10kV配電線路故障率的分析和防范措施

10kV配電線路故障率的分析及防范措施———以沿海地區(qū)10kV配電線路為例摘要：本文以沿海地區(qū)10kV配電線路常見運(yùn)行事故為例，主要分析了沿海鹽霧密集、臺(tái)風(fēng)頻發(fā)、空氣潮濕、污閃嚴(yán)重、線路容量壓力大和外力破壞等影響線路故障率的因素，提出了一些提高配電線路運(yùn)行可靠性的措施與對(duì)策，希望對(duì)加強(qiáng)該地區(qū)的10kV配電網(wǎng)的運(yùn)行管理與維護(hù)有一定的參考意義。關(guān)鍵字：10kV配電線路；線路故障率；防范措施前言據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，10kV配電線路的故障率約占全電網(wǎng)故障率的70％，而就當(dāng)前沿海地區(qū)的10kV配電線路而言，設(shè)備的總體運(yùn)行質(zhì)量和供電可靠性均不夠高。其主要原因是10kV配電線路傳送范圍廣、線路情況復(fù)雜，容易受外部因素的影響，再加上沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)天氣多、雨季期長(zhǎng)、空氣潮濕、鹽霧密集的自然環(huán)境以及該地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)線路負(fù)荷大且配電線路設(shè)備、設(shè)施質(zhì)量良莠不齊，一定程度上影響了配電線路的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。鑒于此對(duì)10kV線路故障率的影響因素分析如下。110kV故障率影響因素分析1.1鹽霧的危害沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)天氣多，海風(fēng)大，海風(fēng)會(huì)引起海水劇烈沖擊、震蕩，致使大量海浪粒子被帶入空氣中，隨著水分蒸發(fā)形成體積極小的鹽粒，鹽粒隨風(fēng)飄散開來便形成了鹽霧。鹽霧對(duì)配電線路的危害主要有三個(gè)方面：一是鹽霧在電力線纜表面沉積會(huì)發(fā)生電離腐蝕而引起導(dǎo)線的斷股、硬化和脆弱，最終導(dǎo)致斷線故障；二是鹽霧沉積在瓷絕緣子表面，會(huì)被強(qiáng)電場(chǎng)電離，形成導(dǎo)電性薄膜，產(chǎn)生電暈放電，使絕緣子表面溫度不均勻升高，最終導(dǎo)致其爆裂，造成導(dǎo)線接地故障。此外，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下瓷絕緣子上鹽霧沉積物具有一定導(dǎo)電性，使得線路泄露電流增大，當(dāng)泄露電流超過一定臨界值時(shí)，高壓電流會(huì)反向急驟流動(dòng)，造成瞬間短路接地。三是鹽霧對(duì)電氣設(shè)備及線路金屬構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生銹蝕作用，其中對(duì)電氣設(shè)備受腐蝕情況尤為常見和明顯，由于線路中的部分電氣設(shè)備比如變壓器等為露天安放，成年經(jīng)受風(fēng)吹日曬和鹽霧腐蝕，在嚴(yán)酷、惡劣的條件下，電氣設(shè)備的外殼容易被腐蝕，特別是接頭處腐蝕更為嚴(yán)重，容易造成氧化膨脹而造成接頭接觸不良，最終影響配電線路的可靠運(yùn)行。1.2自然因素自然因素對(duì)配電線路的影響主要有三個(gè)方面：一是沿海地區(qū)夏季降水頻繁、空氣潮濕，配電設(shè)備容易出現(xiàn)凝露，使配電設(shè)備的絕緣性能降低，影響配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。二是夏季雷電頻發(fā)。配電線路易受雷擊，在加上現(xiàn)有的10kV配電線路存在部分線路防雷措施不足，如10kV線路一般沒有避雷線，線路直擊雷或感應(yīng)雷過電壓就會(huì)在線路設(shè)施薄弱之處尋找出路，造成損害。避雷性能下降或失效、接地裝置不合格等，雷擊時(shí)都容易造成絕緣閃絡(luò)、斷線或避雷器爆裂，引起線路故障。三是沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)多、破壞力大，容易造成10kV架空線路之間短路放電或絕緣子閃絡(luò)將導(dǎo)線燒斷，或者大風(fēng)將線路周邊如廣告牌、臨時(shí)工棚等金屬結(jié)構(gòu)或樹木、樹枝刮倒壓在線路上，造成變電站開關(guān)過流保護(hù)動(dòng)作，引發(fā)線路停電事故。1.3過載故障隨著人們生活水平的日益提高，特別是沿海地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)，電能需求量迅速增加，現(xiàn)有的部分配電線路及配電設(shè)備容量已不能滿足用戶的需求，存在著小馬拉大車現(xiàn)象，造成有部分變壓器和配電線路頻繁處于過負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在每年的季節(jié)性用電高峰期，過載情況更為嚴(yán)重。由于變壓器長(zhǎng)期過載運(yùn)行，經(jīng)常處于過熱狀態(tài)，加速了變壓器內(nèi)部各絕緣部件、線圈絕緣層及油絕緣老化進(jìn)程，或者加快變壓器內(nèi)部油面下降導(dǎo)致缺油造成絕緣油與空氣接觸面增大，使大量空氣中水分進(jìn)入絕緣油，降低了變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度，當(dāng)絕緣降低到一定值時(shí)變壓器內(nèi)部就會(huì)發(fā)生擊穿性短路故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀變壓器或發(fā)生火災(zāi)，極大影響整個(gè)配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。配電導(dǎo)線過載后發(fā)熱，在薄弱環(huán)節(jié)打火燒斷導(dǎo)線、跳線或熔絲熔斷，引起短路，導(dǎo)致線路跳閘。1.4污閃故障隨著沿海地區(qū)工業(yè)繁榮及汽車在家庭的普及，空氣中的塵埃等漂浮物越來越多，這些塵埃附著在絕緣子表面，在春夏兩季吸收了沿海潮濕空氣中的水分后，具備了一定的導(dǎo)電性，致使絕緣子的絕緣性能大大降低、絕緣子表面泄露電流增大，以致其在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)事故。1.5外力破壞10kV配電網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，交叉跨越各類線路、道路、建筑物、構(gòu)筑物、堆積物等，極易引發(fā)線路故障，具體主要有四個(gè)方面：一是沿海城市建設(shè)步伐加快，舊城改造進(jìn)程當(dāng)中，每年有大量的市政施工，在市政道路、基礎(chǔ)建設(shè)施工時(shí)，基面開挖傷及地下電纜，施工機(jī)械、物料超高超長(zhǎng)碰觸帶電部位或破壞桿塔，部分違章建筑物直接威脅線路安全運(yùn)行。二是溫?zé)釒夂蜻m宜動(dòng)物生存繁殖，貓、鼠、蛇、鳥等動(dòng)物到線路設(shè)備相間活動(dòng)，造成相間短路故障。三是盜竊電力設(shè)備猖獗，盜竊分子往往貪圖小利，盜竊電纜、銅鋁線、桿塔金屬構(gòu)件等，造成線路設(shè)備故障。四是部分線路設(shè)備建設(shè)在公路邊上，來往車輛較多，部分車輛超重、超高、駕駛員違章駕駛，造成斷線、斷桿、變壓器臺(tái)架倒塌故障發(fā)生。2降低10kV配電線路故障率的措施2.1配電線路防鹽霧腐蝕措施針對(duì)沿海地區(qū)配電線路因鹽霧腐蝕影響產(chǎn)生的故障，首先要從線路設(shè)計(jì)、施工時(shí)就要對(duì)設(shè)備、電纜等設(shè)施的防鹽霧能力提出較高的要求，盡可能選用抗腐蝕性能好的材料，比如對(duì)離海邊近的線路應(yīng)該選用防污型鋼芯鋁絞線，變壓器順線應(yīng)該采用鋼芯銅絞線等；其次為防范鹽霧對(duì)絕緣子的影響，應(yīng)該設(shè)法提高瓷件的系統(tǒng)泄露距離，采用阻隔物減少鹽霧沉積量，可以采取在瓷件上涂地蠟或有機(jī)硅的辦法，并且要定期對(duì)其進(jìn)行清掃擦拭，有條件的話可以使用硅橡膠絕緣子和防污瓷絕緣子，硅橡膠絕緣子具有體積小，重量輕，耐污性能好等優(yōu)越性，具有高度的抗表面污染力和防止碳化泄露，硅橡膠絕緣子所需的爬距比瓷和玻璃絕緣子所需爬平均少30%。第三，金具、配電線路的橫擔(dān)及鐵附件應(yīng)該全部采用熱鍍鋅件，電氣設(shè)備應(yīng)有合理的防雨措施或盡可能安裝在室內(nèi)，對(duì)于必須在室外安裝的電氣設(shè)備，外殼應(yīng)采用不銹鋼和熱鍍鋅的材料，以加強(qiáng)防鹽霧腐蝕的能力，提高設(shè)備的使用壽命。2.2自然因素防范措施針對(duì)沿海地區(qū)氣候潮濕的特點(diǎn)，具體的防范措施有：一是要對(duì)各室內(nèi)安裝的電氣設(shè)備做好除濕、排風(fēng)措施；對(duì)于裸露在外或露天安放的配電設(shè)備一定要保證周圍空氣暢通。二是線路運(yùn)行管理人員要隨時(shí)掌握氣候變化情況，平時(shí)積累易受風(fēng)災(zāi)地區(qū)有關(guān)臺(tái)風(fēng)對(duì)線路的危害統(tǒng)計(jì)，在臺(tái)風(fēng)季來臨前，對(duì)線路桿塔進(jìn)行仔細(xì)排查，對(duì)個(gè)別檔距較大的線路，在檔距之間增設(shè)電桿，或?qū)υ须姉U加設(shè)防風(fēng)拉線；同時(shí)還應(yīng)該及時(shí)檢查線路馳度、風(fēng)偏，以及桿塔、瓷件、金具等是否牢固可靠，另外，對(duì)電力線路途徑范圍內(nèi)的樹木加強(qiáng)修剪，避免樹木不會(huì)因臺(tái)風(fēng)壓倒或刮靠在線路上；要對(duì)處于河堤、邊坡的線路桿塔基礎(chǔ)情況進(jìn)行排查，對(duì)基礎(chǔ)下沉或周邊土壤松動(dòng)的要及時(shí)填土夯實(shí)，對(duì)一些在10kV線路中起主要作用的桿塔，如果是地勢(shì)較低，容易積水或易受洪水沖刷的，有必要在桿基處筑防護(hù)提。三是在雷季來臨之前，要認(rèn)真檢查配電線路的避雷裝置．及時(shí)校驗(yàn)和更換不符合運(yùn)行要求的避雷器，并認(rèn)真排查和監(jiān)測(cè)桿塔和避雷線的接地情況，合理設(shè)置避雷器保護(hù)，淘汰老式的閥型避雷器，安裝性能良好的防爆型金屬氧化物避雷器，注意降低避雷器的接地電阻，不合格的進(jìn)行整改，保證線路接地電阻值不大于10Ω，與1kV以下設(shè)備共用的配變臺(tái)架接地裝置接地電阻值不大于4Ω，嚴(yán)格實(shí)施避雷器的預(yù)試制度，每年在雷雨季節(jié)前應(yīng)定期進(jìn)行避雷器預(yù)防性試驗(yàn)。2.3加大過載檢測(cè)及提高應(yīng)急處置能力電力部門配電線路運(yùn)維人員要密切關(guān)注10kV饋線的負(fù)荷情況，并及時(shí)合理的調(diào)整負(fù)荷分布，盡量避免線路過載運(yùn)行，在用電高峰期要對(duì)線路有計(jì)劃性的進(jìn)行特殊及夜間巡視，用紅外遠(yuǎn)光測(cè)溫儀檢測(cè)各導(dǎo)線連接器的溫度，一旦溫度異常，立即進(jìn)行處理，避免因超溫熔斷導(dǎo)線或燒毀設(shè)備，甚至造成火災(zāi)事故。電力部門還要加強(qiáng)配電線路設(shè)備的管理力度，要定期對(duì)配電線路各項(xiàng)設(shè)備如電纜、開關(guān)、避雷器等開展預(yù)防性的試驗(yàn)，對(duì)不合要求的及時(shí)整改或更換；要對(duì)陳舊設(shè)備或已無法滿足區(qū)域電能需求的設(shè)備加大更新?lián)Q代力度。此外電力部門還要組織相關(guān)人員進(jìn)行不定期的配電突發(fā)事故應(yīng)急演練，通過演練提高配電線路搶修人員處理突發(fā)事件的能力以及業(yè)務(wù)技術(shù)水平。2.4污閃事故防范措施對(duì)于污閃事故的防范主要要從三個(gè)方面入手，一是要加強(qiáng)對(duì)絕緣子的定期檢查清掃工作，避免塵埃等附著物過度沉積；二是定期對(duì)絕緣子進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，對(duì)絕緣等級(jí)不達(dá)標(biāo)的絕緣子及時(shí)更換；三是著力提高線路絕緣水平，增加絕緣子片數(shù)或提高絕緣子的電壓等級(jí)，如對(duì)污閃事故嚴(yán)重片區(qū)的直線桿上將針式絕緣子更換為瓷橫擔(dān)，耐張桿適當(dāng)采用20kV電壓等級(jí)的絕緣子。2.5外力破壞的反事故措施針對(duì)外力破壞的影響，具體的反事故措施有：一是完善地下電纜、桿塔警告牌、標(biāo)志牌；二是加強(qiáng)對(duì)配電線路的巡視，對(duì)線路設(shè)備走廊附近施工的，及時(shí)進(jìn)行提醒及引導(dǎo)，針對(duì)違章建筑的進(jìn)行解釋、勸阻、下發(fā)隱患通知書；三是線路設(shè)備裸露點(diǎn)加裝防護(hù)套或隔離網(wǎng)，避免小動(dòng)物觸碰到帶電部位；四是通過散發(fā)宣傳單、張貼宣傳畫形式，宣傳《電力法》、《電力設(shè)施保護(hù)條例》，對(duì)轄區(qū)居民進(jìn)行護(hù)線宣傳和電力知識(shí)教育。在此基礎(chǔ)上聯(lián)合地方公安機(jī)關(guān)對(duì)外力破壞及盜竊者進(jìn)行打擊；五是對(duì)位于交通道路旁的桿塔、設(shè)備