配电10kV线路故障分析

配电10kV线路故障分析

陈仁颢

（大连供电公司辽宁大连市116021）

摘要：2016年，大连市中山地区共计发生各类配电事故60次，按原因分类可分为外力破坏、设备本体故障、用户原因、线路落外物、天气原因五大类，其中有几个较为典型的故障，本文主要针对各类型故障，找出典型案例进行分析，并提出针对性整改措施，在未来的配电运维工作中，压降配电线路故障发生率，提高配电网供电可靠性。

关键词：配电典型故障接地系统变压器

一、用户原因引发的配电故障

2016年4月5日，10kV油区线明海干1#[1010]开关跳闸（66kV明泽变10kV油区线101开关未动作）。经运行人员排查，故障原因为海昌欣城中心配电站低压柜（未移交、用户产权）上方屋顶漏水，致使低压分回路密集母线浸水短路。后经现场勘查，判明此低压柜为海昌欣城中心配电站4#变压器配出低压柜。故障发生时低压柜主二次开关未发生跳闸保护（后请开关厂家人员到现场查明原因为开关整定值不合理，规定为额定电流8-10倍，现场为12倍），而4#变压器高压柜没有熔断器保护，致使低压密集母线短路造成越级跳闸故障。分析明海干1#[1010]开关跳闸而66kV明泽变101开关未动作原因：经查66kV明泽变101开关动作值608A，明海干1#[1010]开关动作值600A，海昌欣城中心配电站4#变压器低压柜上方密集母线浸水产生二次短路电流虽然较大（但未超过主二次开关整定的速断保护电流），但折算至变压器一次短路电流就相对较小，由于变压器主一次开关没有熔丝保护，折算后的一次短路电流大于明海干1#[1010]开关额定值600A，且未达到66kV明泽变101开关的动作值（或动作时间），因此最终导致明海干1#开关跳闸，但66kV明泽变101开关未动作。这是一起典型的越级跳闸事故案例！

鉴于此，我们也向大连海昌物业管理有限公司正式发函，责令其在海昌欣城中心配电站原址外另寻土建位置新设10kV高压柜8面，其中进线柜2面，分段柜2面，主一次柜4面（PFA），改变供电方式。

此次故障给运行人员的启示：1）变压器主一次柜必须采用负荷开关+熔断器的保护形式；2）低压主二次、分回路空气断路器必须严格按照开关的额定值进行整定，杜绝保护配置不合理、越级跳闸情况发生；3）加强验收环节（包括设计、安装、设备装置性缺陷等内容），发现设备隐患及时进行整改。

二、设备本体原因引发的配电故障

（1）2016年6月4日12时30分，66kV胜利变10kV玉光线、利源乙线同时发生开关跳闸故障。10kV利源乙线、玉光线均由66kV胜利变Ⅲ段母线配出，且开关跳闸之前调度系统显示Ⅲ段母线有瞬间接地信号。经排查10kV利源乙线故障点为天源开关站203开关柜B相带电显示传感器烧损，10kV玉光线故障点为一德街乙箱式开关站C相带电显示传感器烧损，经现场找来的开关厂工作人员解释，此情况是由于高压开关柜带电显示传感器绝缘被击穿所导致，再结合66kV胜利变Ⅲ段母线有瞬间接地的信号深入分析，此次故障可能是由于其中一回线带电显示传感器绝缘被击穿形成系统接地后，其它两相对地电压升高，导致66kV胜利变Ⅲ段母线另一回线薄弱点（恰巧也是带电显示传感器）被击穿，系统两点接地形成短路故障，最终两回线同时跳闸。

（2）2016年8月21日01时13分，66kV东海变10kV东港线、海乐线、东检乙线同时发生开关跳闸故障。10kV东港线、海乐线、东检乙线均由66kV东海变Ⅱ段母线配出，且开关跳闸之前调度系统显示Ⅱ段母线有瞬间接地信号。经排查，10kV东港线故障点为人民路东2#箱式开关站102开关至人民路东3#箱式开关站101开关电缆中间接头故障；10kV海乐线故障点为华乐街13#箱式开关站102开关至华乐街14#箱式开关站101开关电缆本体故障；10kV东检乙线故障点为66kV东海变208开关至星光耀开关站201开关电缆中间接头故障。

通过10kV东港线故障照片，可以看出故障电缆头弯曲受力变形严重，判断绝缘结构遭到破坏，分析三回线同时跳闸原因是由于10kV东港线人民路东2#箱式开关站102至人民路东3#箱式开关站101电缆中间接头绝缘遭到破坏被击穿形成单相接地后，66kV东海变Ⅱ段母线其它两相对地电压升高，导致10kV海乐线华乐街13#箱式开关站102至华乐街14#箱式开关站101电缆本体薄弱点以及10kV东检乙线66kV东海变208至星光耀开关站201电缆中间接头绝缘被击穿，系统三点接地形成短路故障，最终三回线同时跳闸。

此次故障给运行人员的启示：电缆中间接头要坚决杜绝弯曲受力现象的发生，新敷设的电缆要严格按照电缆允许弯曲半径敷设，验收人员必须要在中间接头制作过程中加强监督，严把施工质量，避免电缆“带病”投运。

（3）2016年6月8日20时12分，66kV民主变10kV民乐线、双兴线同时发生开关跳闸故障。经排查，10kV民乐线故障原因为荣华干11#杆A相引线断裂，10kV双兴线未发现明显故障点，经逐级试送后，送电成功。两回线均由66kV民主变I段母线配出，且开关跳闸之前调度系统显示I段母线有瞬间接地信号。

以上3次故障共同的特点均是66kV变电站同一段母线配出的2条（或3条）10kV线路同时发生跳闸，且跳闸之前调度系统显示该母线有瞬间接地信号。对故障原因进行分析，得出结论：部分老旧10kV设备绝缘结构在正常相电压（约5774V）下可以满足运行，当系统内某一相接地后，其它两相对地电压升高倍，若电气设备其它两相因绝缘不足再次发生击穿时，就会构成系统内两点接地，形成短路，使两个不同接地点所属的10kV线路同时跳闸。当永久接地点被隔离以后，绝缘薄弱的设备对地电压恢复正常，若绝缘未被彻底击穿，线路可以恢复正常运行。此类绝缘结构不完全击穿现象属于典型的闪络性故障，由于闪络性故障难以判明故障点，因此只有等绝缘结构彻底击穿后，才能对故障设备进行处理。

三、设备本体-变压器原因引发故障

导致变压器故障的原因主要有以下几类：

（1）过负荷。过负荷运行易导致变压器过热，过热对变压器是极其有害的，变压器绝缘损坏大多是由于过热引起的，温度的升高降低了绝缘材料的耐压和机械强度，会使变压器绕组的绝缘水平下降，加速其老化，缩短其寿命，严重时甚至会引起铁芯烧损。

（2）配变三相负荷不平衡，偏相长期超负荷运行。配电变压器偏相长期满载或超载运行，如果三相不平衡度≥40%，将导致变压器过热，绝缘油老化，降低绕组绝缘性能。

建议措施：

（1）充分利用PMS2.0配网管控模块和大数据综合应用管理平台对配变三相不平衡度、负载率进行动态监控，发现三相不平衡、（配网运维管控模块三相不平衡定义：三相不平衡度≥25%，负载率＞60%，持续运行2小时以上）重载、过载配变及时到现场进行负荷测试，必要时采取负荷分割等措施。

（2）合理选择配变一二次侧熔丝。容量在100kVA以下，高压侧按变压器高压侧额定电流的2-3倍选择；容量在100kVA以上，高压侧按变压器高压侧额定电流的1.5-2倍选择；变压器低压侧熔丝按变压器低压侧额定电流选择。

结束语

针对以上几类典型故障，在以后的运行维护工作中将重点关注，加强用户设备管理，严格把控好验收关。对于变压器等设备本体类故障，应加强巡视，及时发现缺陷，处理缺陷，提高辖区内的供电可靠性。

参考文献

[1]吴再希,熊信银主编《电力工程》，华中科技大学出版社，2003年10月.

[2]刘宝林主编，《电气设备应用手册》，中国水利水电出版社，2000年.