10 kV配电自动化系统运维风险及技术措施

蔡欣灵，杨李星

（1.国网东台市供电公司，江苏 东台 224200；2.国网南通市供电公司，江苏 南通 226001）

0 引 言

随着社会的发展，人们对供电质量的要求也在不断提高。然而，随着我国电力需求的日益增长，电力设备的数量日益增多，电力供应的压力也日益增大，因此电力系统的故障、停电等问题日益突出，给广大人民群众的生活和生产带来了极大的不便。10 kV配电运维是电网运行中的一个关键环节，能有效防止电网故障。

国家对电力系统的维护和监管都是由专业的维护人员定期进行，不仅会增加工作量，而且要花更多的时间，电网的维护效果不佳；另外，由于操作人员在维护过程中存在疏忽，当电网发生问题时没有及时采取合理的措施来解决，如果发生重大的问题，将会对电网造成不良的影响。因此，工作人员应该对电网运行进行整合，将电网中的各项工作进行合理的分配，形成检查维修、调节、电网运行等一体化，提升电网运维的效果，节省人力，确保电网运行平稳安全。

将配电网作业和维护技术有机结合，管理者必须具备相应的技术水平，以保证电力系统的正常运转。在设备管理方面结合电网的实际情况，确定设备运行管理目标，使管理者能够掌握更多的先进技术，对系统的安全管理体系进行改进，实现运维合一。在此基础上，提出了从低压走向高压的设备维护管理，并在实践中总结经验，逐步推进运维一体化[1]。

1 10 kV配电网自动化系统的特点

在实际运行中，10 kV配电自动化系统与常规的系统相比具有如下特征。

（1）自愈功能。配电自动化系统在实际工作中具有很好的自我防护和自我修复能力。自愈控制的目的在于充分利用已有的电力网络资源，预防、确定和恢复10 kV配电网络中的安全风险，从而确保10 kV配电自动化系统的实际工作状况，减少故障对电力用户的影响。

（2）10 kV配电自动化系统在运行期间采取连续供电的方法，对其进行优化和防范，以减少发生安全事故的可能性。当10 kV配电网络的自动控制系统不能正常工作时，进行应急恢复和维修，减少故障对使用者的影响。但在这个过程中，自我修复控制必须要小心，一旦电力系统瘫痪，自愈控制的效果就会失效。

10 kV配电自动化系统在实际运行中，可以对已投入运行的系统进行相应的调整，在安全风险控制上通过采取预防控制的方法，消除了系统的安全隐患，并在出现故障的情况下，对电网进行自修复，确保电网的正常运转[2]。

2 配电运维风险的主要原因分析

2.1 人为因素的影响

10 kV输电线路在城市中应用广泛，线路安装高度不高导致了它的故障发生概率大大提高。因此，必须加强对电力线路和周边的安全检查，以便更好地排除可能存在的人为干扰或损坏的区域等因素，提高电力使用的安全性和可靠性。电缆线路铺设中，若不采取相应的保护措施，在使用一段时间后往往会发生线路老化、电杆倾斜等问题，从而影响电力系统的可靠性。在公路旁架设电线，由于建筑物不多，所以安装的高度也比较低，但在汽车行驶时，可能会出现电线断裂等问题。

2.2 线路短路问题

线路短路会烧毁电力设备、电线以及一些辅助设备，严重的话，还会导致火灾。工作人员应对短路的成因进行分析，如在恶劣的气候条件下，特别是在雷暴天气中，闪电会使导线的绝缘性能发生闪络，导线发生碰撞等，最后导致短路；在暴风雨的天气里，电线之间的间隔很小，很容易与树枝和建筑之间的碰撞，从而导致电线和树枝之间的短路，严重的话，还会导致电线断裂。此外，在某些山区，线路会受到多种外界因素的干扰，如鸟类、动物等在电线上停留、筑巢等行为都会增加线路短路的危险。

2.3 气候因素的影响

由于气候的原因，10 kV输电线路在运行时发生故障的概率较大，从而对电力系统的正常运转造成一定的影响，严重时可能导致电力供应中断。如在恶劣的气候条件下的闪电，雨雪天气造成的冰冻均会对10 kV配电线路造成一定的损坏。

3 自动化技术在10 kV配电线路故障中的应用

3.1 故障定位自动化

故障指示器是实现自动故障定位的基本条件，通常是在架空线路和电缆上面安装1个故障指示灯。该故障指示器还可以和开关箱一起使用，能够显示故障电流路径，在进行故障定位和维修时，是具有导向作用的自动设备。自动故障定位系统能够对其他线路如单相接地、相间短路等故障进行检测，并在分支点和用户进线的位置安装指示器，从而达到自动故障的自动诊断。当出现接地故障后，采用新的指示装置，可以及时准确地定位故障的位置，扩展故障的探测范围。在检测区，当有故障时，指示灯会持续闪烁[3]。

另外，该指示器还能用于处理和采集故障电流信号，并将采集到的数据经光纤或无线方式传送至通信终端，然后由调度中心发布命令，维修人员在接到命令后，马上赶往现场进行维护。这样不但可以加快故障诊断的速度，还可以缩短故障诊断的时间，从而大大缩短了断电的持续时间，为电力系统的可靠性和稳定性提供了技术上的保证。

3.2 馈线自动化

在过去，10 kV馈线一般都是通过故障电流和负载电流来实现，通常使用的是通用型的柱上开关。而负载开关在进行故障处理时，仅能作为负载电流的分断器。无论使用的是线路断路器还是负载开关，都无法将所有的故障都切掉，只有切断电源。尽管该方法成本低，装置简单，但是10 kV配线运行中出现了许多问题，与故障的性质无关，一旦发生故障，开关跳闸的概率是100%，并且会导致所有的非故障线路同时断电。例如，馈线上的开关频率很高，在非故障区域会经常停电，这会对电力供应和系统的安全产生很大的影响。另外，当发生故障后，维修人员必须赶到故障地点，逐一进行检查，不仅耗时，而且在实际运行中，由于主观因素的影响，导致工作效率低下[4]。

为了解决以上问题，馈线自动化是一种行之有效的方法。将馈线的自动控制分成4类，分别为智能断路器、分支用户分界断路器、智能负荷开关和智能控制。其中，智能断路器的控制和保护装置的合理配置通常都是在支线和馈线干线上进行。智能负载切换系统主要是在负载和零序之间设置自动控制装置，实现对负载和零序的自动隔离。支路用户分界断路器是以整定保护定值为基础，与自动断路器相结合，实现了对用户侧相间短路和单相接地故障的自动切断，从而减少了停电的影响。

4 10 kV配电线路运维风险的防范对策

4.1 人员技能培训

配电网络运行中，技术工人的技术水平直接关系到供电企业的运行安全、供电质量、供电服务等，必须加强技术人员的技术培训。首先要建立专业的培训机构，根据具体情况制订科学、高效的培训方案，特别是维修人员要定期开展技能培训。其次，要安排有经验的员工来做示范，重点介绍技术要点，提高维修人员的技术水平。最后，根据实际情况和有关规范等制订了具体的要求，以达到更精细、标准化的目的。

4.2 强化配电线路的防雷维护

在线路的安装中，防雷维修是关键环节，通过实际应用，必须采用全新的陶瓷横担代替传统的角钢横担，从而提高配网的耐雷能力；而在农村，由于10 kV及以下线路的施工，架空线路通常为三角形，而在采用了新型陶瓷横梁后，为了确保电网安全，提高其抗雷性能，必须加大导线间距。

4.3 加强配网的预防性试验

在线路运行期间，必须对配电网络进行定期的检修和维修，并对相关设备进行测试。为了确保安全，必须对避雷针、变压器等产品的工作特性进行测试，以确保产品的使用安全。

4.4 完善10 kV配电运维、检修管理制度

为了确保线路的安全和减少在操作中的风险，必须不断地改进管理系统，不断完善和优化管理制度，并确保能够及时发现并解决问题。对维护人员来说，要不断提高自己的专业技术水平，严格遵守操作规程，建立健全制度和考评体系，落实到人的职责，把安全生产管理工作落实到位。

4.5 注重配电线路与杆塔的检修

在配电网施工中，应加强接地线路的检查，特别要重视线路破坏、断线、线路损坏等问题，以减少潮湿空气、液体对电线的侵蚀，确保线路的完好，降低线路损坏造成的安全事故。其次，在配电线路检修期间，要注意观察电线在线夹中是否有拔出的迹象，同时要注意电线与线夹之间的温度，如果发现温度过高，则应立即进行处理，避免发生断线。在杆塔和横担长期使用后，要经常进行检修，防止出现变形，同时要对钢筋的地下地基进行检查，检查是否有裂缝、损伤等问题，确保杆塔的稳定、完整。对于某些具有高腐蚀性的位置，应对其进行定期的巡视，以保证受到维护人员的关注。

4.6 加强线路的诊断

要做好10 kV配电设备的检修与维护，必须要有一个健全的故障诊断体系。对配电运维进行监测、诊断、维修是搞好设备维修的先决条件。通过将专家的经验与人工智能相结合，使诊断结论更全面、更科学，为下一步的工作提供依据，进一步完善诊断体系，达到一个良性的、互为补充的循环[5]。

4.7 不断更新技术和管理手段

加强10 kV配电检修的管理，引入新的全球定位系统（Global Position System，GPS）技术。由于线路长时间处于高负荷运行状态，存在着较大的安全隐患，因此可以采用监测技术对线路进行动态监测，以防止线路突发故障给用户带来不便。为防止突发停电，对居民的日常生活造成一定的影响，可考虑采取新的措施，如接地自动装置。在10 kV变电站运行中，应考虑采用具有良好的消弧性能的设备。这些新技术方法与研究成果的运用，将有助于10 kV输电线路的运行和运行安全。在10 kV变电站运维与检修过程中，应重视技术与方法的及时更新，以提高检修效率，降低运维风险。

4.8 采取有效措施以降低外力对于配电线路的破坏程度

车辆撞击和树木倾倒对10 kV配电线路造成的破坏是极其严重的，因此应采取相应的预防措施。为了防止驾驶员在恶劣的天气下不能看到铁丝网造成的碰撞，可以在铁丝网的外面涂上醒目的颜色，在铁丝网附近安装一些警示标志，同时也要加强铁丝网的保护，减少对铁丝网的冲击。靠近线路的地方，要经常进行树木修剪，在夏季，树木生长迅速，应及时调整修剪周期，避免树枝损坏电线；对盗窃电线，由于破坏严重，影响恶劣，应加强打击；在电线周围安装监控摄像头，一方面可以起到威慑作用，另一方面也可以在作案后查找到相关的线索。

5 结 论

总之，随着人们生活水平的提高，对用电的需求越来越大，而电能质量、可靠性等指标也越来越受到重视。电力传输涉及到的问题很多，为了防止停电给用户带来的不便，必须加强对电网运行的风险控制和对电网运行的管理，以保证供电安全。10 kV输电线路运行风险相对较高，加强风险控制、运维管理是提高输电线路运行安全、高效运行的关键，在具体工作中要根据配电网络的实际情况做好相应的预防措施。