架空线路常见故障及防范措施

　摘要：对郑州地区10kV架空线路的常见故障类型进行分析，并对10kV架空线路的反事故措施进行探讨，以提高10kV架空线路的安全运行水平，提高供电可靠性。
　　
　　关键词：10kV架空线路；故障；短路
　　　　
　　10kV架空线路直接联系着广大用户，分支线多而复杂，特别是农网线路多、供电半径长、全部为放射式供电线路。经过近年来的城网、农网改造，线路抗事故能力得到显著提高，但10kV架空线路故障仍时有发生。现就10kV架空线路的常见故障进行分析，并对10kV架空线路的故障防范措施进行探讨，以求提高10kV架空线路的安全运行水平，提高供电可靠性。
　　
　　1　10kV架空线路常见故障类型
　　
　　1.1单相接地故障
　　
　　单相接地是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。当发生一相（如A相）不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，大于相电压，但达不到线电压；如果发生A相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。寻找和处理单相接地故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，室内人体不得接近距故障点4m以内，室外不得接近距故障点8m以内，进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。
　　
　　1.2短路故障
　　
　　线路中不同电位的两点被导体短接起来，或者其间的绝缘被击穿，造成线路不能正常工作的故障，称为短路故障。按照不同的情况，短路故障又分为金属性短路、非金属性短路；单相短路、多相短路。
　　
　　1.2.1金属性短路和非金属性短路
　　
　　不同电位的两个金属导体，直接相接或被金属导线短路，称为金属性短路。金属性短路时，短路点电阻为零，因而短路电流很大；若不同电位的两点不是直接相接，而是经过一定的电阻相接，则称为非金属性短路。非金属性短路时，短路点电阻不为零，因而短路电流不及金属性短路大，但持续时间可能很长，在某些情况下，其危害性更大。
　　
　　1.2.2相间短路
　　
　　两相相线相互短接，称为两相短路故障；三根相线相互短接，称为三相短路故障。
　　
　　1.3断路故障
　　
　　断路是最常见的故障，最基本的表现形式是回路不通。在某些情况下，断路还会引起过电压，断路点产生的电弧还可能导致电气火灾和爆炸事故。
　　
　　1.3.1断路点电弧故障
　　
　　断线，尤其是那些似断非断路点，在断开瞬间往往会产生电弧，或者在断路点产生高温，电力线路中的电弧和高温可能会酿成火灾。
　　
　　1.3.2三相电路中的断路故障
　　
　　三相电路中，如果发生一相断路故障，一则可能使电动机因缺相运行而被烧坏；二则使三相电路不对称，各相电压发生变化，使其中的相电压升高，造成事故。　2　10kV架空线路常见故障原因
　　
　　2.1单相接地故障原因
　　
　　单相接地故障多发生在潮湿、多雨天气，是由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、导线接头处过负荷烧断或氧化腐蚀脱落、单相断线等诸多因素引起的。
　　
　　2.2短路故障原因
　　
　　2.2.1外力破坏
　　
　　在2005年郑州配网故障中外力破坏占到30%，主要是由车辆撞断电杆、超高车挂断导线、阴雨天气时树线矛盾突出，搭在线路上的异物（如大风时刮到线路上的带铝箔的塑料纸、高层建筑工地的废铁丝、录音带、彩条、风筝等）、铁塔的塔材金具被盗引起倒杆（塔）等等。
　　
　　2.2.2雷击
　　
　　随着两网架空绝缘线的增多，雷击事故越来越多，由于城市配电线路周围多为高楼大厦，而高层建筑上大多装有避雷设施，所以城市配电线路基本不受雷击的影响。但是农网线路遍布田间、丘陵、山坡，成为了整个周围的最高点，一旦发生雷击，就成为了雷击电流的通道。架空绝缘线遭受雷害事故明显比架空裸线多，雷害损害情况比较严重。绝缘架空线雷害事故比较严重的主要原因：一是绝缘线的结构所致，绝缘导线采用半导体屏蔽和交联聚乙烯作为绝缘层，其中使用的半导体材料具有单向导电性能，在雷云对地放电的大气过电压中，很容易在绝缘导线的导体中，产生感应过电压，且很难沿绝缘导线表皮释放；二是绝缘导线遭受雷击后的电磁机理特殊，造成雷击断线较多。架空裸线雷击时，引起闪络事故，是在工频续流的电磁力作用下，电弧会沿着导线（导体）移动，电弧移动中释放能量，且在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前，断路器动作跳闸切断电弧，而架空绝缘线的绝缘层阻碍电弧在其表面移动，电荷集中在击穿点放电，在断路器动作之前烧断导线。因为雷击电压非常高，且电流瞬间非常大，配电线路的相间距离和绝缘性能根本不能承受，所以引起线路相间弧光短路或对地绝缘击穿，导致接地相间短路。
　　
　　2.2.3鸟害
　　
　　鸟落到线路上、筑巢造成的相间短路，多发生在线路的T接杆、转角杆、隔离开关安装处，因为这些部位联络线密集，相间距离虽然能满足安全距离30cm的要求，但是安全距离裕量不够，鸟类在下落或起飞时翅膀展开，很容易发生相间短路，而且联络线密集也是鸟类筑巢的良好场所，筑巢的树枝、铁丝等，往往会引起相间短路。
　　
　　2.2.4线路、设备本身原因
　　
　　导线弧垂过大，遇刮大风导线摆动，易造成短路。另外线路、设备运行时间较长，绝缘性能下降，也会造成短路故障的发生。
　　
　　2.3断路故障原因
　　
　　2.3.1外力破坏
　　
　　车辆撞断电杆、超高车挂断导线、树木等异物砸断导线等造成断路。
　　
　　2.3.2雷击
　　
　　空旷地带的绝缘线易被雷击而造成断线故障，从事故现场看，断线故障点大多发生在绝缘支持点500mm以内，或者在耐张和支出搭接处。
　　
　　2.3.3线路、设备本身原因
　　
　　导线接头处接触不良或过负荷烧断跌落式熔断器，郑州地区的配电变压器都是采用跌落式熔断器作保护，有时由于负荷电流大或接触不良，而烧毁触头；也有制造质量的问题，操作人员拉合不当用力过猛，而造成跌落式熔断器瓷体折断。
　　
　　3　10kV架空线路常见故障防范措施
　　
　　3.1单相接地故障防范措施
　　
　　及时修剪树线矛盾突出地方的树木。
　　
　　采取防雷措施，以减少因雷击而造成的单相接地故障。另外，为了减少由于绝缘子表面和瓷裙内积污秽，或者是制造质量不良在阴雨受潮后，而产生闪络放电，造成接地故障发生，在线路建设（改造）中必须选用合格的、质量好的绝缘子，并在安装前进行耐压试验，保证安装质量。
　　
　　在负荷高峰期时，运用红外线测温仪，测量导线接头处的温度，一旦发现温度异常，立即进行处理，避免高温熔断导线。
　　
　　3.2短路故障防范措施
　　
　　3.2.1防止外力破坏措施
　　
　　为减少车辆碰撞杆塔事故，尽量迁移杆塔，不能迁移的可以在杆塔上悬挂醒目的反光漆牌，以引起车辆驾驶员的注意。
　　
　　采取设置醒目的禁止警示牌、印发传单等方式加强宣传教育，以防止风筝、彩条等造成短路故障的发生。
　　
　　加强和市政园林部门的联系，及时修剪影响运行安全的树木。
　　
　　力求得到当地公安、治保部门的配合，制定有效的措施和具体防范方案，加强打击破坏盗窃10kV线路塔材及金具等电力设施的力度。
　　
　　运行部门定期巡视检查10kV线路的杆塔基础、拉线基础和违章建筑物，对掏空的杆塔基础、拉线基础进行及时维修，对存在缺陷的设备及时处理和检修，对违章建筑物进行清理整顿。
　　
　　3.2.2防止雷击措施
　　
　　在空旷的10kV架空线路上，采取安装金属氧化物避雷器等防雷措施。避雷器安装密度控制在200～360m左右，具体应根据环境因素和运行经验掌握。另外，还可以在每基杆上选择一相、二相、三相、顶相、边相、或每相错杆安装避雷器。由此来满足安全、经济运行的要求。
　　
　　在线路建设（改造）中必须选用合格的、质量好的绝缘子，并在安装前进行耐压试验，保证安装质量。
　　
　　检查、整改接地装置。定期检查测量10kV线路上接地装置的接地电阻，不合格的给予整改，保证接地电阻值不大于10Ω，与1kV以下设备共用的接地装置接地电阻不大于4Ω。
　　
　　参考文献
　　
　　[1]陈家斌电气设备故障检测诊断方法及实例，北京:中国水利水电出版社，2003。
　　
　　[2]张书旗线路故障与供电可靠性措施探讨，西安:西北电力技术，2004,6。