降低10kV配网故障跳闸率的技术分析

（国网湖南省电力有限公司洞口县供电分公司，湖南 洞口 422300）

0 引言

随着配网技术的发展，当前的电网结构与技术都已经发生了巨大的变化，配网的复杂程度提高，管理难度也不断增大。针对配网故障，需要采取精准故障定位技术以及隔离技术开展故障检修，及时处理配网故障，确保电网稳定运行。10kV配网系统是连接供电系统和用户的桥梁，是配电网络的关键组成部分，其运行质量直接关系到用户体验。但是从当前的10kV配网运行来看，因为配网故障引发的跳闸率是影响其稳定运行的主要问题，10kV配网的运行环境复杂，日常检查不足，导致故障跳闸率居高不下。为了给用户提供良好的供电环境，电力工作者应该针对配网故障跳闸的成因进行分析，及时发现故障，采用定位技术手段排查问题，找出故障源，及时消除故障，快速恢复电网正常运行。

1 10kV配网故障跳闸成因分析

以笔者所在的台区为例，台区内的配网环境因素复杂，在经过配网改造升级后，配网运行质量有了很大提升，但是依然存在着各种故障。2017年至2019年所发生的10kV配网故障跳闸的事故共73起，引发10kV配网故障跳闸的主要因素包括设备因素、自然因素和人为因素。

1.1 设备因素

10kV配网具有覆盖面积广、施工环境大等特点，而且通常采用架空传输。在配网工程建设过程中，受地形影响对于基础工程中的设计、验收不合格，导致紧线、预偏等不到位，给配网设施形成额外的张力。配网工程建设时，清理工作不彻底，导致电缆关口存在毛刺，电缆绝缘发生辐射损坏的情况，给配电网故障埋下隐患。除了工程问题之外，设备问题也是引发配网故障的重要问题。设备问题主要包括设备选用问题、设备老化问题。10kV配网中的开关定值十分重要，其具有控制和联络的作用，如果开关定值不合理，无法对配网运行进行控制，严重会造成故障越级。设备运行后缺乏维护管理，设备老化、线路松动、绝缘降低等问题，导致配网设备问题包括，引发故障跳闸[1]。

1.2 自然因素

引发10kV配网故障的自然因素主要包括自然灾害因素和树害因素。在强风、雷击天气下，容易造成跳闸，引发配网故障。10kV配网经过的农村地区，主要以架空线路居多，在雷雨天情况下，雷击可能会造成配网线路导线断裂、瓷瓶炸裂，从而引发故障跳闸。农村地区的配电网络未安装避雷装置，在强雷雨天气下，发生雷击的概率更高，因为雷击引发故障跳闸，而配网线路上断路器一般不具备重合闸功能进行复电，严重影响电网安全运行[2]。除了雷击等因素外，高杆植物、树木、鸟类等因素也是危害配网稳定运行的重要因素。靠近配电线路的高杆植物清理不及时，电力设备保护区内树木没有砍伐干净，其生长会影响配网线路，引发跳闸危害。在雷雨、狂风天气情况下，树木倒下刮到配网设备，也给线路安全带来隐患。配网线路内的树木等吸引鸟类栖息，导致鸟类穿行配网、以配网设备作窝，引发短接。

1.3 人为因素

人为因素是引发10kV配网故障的重要因素，主要表现在工作人员因素、用户因素和外力破坏因素。10kV的覆盖面积大，管理难度大，线路巡检工作不到位，未能及时发现设备风险并且加以整改，导致风险扩大引发故障。日常巡检工作中，巡线员忽视跌落保险、导线异物等因素的检查，导致经过长期操作后，引发保险管底座变形和松动，开关接触不良。用户不按照规范使用设备，对于所用的用电设备定地检查不足，尤其是生产产区内的尘埃等污染严重，最终引发用户设备故障，造成跳闸。配电网络后边的建筑、道路修建、厂房等工程增多，施工过程对配网线路造成影响，外力破坏配网线路安全，造成线路短路，引发跳闸故障。

2 降低10kV配网故障跳闸率对策

针对10kV配网故障的成因，可以采取以下方式完善配网管理，降低故障跳闸率。首先，加强配网设备管理与工程建设管理，配网施工过程中，加强施工细节的管理，确保所有细节都按照规范进行，避免留下安全隐患，对于电缆接口、线路布设等进行严格检查；加强设备的选购管理，确保所有设备都符合配网需求。其次，定期对用户设备进行维护保养工作，加强日常巡检与定期保养相结合，加强日常巡检，及时发现线路意外，采用定期检修与保养管理，及时更换老化设备、针对性的处理电网的故障问题，降低电网故障风险[3]。再次，需要在配网加设防雷设施，在累计频率较高的配网安装避雷器，提升防雷防灾能力；同时加强配电区内的树木与高杆植物管理，需要及时开展清除工作。

3 降低10kV配网故障跳闸率的技术

因为10kV配网的分支较多，而且电流较大，与一般的电网线路有所区别，因此部分较为先进的输电线路防护技术不能直接应用于10kV配网的人工隔离与故障定位。当前的10kV配电线路的人工隔离与故障定位如下。

3.1 人工隔离技术

在变电站的出线开关位置，设定相应的过电流保护和电流断续等保护装置，但是在线路分段和联络开关却没有保护装置，在配线出现故障时，出线开关会迅速切换并且保护关联线路，如果是断路故障会切除线路，确保电网安全；对于配电网络故障，负责配网运行维护的技术人员对所有开关进行排查，通过试送电操作，排查配电网络的故障源，对故障源进行评估，排除故障。

3.2 基于电流的故障定位技术

10kV的配网线路上，通常安装了柱上开关带和过电流脱扣线圈的装置，根据相关的规范设定保护装置的最大值和最小值，当配线网电压电流数据出现异常时，开关装置会判断异常并且发生开端保护；过电流是判断电路短路的依据，如果出现断路故障，短路电流瞬间增大，开关跳闸后，不会对其他支线产生影响。

3.3 基于电压的故障隔离技术

10kV配网出现故障时，电压也会发生变化；在配网中加设重合器。在出现电压异常时，重合器的重合闸功能能够隔离配网故障，从而降低故障跳闸率；该方法可靠性较好，但是需要连续多次重合闸，增加了开关开端电流的负担，会引发重复停电与送电现象，对于用电设备的冲击较大，容易造成用电设备损坏，而导致纠纷[4]。

3.4 分界负荷开关故障隔离技术

在对10kV电网故障跳闸的分析中，用户设备问题和支线问题是引发故障跳闸的重要因素。针对支线问题，可以根据用户设备和支线情况设置分界负荷开关，从而实现故障隔离，避免支线问题影响到主网。采用分级负荷开关故障隔离技术，需要根据用电设备和支线选择合理的隔离技术。对于小容量用户的隔离技术而言，可以在搭火点加装丝具的方法隔离故障，因为高压丝的成本低，能够有效的切断故障电流，采用后能够降低故障跳闸率，而且便于故障分析与查找。针对大容量用户设备，高压丝不能满足容量需求。在搭火点采用分界负荷开关隔离技术，对于设备故障进行及时断开，确保主网安全。分界负荷不适用于主网，只能应用于支网或搭火点。

4 10kV配网故障智能定位系统

在10kV配电网的基础上，采用故障智能定位系统，能够对电压电流等参数进行实时监控管理，提升电网运行水平，降低电能损耗，也能够降低故障发生率，为故障检修与科学运行提供技术支持。10kV配网故障智能定位是采用电子技术、无线组网技术以及网络技术，将配电网上的实时运行数据、故障报警数据、配网结构等进行集合，对配网进行自动化统筹与综合管理，实现故障的精准定位，降低故障跳闸率[3]。

配网故障智能定位系统主要是由远程采集器、数据化故障指示器、通信通道以及服务器构成。在控制中心，能够对10kV配网的主网和支网运行情况进行实时监测，了解发生故障的情况，并且借助系统的图形设置，了解故障发生位置以及故障成因，必要时刻断开开关，避免故障影响配网[5]。智能系统的终端采集系统与用电设备相连接，能够对设备的运行情况负荷电流、终端充电电压等数据进行测试，并且传输到达控制中心后，形成曲线数据，为配网检查提供分析依据。对于配网中常见的短路、接地、断线、绝缘下降等故障因素，报警器会发出光电警报，控制中心显示故障位置以及故障情况。调度人员通知现场人员进行故障处理，迅速消除配网故障。

5 结论

综上所述，10kV配网故障跳闸率与设备因素、自然因素和人为因素相关，为了降低故障跳闸率，需要采用故障定位技术开展故障隔离，及时处理支线上的用电故障，避免对主网产生影响。采用故障智能定位系统，能够采用智能化的方式进行管理，降低故障跳闸率，对于保障居民用电、促进电网企业发展具有重要的意义。