10 kV配电线路故障处理及农村电网防雷保护

福建省 莆田市电业局 蔡志强 蔡淑琴

10 kV配电线路故障处理及农村电网防雷保护

福建省 莆田市电业局 蔡志强 蔡淑琴

10 kV架空线路因具有配电线路长、负荷分散、设备数量多、运行维护条件差、保护措施少及铝裸线多等特点，运行时不仅要承受机械和电气负荷，还要经受各种天气因素的侵扰，因而故障概率较大。

一、常见线路故障及成因

1.保护设备安装不当或安装不正确，导致保护设备误动、拒动，甚至设备损坏，造成越级跳闸。

2.设备容量与安装地点的容量不符、变压器偏相运行，导致设备温升过高、绝缘下降，甚至烧毁。

3.引线间或引线与设备端子间接触不良，接触电阻较大，导致引线烧断设备端子，接线柱损坏。

4.导线接头电阻较大，运行时因接头高温氧化而烧断。

5.因过电压等原因造成绝缘闪络、爆碎，甚至绝缘击穿，设备损坏。

6.因跌落式熔断器等开关设备的动静触头接触不良造成触头烧毁、损坏，设备缺相运行。

7.因操作不当引起设备损坏及相间短路事故。如，未按规定及时清理防护区内外的树木及其他较高的物体，影响到线路的安全运行；设备安装不正确、固定不牢致使运行中造成带电体之间或带电体对地间隙不足，造成线路间歇性接地、金属性接地和相间短路。

8.绝缘瓷件因老化而产生绝缘下降、裂纹、折断等，引起线路接地及短路事故。

二、线路故障应对措施

1. 多股绞线与设备端子连接处，必须使用设备线夹或接线鼻子。

2. 每年春季对10 kV线路进行检修，对电力设施进行彻底清扫和检修，消除各类设备存在的安全隐患。

3. 在变压器的高压侧安装防雷装置，并正确安装接地体（网）。

4. 加强对配电线路的巡视，特别是在夏天树木生长较快的季节，及时清理防护区内外危及线路安全运行的树木及违章建筑。

5. 正确选择高低压设备容量，保证设备的正确安装。

6. 保证带电导体（或设备）之间、带电体对地、对构件间的间隙距离。

7. 淘汰铁脚镶入式的电瓷构件，更换老化易损的绝缘电瓷器件。

8. 全面开展预防性试验工作，加强设备的运行维护，努力提高检修质量。

三、导致农村电网雷击故障的主要因素

1.山区线路存在“易击段”。农村线路通过山区时，受地形，地貌，气流等各种因素的影响，在某些地段容易受到雷电的侵袭，而且，有的地段云层较低，往往会出现重复性雷击闪络。

2.10 kV农村配电线路。由于10 kV农村配电线路的供电半径远远大于城区配电线路的供电半径，且配电线路的绝缘水平较低，导线之间距离也较小，全线又无防雷保护，当线路遭受直击雷时很容易造成故障跳闸。

3.配电变压器。在多雷区，目前只在农村配电变压器高压侧装设避雷器，低压侧不装设避雷器，当配电变压器低压侧遭受雷击时，由于低压侧无避雷器，高压侧避雷器对正变换或逆变换过电压均起不到保护作用，因此雷击可能会击穿低压侧绝缘。同时，作用在低压侧的雷电冲击波按变压比感应到高压侧，有可能将高压侧绝缘击穿，造成配电变压器损坏。

4.大跨越档距杆塔。由于受山区地形条件的限制，农村线路大跨越杆塔一般位于山头，地势较高容易遭受雷击，是线路耐雷的薄弱环节。并且，大跨越杆塔的线间距离较大，避雷线对导线的屏蔽作用效果较差，容易引起雷击闪络。

5. 杆塔接地电阻超出标准。杆塔接地电阻对雷击闪络有很大的影响，对某线路进行的运行分析表明，杆塔接地电阻在30 Ω以上的发生雷击闪络的次数是杆塔接地电阻在30 Ω以下的2倍。

四、农村电网的防雷保护措施

1. 配电变压器防雷保护。配电变压器高压侧应装设避雷器，避雷器应尽量靠近配电变压器，并将避雷器接地线与变压器低压侧中性点以及变压器外壳连接在一起，但是这种方式只适用于平原地带的少雷区，在多雷区可采用综合防雷保护措施。除配电变压器高压侧装设避雷器单独接地外，在配电变压器低压侧也应装设避雷器，并将接地线同低压侧中性点以及配电变压器金属外壳连接在一起接地，配电变压器高，低压避雷器分开接地，以防低压侧雷电侵入波击穿高压侧绝缘。

2. 10 kV配电线路防雷保护。为了提高农村配电线路防雷能力，钢筋混凝土杆配电线路一般采用瓷横担，用绝缘水平高一级的绝缘子。可采取三角形排列，最上面的导线可以起到避雷线的作用，并在其绝缘子上每隔6～7基电杆装设1个接地保护间隙。

3. 低压配电线路防雷保护。在多雷区或易击地段，直接与低压架空线路相连的电能表计应装设保护间隙。对于一般用户，应对进户线绝缘子铁脚进行可靠接地，接地电阻小于30 Ω。对于重要用户，除在低压线路进户前装设一组避雷器外，进户后还要再安装一组避雷器。

4. 农村输电线路防雷保护。架设避雷线是输电线路预防直击雷最有效的措施，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减少绕击率，在杆塔选取上应尽量使避雷线对边导线的保护角在20°以下。目前，110 kV及以上电压等级的输电线路已全线架设避雷线，并且杆塔逐级接地。

5. 提高农村线路绝缘水平。对新投运的线路，在第一年内应对全部绝缘子进行一次零值绝缘子检查工作。要对绝缘子的质量进行全过程管理，及时更换运行中不合格的绝缘子，以确保挂网运行的绝缘子质量良好。对个别雷电活动造成线路频繁跳闸的杆塔，应适当增加绝缘子片数，以提高线路防雷击的能力。

6. 装设自动重合闸装置。由于大多数雷击造成的闪络故障都是瞬间故障，线路保护动作跳闸后故障可自行消除，并通过自动重合闸装置将线路合闸，即可恢复送电。

7. 加强防雷设施的运行管理。为了保证防雷设施良好的保护性能，每年应在雷季到来之前制订防雷工作计划，并对防雷设施进行检查、测试，保证防雷设施处于正常状况，装置运行处于正常状态。对检查、测试中发现的不合格项，应及时处理，杜绝隐患。要加强防雷设施的巡视和定期试验工作，防雷设施的巡视周期与线路的巡视周期相同，避雷器绝缘电阻试验周期为1～3年，避雷器工频放电试验周期为1～3年。柱上变压器、配电站、柱上断路器设备、电容器设备的接地电阻测量每2年至少1次，其他设备的接地电阻测量每4年至少1次。防雷设施必须在雷季到来之前投入运行。

五、结论

通过以上10 kV配电线路故障及防雷保护的分析，有助于10 kV配电网的安全运行。为确保配电网安全、可靠运行，在实际中还需采取一些针对性措施，尽量缩小停电面积，减少停电时间。