廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局 吳浩權(quán)

由于我國很多電力資源用戶分布較為分散，為了滿足供電需求及降低能源消耗，在很多地區(qū)采用10kV 配電線路來進(jìn)行電力傳輸，配電線路的運(yùn)行狀態(tài)直接影響到用電安全和供電質(zhì)量，但是現(xiàn)階段10kV 配電線路故障頻發(fā)，分析故障原因并積極融合自動化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維作業(yè)，從而保障用戶的用電安全。

隨著我國電網(wǎng)深入和電網(wǎng)改造的發(fā)展，目前在我國各地10kV 配電線路有著廣泛的應(yīng)用，在10kV配電線路運(yùn)行過程中普遍存在一些問題，導(dǎo)致供電質(zhì)量受到影響，不僅嚴(yán)重影響生活生產(chǎn)，而且也存在很多用電安全問題對用戶的生命安全造成威脅，因此需要針對10kV 配電線路故障進(jìn)行分析，并利用自動化技術(shù)來提升運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量和效率，保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 10kV 配電線路普遍存在的故障問題

在電力建設(shè)過程中10kV 配電線路尤為重要，如果想要保證10kV 配電線路正常運(yùn)行，就需對各種常見故障有準(zhǔn)確充分的認(rèn)知，要對故障原因進(jìn)行分析并針對性制定解決優(yōu)化方案，目前10kV 配電線路中最常見的故障主要有短路故障、接地故障、斷線故障，需針對性進(jìn)行分析。

1.1 短路故障

短路故障是最常見的問題，不僅嚴(yán)重影響供電質(zhì)量且常伴隨很多安全隱患，短路現(xiàn)象很多時候都是由于電器元件的質(zhì)量問題導(dǎo)致，由于電器元件質(zhì)量較差且長期處于運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)10kV 配電線路長期處于高壓高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時，電器元件很容易無法承受巨大的電壓，進(jìn)而造成短路的現(xiàn)象；其次部分線路由于承擔(dān)輸電任務(wù)較大，導(dǎo)致電力輸送距離較遠(yuǎn)，在長期電力輸送過程中會產(chǎn)生大量的熱量，進(jìn)而導(dǎo)致線路的絕緣層或者線路設(shè)備出現(xiàn)損壞進(jìn)而出現(xiàn)短路故障。

為了解決這一問題，各地區(qū)10kV 配電線路分別設(shè)置隔離開關(guān)（圖1），一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象則可通過拉合隔離開關(guān)來對電網(wǎng)線路及設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，這種方式相對而言較為有效，但是在隔離開關(guān)拉合問題上，由于多種因素影響經(jīng)常出現(xiàn)拉合不及時的現(xiàn)象，同時很多時候由于線路上設(shè)備殘舊老化受損、有漂浮物懸掛二相或三相引起相間故障、自然災(zāi)害等現(xiàn)象都會導(dǎo)致短路現(xiàn)象發(fā)生，因而運(yùn)維作業(yè)人員需定期進(jìn)行巡視，及時發(fā)現(xiàn)線路存在的隱患及黑點(diǎn)。這些現(xiàn)象需要針對性進(jìn)行解決[1]。

圖1 10kV 柱上隔離開關(guān)

1.2 接地故障

10kV 配電線路運(yùn)行過程中需要進(jìn)行接地設(shè)計，主要就是能夠?qū)⒍嘤嚯姾蓪?dǎo)入大地，進(jìn)而保證電力線路穩(wěn)定安全運(yùn)行，但是如果10kV 配電線路發(fā)生接地故障則會導(dǎo)致在一定時間段內(nèi)無法有效將電荷導(dǎo)出，不僅會導(dǎo)致電網(wǎng)線路運(yùn)行負(fù)荷增加，而且會導(dǎo)致在10kV 配電線路運(yùn)維過程中出現(xiàn)觸電事故，且在沒有接地保護(hù)的情況下，電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也會大大下降。

另外一種情況是配電設(shè)備接地導(dǎo)致故障，這種故障主要是由于配電線路斷裂導(dǎo)致，不僅會造成大量的電力資源浪費(fèi)，且在很多特殊區(qū)域例如森林或者池塘區(qū)域會產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，巡檢線路中發(fā)現(xiàn)很多樹木發(fā)展迅速，與線路距離不足線路安全保護(hù)區(qū)要求，常常由于巡視不到位導(dǎo)致樹障隱患普遍存在且覆蓋區(qū)域較為廣泛，一旦出現(xiàn)雷電及風(fēng)雨交加天氣，很容易由于樹障接觸線路導(dǎo)電引起接地故障。

1.3 斷線故障

10kV 配電線路的斷線故障主要是由于外界因素影響，例如由于避雷器沒有接地導(dǎo)致架空10kV配電線路出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，進(jìn)而造成斷線故障的現(xiàn)象發(fā)生，或者由于城市建設(shè)不科學(xué)施工作業(yè)等人為因素導(dǎo)致，斷線故障不僅會導(dǎo)致配電站出現(xiàn)問題也直接會影響正常供電，這個問題需要針對性進(jìn)行分析。

在10kV 配電線路運(yùn)行過程中，要想做好配電線路的安全運(yùn)行和供電質(zhì)量，不僅要對以上三種常見故障制定防范措施及方案，而且同時還要綜合分析來選購高性能、高保障的線路設(shè)備，保障線路穩(wěn)定運(yùn)行。以下是常見的設(shè)備線夾導(dǎo)致線路故障。

這種故障主要是由于檢修工作不到位，或者在檢修工作結(jié)束后沒有將螺絲或者其他元件擰緊，導(dǎo)致接觸不牢固進(jìn)而導(dǎo)致線夾與線路連接點(diǎn)電阻增加，或者是由于電力設(shè)備的線夾在觸頭連接的地方材料存在問題導(dǎo)致存在電位差，在氧化作用下接頭處不斷松弛，最終導(dǎo)致設(shè)備線夾由于高溫出現(xiàn)損壞等現(xiàn)象。

2 故障原因分析

自然災(zāi)害導(dǎo)致。由于10kV 配電線路的供電范圍較大且路徑較長，覆蓋區(qū)域環(huán)境較為復(fù)雜，導(dǎo)致在雨季很容易被雷擊，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣子擊穿或者避雷針損壞等現(xiàn)象，部分甚至?xí)斐膳潆娋€路燒毀的現(xiàn)象；其次由于10kV 配電線路長期暴露在外面，經(jīng)歷風(fēng)吹日曬，很多時候會被一些其他物體刮倒或者折斷，很多時候會由于長期侵蝕導(dǎo)致絕緣層老化等現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致10kV 配電線路故障問題發(fā)生。

外力破壞導(dǎo)致?，F(xiàn)階段隨著城市化步伐不斷加速，很多城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)積極開展市政建設(shè)和新農(nóng)村建設(shè)，在施工過程中由于沒有科學(xué)進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃導(dǎo)致10kV 配電線路損壞現(xiàn)象時有發(fā)生；其次很多時候電力建設(shè)都是結(jié)合公路建設(shè)路線進(jìn)行規(guī)劃，導(dǎo)致很多10kV 配電線路都處于公路兩側(cè)，很多大型車輛或者違規(guī)駕駛行為導(dǎo)致電線桿折斷或者倒桿現(xiàn)象時有發(fā)生，同時現(xiàn)階段10kV 配電線路逐漸被各種建筑包圍，很多違建行為都導(dǎo)致線路無法正常安全的運(yùn)行，甚至很多人員會對10kV 配電線路進(jìn)行路徑更改，進(jìn)而導(dǎo)致故障頻發(fā)。

設(shè)備自身材料導(dǎo)致。在10kV 配電線路建設(shè)過程中，由于很多時候?qū)υO(shè)備材料的質(zhì)量重視程度較低，導(dǎo)致很多設(shè)備無法滿足供電需求，短時間內(nèi)出現(xiàn)故障老化等現(xiàn)象，且很多個人建筑內(nèi)的電力設(shè)施由于是個人負(fù)責(zé)，導(dǎo)致很多產(chǎn)權(quán)電力設(shè)施無人管理且設(shè)備落后，很容易發(fā)生故障。

運(yùn)維管理導(dǎo)致故障。在10kV 配電線路運(yùn)行管理過程中，很多時候由于經(jīng)驗不足，專業(yè)性較差導(dǎo)致很多不規(guī)范操作普遍存在，且很多時候由于巡視檢查不到位或者管理缺位等現(xiàn)象，都會導(dǎo)致10kV配電線路運(yùn)行故障發(fā)生。

3 10kV 配電線路的自動化運(yùn)行維護(hù)

3.1 故障檢查設(shè)備

現(xiàn)階段隨著科技不斷發(fā)展，利用通訊技術(shù)和電子技術(shù)可以有效提升10kV 配電線路的運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，并提升管理水平，通過利用電子技術(shù)對10kV配電線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，并對異常信號進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常信號或者故障問題，則通過故障檢測設(shè)備可以迅速對故障信號進(jìn)行跟蹤定位，并及時對故障線路進(jìn)行隔離，提醒運(yùn)維人員進(jìn)行檢修作業(yè)。

利用故障檢測設(shè)備不僅可以有效保證供電質(zhì)量，也可以通過故障定位提升檢修效率，一般情況下，可以將故障檢查設(shè)備安裝在電纜設(shè)備或者環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜中，并對不同供電區(qū)域進(jìn)行梳理整合，進(jìn)行分區(qū)實時動態(tài)監(jiān)控，進(jìn)而有效提升檢修效率，現(xiàn)階段故障檢查設(shè)備相對較多，例如故障指示器、電子信號跟蹤器等，需要結(jié)合實際環(huán)境科學(xué)選擇設(shè)備類型，并適當(dāng)調(diào)整安裝位置和區(qū)域密度，保證10kV 配電線路穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

3.2 饋線自動化開關(guān)

10kV 配電線路中普遍通過饋線自動化開關(guān)來提升控制能力，現(xiàn)階段饋線自動化開關(guān)主要分為三種，這三種各有優(yōu)劣需要針對性進(jìn)行分析。

第一種為智能柱上斷路器（圖2、3），一旦10kV 配電線路運(yùn)行狀態(tài)異?；蛘叱霈F(xiàn)故障，則斷路器會及時切斷零序電流，進(jìn)而避免短路或者負(fù)荷電流對10kV 配電線路造成損壞；第二種為負(fù)荷開關(guān)（圖3），主要是在10kV 配電線路的主線或者支線上安裝，當(dāng)出現(xiàn)故障時對指定區(qū)域進(jìn)行自動切斷隔離，可以有效防治故障范圍擴(kuò)大。

圖2 智能柱上斷路器

圖3 10kV 戶外柱上斷路器、負(fù)荷開關(guān)

第三種為智能控制器，相比于前兩種設(shè)備智能控制器應(yīng)用范圍極為廣泛，可以與重合器、負(fù)荷開關(guān)以及斷路器等多種設(shè)備進(jìn)行連接，同時可以不同參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)針對性控制，也可以對多個參數(shù)進(jìn)行同時控制，不僅能有效強(qiáng)化保護(hù)而且可以靈活調(diào)整，是目前應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備。現(xiàn)階段很多地區(qū)采用通過安裝饋線自動化開關(guān)及控制箱進(jìn)行控制效果最為優(yōu)質(zhì)，是未來發(fā)展的主要方向之一，在饋線自動化開關(guān)類型選擇時，需要科學(xué)分析線路實際情況進(jìn)行選擇。

4 10kV 配電線路自動化運(yùn)維發(fā)展趨勢前瞻

4.1 自動化運(yùn)行維護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息平臺的構(gòu)建

針對10kV 配電線路自動化運(yùn)維需要利用信息化技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息平臺，并通過大數(shù)據(jù)以及云計算技術(shù)來對10kV 配電線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)實時檢測和數(shù)據(jù)采集，一旦出現(xiàn)故障信號或者異常信號，則及時進(jìn)行分析和反饋，將各種信息傳遞到移動設(shè)備端，不僅表明故障位置，同時通過大數(shù)據(jù)處理科學(xué)分析故障原因，進(jìn)而有效提升運(yùn)維質(zhì)量和效率，同時每一次故障信息檢修方式都將作為檔案信息進(jìn)行存儲，不僅可以作為檢修經(jīng)驗，同時也可以保證檢修人員操作規(guī)范，通過分析不同區(qū)域的故障信息，可以得出故障高發(fā)區(qū)域和頻發(fā)故障，進(jìn)而針對性進(jìn)行檢修養(yǎng)護(hù)作業(yè)，保證檢修維護(hù)的針對性[3]。

4.2 智能化技術(shù)的應(yīng)用

10kV 配電線路自動化運(yùn)維需要引進(jìn)智能化技術(shù)，通過專家系統(tǒng)和模糊理論不斷優(yōu)化10kV 配電線路自動化運(yùn)維模式，對運(yùn)維的線路進(jìn)行分級并實現(xiàn)資源差異化配置，整體10kV 配電線路自動化運(yùn)維工作不僅全面且保證側(cè)重性，避免無重點(diǎn)無偏向的現(xiàn)象對運(yùn)維質(zhì)量產(chǎn)生影響。不僅可以有效提升運(yùn)維效率和質(zhì)量，同時在人員不足的時候可以通過遠(yuǎn)程操作和自我診斷的方式來保證10kV 配電線路穩(wěn)定運(yùn)行，用發(fā)展性眼光和前瞻性思維來分析看待，智能化配電線路自動化運(yùn)維是未來發(fā)展的必然趨勢，需要不斷優(yōu)化拓展，充分發(fā)掘其社會價值和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段10kV 配電線路運(yùn)行過程中主要存在短路、斷線、接地等故障，其原因主要是自然因素、外力因素以及材料因素導(dǎo)致，針對這些故障需要采用故障檢查設(shè)備以及饋線自動化開關(guān)來提升運(yùn)維質(zhì)量和效率，同時融合信息化技術(shù)和智能化技術(shù)構(gòu)建配電線路自動化運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)信息平臺，提升運(yùn)維的針對性和側(cè)重性，實現(xiàn)自動化、智能化、差異化運(yùn)維。