10～20 kV架空配电线路跳闸故障及其防治对策分析

路永玲

（江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103）

10～20 kV架空配电线路跳闸故障及其防治对策分析

路永玲

（江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103）

以电网实际发生的10～20 kV架空配网线路跳闸故障数据为基础，进行大量统计分析及故障调查，从故障部位分布、故障月度变化、故障诱发原因等角度分析了配网故障的特征及变化规律，认为外力因素、雨雪大风、雷击、运行维护、设备质量和工艺及用户原因是导致配电线路故障频发的主要因素，凸显出目前架空配电线路存在的主要问题，并有针对性地提出了防治对策，为提升配网供电可靠性提供参考。

架空配电线路；外力破坏；跳闸故障；防治对策

10 kV和20 kV架空配电线路是配电网络的重要组成部分，随着城乡经济的高速发展，对配网安全可靠运行提出了更高要求［1，2］；配电线路发生故障不但给供电企业造成经济损失，还直接影响广大居民的正常生产和生活。一般各地区10 kV和20 kV架空配电线路绝缘配置低、质量参差不齐、走径复杂，受气候、地理环境影响较大，是整个电网构架的薄弱环节［3］。近年来，随着恶劣天气的不断增多及配电线路运行环境越来越复杂，架空配电线路故障率呈增长趋势，因此全面分析配电线路故障原因，积极探索故障防范措施，对于电网的安全可靠运行具有重要意义。

1　架空配电线路故障概况

以江苏电网为例进行全年数据统计，开展配电线路故障跳闸分析。经统计，江苏电网2013年共发生架空配电线路故障5757起，其中架空导线故障4945起，杆塔故障302起，绝缘子故障339起，拉线故障92起，金具故障79起，各部位故障占比见图1；就故障数量来看，架空配电线路故障数比输电线路故障数（462起）多出十几倍，极大影响了居民供电可靠性。

图1故障部位分布情况

从故障分布来看，江苏徐州、苏州、宿迁地区发生故障最多，分别为806起、725起和713起；故障原因均以外力破坏、强风大雨及运维不当等外在因素为主。

2　架空导线故障分析

在发生的4945起架空导线故障中，有4895起为1 kV线路，其余50起为20 kV线路。若按引发故障的原因范围来分，即设备原因、外部原因和用户原因，各自所占比重分别为8%、88%和4%，因此外部原因是引起架空配网线路故障的主要原因。

2.1设备原因

设备原因主要包括设备本体原因和设计安装不当；2013年由设备本体引起故障279起，由设计安装不当引起故障121起；具体多由于设备老化、安装工艺不当造成导线烧毁、断落引起跳闸［4］。

2.2外部原因

外部原因主要包括车辆、施工、漂浮物等外力因素，运行维护不当及恶劣天气等［5］；其中外力因素引起故障最多，为1912起，多由车辆、建筑施工碰撞导线、外部异物缠绕导线及鸟害引起线路跳闸。其次为雷雨强风天气因素，引起故障数为1749起；在风力的作用下，异物易碰到裸导线或发生相间碰线；绝缘导线遭直击雷后，大多出现断线问题，经过导线修复后才能正常送电。此外，导线的通道巡视、维护不到位也是引起导线故障的主要因素之一，这类故障基本都由树线矛盾引起［6］。

2.3用户原因

用户原因主要包括用户运维不当、设备老旧、外力破坏及恶劣天气等；从2013年统计结果来看，用户运维不当引起故障最多，为119起；其余依次为设备老旧（34起）、恶劣天气（26起）、外力破坏（24起）及绝缘状况差（3起）引起的故障。

2.4导线故障月度分布

从月度故障统计结果可以看出，第一季度发生配网线路故障极少，从4月份开始各类故障数呈上升趋势；设备原因和用户原因引起的故障随月度变化相对不明显，外部原因引发的故障具有明显的时间特征，统计结果见表1。从表中可以看出外部原因导致的故障数从4月份开始逐渐上升，7至8月份达到最多，10月份维持在较少状态。为进一步分析各类外部原因导致线路故障数的月度变化，绘制趋势图，见图2。

从图中可以看出雷击、自然灾害及雨雪大风故障以迎峰度夏期间分布最多，这与江苏地区各类天气的年度分布情况紧密相关［7］。一般江苏3至4月份及7 至8月份大风日数较多，易发生飘带、树木、彩钢板等异物被吹到线路或强风直接吹断导线等故障［8］；受地区环境和位置的影响，江苏雷电活动主要集中在每年的6月至8月，往往造成架空配电线路雷击断线、感应雷闪络等故障；同时受东亚季风的影响，6、7月间，淮南、淮北地区依次进入梅雨期，梅雨期降水量常年平均值大部地区在250 mm左右，大量的降雨致使配网绝缘子容易受潮发生闪络击穿。

随着3月树木生长期的到来及外界施工活动增多，因树线矛盾导致的短路故障持续增多；因建筑施工、车辆等造成的线路断线、短路故障也呈现了增长的趋势。

3　其他部位故障分析

3.1杆塔故障分析

2013年江苏地区共发生杆塔故障302起，其中10 kV架空导线故障301起，20 kV架空导线故障1起。按故障原因统计分别为设备本体故障3起，设计不当故障7起，外力引起故障242起，运维不当故障12起，用户原因故障9起，雨雪大风故障25起；可见外力因素引起的故障占比达80.13%，具体为杆塔被车撞倒、被施工机械挖断等。此外因龙卷风、飑线风等强风大雨天气引起的倒塔、断线故障也较多。

3.2绝缘子故障分析

表1故障原因月度分类统计　　起

2013年江苏地区共发生绝缘子故障339起，其中10 kV架空导线故障338起，20 kV架空导线故障1起，按故障原因分类统计分别为设备本体故障222起，设计不当故障15起，外力引起故障8起，运维不当故障8起，用户原因故障16起，雨雪大风故障36起，雷击故障32起，自然灾害故障2起。与杆塔故障不同，绝缘子故障多由于绝缘子本体故障引起；绝缘子老化及质量缺陷极易导致瓷瓶击穿、断裂；另外在雷雨天气，绝缘子易遭雷击，雷击后绝缘子往往破损严重或直接断落［9］。

3.3金具故障分析

2013年江苏地区共发生金具故障79起，其中10 kV线路78起，20 kV线路1起，按故障原因分类统计分别为设备本体故障40起，设计不当故障17起，外力引起故障3起，运维不当故障5起，用户原因故障4起，雨雪大风故障8起，雷击故障2起。金具以本体老化、质量缺陷及设计安装工艺不当问题最为突出，常见故障案例有线夹断裂、固定螺栓松动掉落、金具本体老化腐蚀等。

3.4拉线故障分析

2013年江苏地区共发生拉线故障92起，其中10 kV架空导线故障91起，20 kV架空导线故障1起，按故障原因分类统计分别为设备本体故障6起，设计不当故障2起，外力引起故障80起，运维不当故障2起，用户原因故障1起，雨雪大风故障1起。同杆塔故障类似，80%以上的拉线故障都由外力因素引起，挖掘机挖断、车辆撞断、偷盗时用工具割断等拉线故障最为常见；此外，拉线松脱、老化锈蚀也是常见原因。

4架空配电线路故障防范措施

（1）针对外力因素引起的配电线路故障问题，应加强线路周边管理和危险源监控工作。对附近塑料大棚、彩钢瓦建筑、垃圾场等可能危及线路安全运行的危险源进行排查治理；施工地段要加强现场看护，签订施工协议。

（2）加强配电线路运行维护。对城镇绿化带附近线路要加强巡视，及时发现并处理树线矛盾；根据季节性和地区性特点开展配网防鸟、防雷击断线专项检查维护工作，对发现的老旧、缺失的驱鸟装置及防雷装置进行修理补装。

（3）做好雷雨、强风、雾霾等恶劣天气的防御措施。在灾害性天气来临之前做好重载配电线路及部分老旧线路的风偏、断线、污闪、雷击等隐患排查及全面检修［10］；针对重要供电段或薄弱段制定应急抢险方案，以便发生问题时能够及时抢修。

（4）对配电线路设备，例如瓷瓶、水泥杆、金具等质量问题及设计安装问题，应及早发现并更换；若有疑似家族性缺陷，应进行全面排查，严把配网设备入网质量关。

（5）加强用户侧的设备管理。对用户设备进行针对性地巡视，发现重大设备缺陷下发防护通知书；督导用户深入现场，加强用电设备的日常管理，加大老旧设备的改造力度，减少因为用户原因而造成的线路故障。

图2外部原因引起配网故障数随月度变化趋势

5　结束语

随着恶劣天气频发和配电线路数量不断增多，架空配电线路故障数呈上升趋势，达输电线路十几倍之多，严重影响了供电可靠性。通过对江苏地区实际发生的10 kV和20 kV配网线路跳闸故障统计分析，得出外部原因是引起架空配网线路故障的主要原因，设备原因和用户原因其次；在各类外部原因中外力和恶劣天气为引起故障的两大因素。为解决配电线路安全运行问题，需要加强配电线路外破危险源排查及整改，按季节性和地区性常态化开展线路运维工作，在灾害性天气来临前做好重要供电段和薄弱段的检修和应急准备；另外需加强配网入网物资管理和用户线路管理。

［1］闫安心，裴昌盛，查申森，等.江苏配电自动化规划分析［J］.江苏电机工程，2015，34（3）：1-4.

［2］胡扬波，王成现，袁 杰.配网抢修移动应用系统的设计与实现［J］.江苏电机工程，2014，33（3）：49-52.

［3］罗大强，许志荣，唐 军，等.根据历史跳闸记录对10 kV配电线路防雷现状和问题的分析［J］.电瓷避雷器，2012（2）：40-45.

［4］师 威，袁继森.10 kV配电线路故障原因分析及预防措施［J］.河北电力技术，2012，31（6）：25-26.

［5］黄建波.农村电网10 kV配电线路跳闸故障问题浅探［J］.机电信息，2011（36）：63-64.

［6］陈立新.浅谈中压配电线路故障跳闸原因及应对措施［J］.电源技术应用，2013（5）：38.

［7］朱益飞.6～10 kV配电线路故障分析及对策［J］.电气应用，2008（22）：24-26.

［8］袁四龙.农村电网抵御自然灾害能力分析［J］.农村电气化，2010（10）：21-22.

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Analysis of Trip Faults and Protection Measures on 10 kV and 20 kV Overhead Distribution Lines

LU Yongling
（Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute，Nanjing 211103，China）

With the actual trip faults data of 10 kV and 20 kV overhead distribution lines in power grid，this paper makes a lot of statistics and investigation and analyzes the fault characteristics or rules in terms of fault location，time distribution，fault causes and so on.Preliminary analysis suggests that the main causes of trip faults are outer forces，bad weather（snow，rain and strong wind），lightning，operation，quality and user.In this paper the main problems facing distribution lines and its countermeasures are proposed for improving power supply reliability in distribution network.

overhead distribution line；outer forces；trip fault；countermeasures

TM726.3

B

1009-0665（2016）01-0084-03

2015-08-31；

2015-10-20

路永玲（1988），女，甘肃白银人，工程师，从事架空线路防雷、防污闪技术研究及线路专业管理工作。