提高电力设备的供电可靠性、缩短故障查找时间提供了技术条件。电力调度和车间负责人接到线路故障的报告以后，应迅速与相关配电室、电力工区配合，分别用分段式送电的方法查找和切除线路故障区段。有远动设备的线路，电力调度可直接运用远动设备，采用分段式送电的方法查找和切除故障区段，对没有故障区段尽快恢复供电。远动或当地拉路试验时，相关配电室应密切配合、精力集中、认真核对、复诵分合闸命令，防止相邻所带地线合闸或两侧送电“顶牛”现象的发生。当配电室开关跳闸以后，保护装置发出指示信号，值班员应根据指示信号判明跳闸类别（速断、过流、失压）。实现电脑微机保护以后，电脑显示屏可弹出“时间通知”栏，告知值班员跳闸线路开关及跳闸类别，值班员认真阅读后，检查所内设备运行情况，并应立即向上级电力调度和车间负责人报告。配电室断路器的跳闸有以下几种类型：
1）单独一路出线的跳闸；
2）同一区段相邻配电室间自闭、贯通线几乎同时跳闸；
3）配电室内同一段母线所带馈线全部跳闸；
4）单电源配电室进线跳闸；
5）双电源配电室进线跳闸。在工控机中调阅故障参数进行查找。线路发生故障后，微保装置动作，显示屏弹出时间告知栏，并伴有音响语音提示。“事件通知栏”显示开关动作的时间、名称及开合情况。（各工控机故障提示方式因厂家不同而略有不同）若是跳闸则同时显示开关动作的电流，一般情况，工控机会记录故障瞬间的电压、电流、功率等技术数值，并有波形记录。对于动作电流，可作为判断故障距离的参考，一般情况下，电流大时，故障距离较配电室近，反之距离较远，同时查看负荷曲线，有大的波动。配电值班员、电力工区负责人应熟练掌握工控机的数据查阅方式、方法，配电值班员应详细准确的在第一时间里将故障。
2显示信息报告给抢修负责人和调度
2.1接地故障的查找
10kV电力系统属于小电流接地系统，当线路发生单相接地时，配电室发出预告音响提示配电值班员，同时微保装置显示故障信号。发生单相接地时，由于电压互感器中性点向接地相偏移，致使接地相的电压降低，其余两相升高，当金属接地时，该两相电压与线电压相等。然后利用接地故障确定接地故障回路。即：听音响、看显示信号、观察电压变化、确定故障回路。单相接地是10kV电力线路最常见的故障，查找时应采用线路分段拉闸的方法进行查找，即在线路上分区段拉开真空短路器，看配电室显示故障是否消失，最终确定故障区段，进行查找处理。当确定接地故障区段后，应进行巡视检查。造成接地故障的原因比较多，因此巡线时应认真仔细，即使如此，有些接地点仍很难或无法用巡线的办法查找到，比如瓷瓶绝缘体内部击穿，避雷器内部间隙绝缘破坏，此时必须要借助摇表分耐张段对接地相进行测量检查。
2.2断线故障的查找
此类故障也是常见故障，但查找相对较为容易。一般情况下，单相断线会伴随着接地故障发生，此种情况下，相关配电室会有报警显示。但当发生单相断线而未造成接地故障时，很难在第一时间里发现，总是通过相关负载点的通报才了解。此时，可以根据断线对负载的影响范围判断出是主线断线还是分支线断线，并进一步采取措施进行抢修。单相断线一般发生在导线的物理接头以及线路的开关处。比如高压保险单相熔断，高压开关单相触头断开等。
2.3短路故障的查找
相间短路故障也比较常见，同时此故障对设备的危害性也是最大的。相间短路后，将会产生特别大的短路电流，尤其是高压设备短路，短路瞬间造成相间短路的情况主要有：大档距线路有可能在自然力的作用下发生混线；在弛度不均匀的档距内，导线间有可能因振动幅度不一而发生相间击穿空气造成短路。另一种更加严重的短路情况即高一级的电压串入次一级电压等级的线路。比如27.5、35、110kV电压串入10kV线路中，这种情况下一般是在瞬间发生，即使这样也对10kV电力系统有较大的伤害，比如击穿绝缘（包括支持体、测量体、变压体绝缘），破坏系统。
2.4电缆线路故障的查找
电缆线路因其显而易见的优点在近年来得到了长足发展，但电缆线路出现故障后的查找和排除难度都较架空线路大。电缆线路常见故障有：接头处接触不良甚至断线；单相接地闪烙；相间短路。它的故障查找方法除径路巡视外，基本都要用到摇表、电缆故障探测仪。
2.5信号电源故障的处理
目前，信号机械供电方式为集中式供电。由贯通、自闭两路电源供电，若一路发生故障时自动切换装置动作，由另一路电源供电。当信号机械室无电时，电力抢修人员不易检修和移动电力设备，包括与故障点无关的设备，做好记录并向段电力调度和车间负责人报告，电务人员在场时，可将测试结果向有关人显示。若分界点无电时，应立即检查接触器、开关及变压器配电箱装置和变压器一次侧熔断器。按照先通后复的原则，先恢复一路供电，然后再恢复另一路供电。
3电力线路故障防范措施
从分析可知，10kV电力线路故障的原因多种多样，导致技术上解决的难度增大，这对10kV电力线路设计、建设、运行、维护等工作提出了更高的要求。针对导致电力线路故障停电的原因，应该从以下几个方面采取防范措施：
1）做好运行维护、提高设计标准，抗击自然灾害破坏
设立应急预警机制，制订相应的应急预案，指导事故抢修工作的开展；增加特殊气象条件下的巡视检查，防汛、防雷、防风、防冻、防雪，发现缺陷应及时处理；新建线路或设备更新时，在充分了解、掌握当地气象和水文资料的基础上提高线路设计水平，新设计要满足线路、设备所在地水、风和冰冻灾害破坏的标准。
2）提高线路和设备的施工质量和线路运行维护水平
在线路和设备施工过程中，密切与施工和监理单位联系、沟通，发现问题及时协调解决；加强工程施工监督力度，强化施工监理工作，严把监理关，不能使监理流于形式；加强线路工程和新投设备的验收工作，验收确认施工质量和设备质量性能达到技术质量指标要求后方可投入运行；采用现代新型带电监测装备如红外测温、局放测试等，强化日常维护，及时发现带病设备并尽早更换；做好缺陷管理，对一般、重大、紧急各等级缺陷要做到及时消缺。
3）针对自然灾害、天气等因素采取的防范措施
对10kV电力线路加固，增设防风拉线，加固杆塔基础，对环境因素恶劣的特殊区域应加设防冰冻、防大雪、防倒树的多方向、多条拉线。根据线路所在区域的具体环境情况增设耐张杆塔，增设孤立耐张段，不能仅仅局限于设计规范和标准。提高绝缘子的耐压水平。线路避雷器既经济又非常实用有效。为了提高线路的耐雷水平，在变电站10kV出线端和雷击严重地段的线路上装设自脱式避雷器或防雷金具，在变压器高低压侧装设相应电压等级的避雷器。穿刺型防弧金具的高压电极与绝缘导线紧密接触，可耐受多次电弧烧灼，具有运行安全可靠，且安装方便，密封性能好的特点，在线路设计及生产运行中应多加采用。要定期检测接地网电阻，确保接地网的接地电阻符合规范要求。加强气象部门的联系沟通，积累气象资料和故障资料，灾害气象条件来临时，提前采取防范措施，最大限度地避免和减少气象灾害所造成的损失。
4）针对破坏因素采取的防范措施
加强对10kV电力线路的巡视，及时清理整顿防护区内危及线路安全运行的树木，保证线路通道符合规程要求。针对难以纠正或拆除的危及线路安全的违章建筑，先进行解释、劝阻并下发隐患通知书。对于解释劝阻无效的可根据电力设施相关法规，通过法律途径加以解决。为防止或减少车辆碰撞杆塔事故，对位于交通道路两侧的杆塔，应在杆塔上涂醒目的反光漆，并在拉线上加套反光标志管，有条件的情况下加设防撞墩或防撞杆，并刷上反光漆。大力宣传《电力法》、《电力设施保护条例》等法规，增强群众守法意识和自觉保护电力设施的自觉性。健全线路杆塔、埋地电缆警告牌、标志牌等设施的悬挂设置工作。在宣传《电力法》的基础上，通过执法系统加大对外力破坏特别是对盗窃电力设施行为的打击力度。经常与规划、城建、土管等部门联系，加强沟通，配合做好安全生产中的规划、设计、施工等工作，不留电力事故隐患。
5）防小动物措施。
对于10kV电力线路杆塔和户外运行的开关、台架式变压器，应采取如下措施防止小动物造成线路故障：户外设备外露接头如变压器套管接头、开关套管接头、刀闸触头、避雷器引线接头等必须加装绝缘护套；杆塔引下线、跳线应采用绝缘导线，防止老鼠攀爬横担导致放电；将杆塔或台架变压器周边垃圾清理干净，改善设备运行环境，减少污秽污染；在配电房门口安装防鼠挡板、放置粘鼠胶，对线缆进出口进行封堵等防止小动物进入配电房；环绕杆身贴上反光纸、同时加高杆塔基础水泥平台以防老鼠攀爬，杆塔顶部吊挂醒目物件防鸟类筑巢等。
4结语
10kV线路分支线多而复杂，供电半径长、大多为放射式供电线路。虽然经过多年改造线路抗事故能力得到显著提高，但10kV线路故障仍时有发生。详细了解10kV电力线路故障的原因并采取相应的防止措施，以求提高10kV电力线路的安全运行水平，提高供电可靠性。
作者：苏桂枝 单位：大秦铁路股份有限公司大同西供电段
