10kV供电线路常见故障分析

摘要：近些年来，随着我国经济的迅猛发展，对电力的需求量越来越大，供电线路的建设规模也越来越大，但线路运行过程中出现的故障种类越来越多，原因也越来越复杂。10kv供电线路是供电网络的重要组成部分，它在工业生产和人民生活中起着非常重要的作用。文章结合现代10kV供电线路的发展情况，探讨了10kV供电线路的常见故障、常用故障分析方法及应对措施。

关键词：10kV供电线路；常见故障；故障分析；故障种类；应对措施

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0131-02

1 概述

近些年来，随着我国经济的迅猛发展，对电力的需求量越来越大，供电线路的建设规模也越来越大，但线路运行过程中出现的故障种类越来越多，原因也越来越复杂。10kV供电线路在工业生产和人民生活中起着非常重要的作用，涉及电力系统的发电、输电、配电及用电的整个过程。因此，电力企业应当充分掌握10kV供电线路的安装和维护要点，分析各类故障产生的机理，以此为基础不断提升其运行维护的技术水平。

2 10kV供电线路常见故障及产生原因分析

2.1 线路温升引发的断线故障（架空线路）

在10kV供电线路发生此类故障以后，在断线处会出现80℃～150℃高温，线路接头处有烧红、烧黑的情况，此类故障的原因一般和供电线路负荷及接头处的导线连接工艺有关。一方面，当线路的负荷较大时，其实际电流可能大于其设计值，大电流的通过将会引发接头处电阻值变大，进而导致严重的发热现象，降低了线路的机械性能；另一方面，对于某些线路接头处采用不达标的并沟线夹进行处理的情况，容易因其较小的接触面积导致线路发热，进而引发接头处电阻值的增加，陷入发热的恶性循环，最终发生断路故障。

2.2 雷击及异物引发的故障

首先，由于电力线路敷设的地理环境复杂，而线路的位置相对突出的特点，使其容易遭受雷击的危害。当10kV供电线路遭受雷击后，可能引发线路绝缘破坏等事故；其次，随着我国环保政策的不断推进，大量树木的出现对电力线路构成了安全隐患，尤其当出现大风、强降雨等恶劣天气情况时，容易使树木折断并落在电力线路上，引发短路甚至断线危险。

2.3 线路单相接地故障

对于10kV供电线路出现的单相接地故障的原因主要有以下四点：首先，电力系统中配电变压器的高压侧绕组或10kV熔断器发生绝缘击穿；其次，受外力或极端天气作用，供电线路的导线发生断裂并与大地连接；再次，供电线路和绝缘子的紧固不良引发导线脱落；最后，树木等异物触碰线路导线等。

在发生上述故障以后，位于变电站的母线处的互感器的电流会因零序电流的作用而增大，若未及时对故障进行处理，容易对互感器造成损害，甚至引发大面积停电事故。此外，该故障情况下会产生很高的谐振过电压，对系统的绝缘设备和变压器造成威胁。更严重的，若是由于线路导线发生断线而导致接地，可能使线路周围的人员造成触电事故。

3 常见故障的解决方法

3.1 常用的故障分析方法

在实际的运行过程中，10kV供电线路具有建设地形复杂多样、运行环境气候不确定性大的特点，这加大了故障查找的难度。因此，科学合理的故障排除方案的制定显得尤为重要。

3.1.1 基于继电保护状态的10kV架空线故障查找法。根据电力系统的继电保护原理，供电线路的继电保护动作会随着故障发生位置的不同而不同，从以下三个方面进行分析：（1）对于电流速断保护发生跳闸的情况，依据系统最大或最小运行模式的不同，该种保护的动作范围分别占总供电线路的50%、15%～20%，由此可以得出：当该类保护发生动作时，事故地点更接近于变电站一侧；（2）对于过流保护发生跳闸的情况，该保护通常包含延时继电器，并与电流的速断保护一起应用，当该种保护发生动作时，供电线路后段产生故障的可能性大；（3）对于上述电流速断和过流保护同时产生跳闸的情况，一般表示事故地点位于两者共同的保护范围内，且发生线路中段故障的可能性大。

3.1.2 基于电桥、电容电流、兆欧表的10kV电缆线路故障查找方法。由于电力电缆一般掩埋于地下，这种埋设方式具有接入点、接线方法复杂多样、供电线路敷设长等特点，这加大了故障排除的难度。对于该类线路的故障，通常从以下两个方面入手进行排查：（1）基于电桥法的故障查找法。由于电力电缆的敷设距离与其电阻成正比，故在实际中，通过对电缆长度的准确测量可以对故障的位置做出判断；（2）基于电容电流的故障查找法。由于电力电缆对地电容和电缆内部芯线间电容的存在，导致了电容电流的产生，且该电容值分布均匀并和电缆的敷设距离成比例关系，由此，操作人员能够对故障发生位置做出判断。

对于电力电缆的故障类型，通常是采用使用兆欧表对线路绝缘电阻进行测量的方法来判断。例如：当电力电缆的芯地、芯芯间绝缘电阻低于100欧姆时，一般认为发生了短路或低阻接地事故；当芯地、芯芯间绝缘电阻高于100欧姆，且大大小于正常值时，一般认为发生了高阻接地事故；当电力电缆的芯地绝缘电阻高，且在导体连续性测试中出现相间断续现象时，一般认为发生了短路事故。

3.2 10kV供电线路故障的应对措施

3.2.1 线路温升引发的断线故障的应对措施。对于该类故障，应当从三个方面进行处理：（1）应当从整体的角度出发，对所有线路中的接头处进行检查，通过用大型线夹代替小型线夹的方法，对温度大于50℃的接头进行及时处理；（2）在电力线路的生产过程中，提高线路连接工艺；（3）应当进行科学的电网调度，保证电网负荷均衡，防止某些线路发生过负荷的情况。

3.2.2 雷击及异物引发故障的应对措施。对于雷击引发的故障，在实际中，应当从以下三个方面进行应对：（1）提高线路中绝缘子（特别是针式绝缘子）的抗雷水平；（2）建立恶劣天气预警机制，及时依据气候、天气的变化制定相应的应对策略；（3）合理地在供电线路中设置避雷器等防雷击装置。对于树木等异物造成的线路故障，除了应当加强电力供电线路的定期巡查、做好维护、及时处理线路隐患工作以外，更应当做好宣传教育和警示牌的设置工作。

3.2.3 线路单相接地故障的应对措施。对于线路单相接地故障可以采用以下三种措施进行应对：（1）合理地设置电力线路的单相接地保护装置。通过该措施，维护人员能够在发生故障后迅速及时地发现事故并有效处理；（2）加强线路绝缘监测。对于供电线路中的重点部分，如绝缘子、熔断器等设备的绝缘性能进行检测，及时替换不达标的设备；（3）合理设置分支线路的熔断器。通过该措施，当发生故障后，线路会自动将发生短路的支路切除。

4 结语

10kV供电线路作为电网的重要组成部分，对我国的工业生产和居民生活起着重要的保障作用。供电线路中出现运行故障不仅会对电网的正常运行造成危害，而且还会造成巨大的经济损失。本文对10kV供电线路的常见故障进行了分析，并就如何解决这些故障提出了一些应对策略，希望能为从事供电线路维护管理的工作人员提供一些借鉴。

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作者简介：韦博（1985-），男，陕西人，青海油田供水供电公司涩北供电车间助理工程师，研究方向：电气自动化。