10kV架空线路、设备常见故障的原因及查找方法

　　在电力供应系统中，10kV 线路的稳定运行至关重要。然而，由于各种自然和人为因素的影响，10kV 线路难免会出现故障。以下将详细介绍 10kV 线路故障的分类、判断方法以及相应的处理措施。
　　一、10kV 线路故障分类
　　速断故障：故障范围通常在线路上端，主要由三相短路或两相短路造成。常见原因包括线路充油设备（如油断路器、电力电容器、变压器等）短路、喷油，春季鸟巢危害、雨季雷电、暴风雨的影响、电杆拉线被盗破坏、伐树砸住导线等自然灾害或人为因素。由于故障范围较小且原因清晰，查找相对容易。
　　过流故障：故障范围在线路下端，由用电负荷突然性增高，超出了线路保护的整定值或三相短路或两相短路造成，原因与速断故障基本相同。同样，因其故障特征明显，查找难度不大。
　　接地故障：全线路范围内均可发生，基本上可分为性接地和瞬时性接地两种。主要原因有断线、绝缘子击穿、线下树木等原因导致多点泄漏。接地故障由于范围较大，故障原因不明显，有时必须借助仪表仪器才能确定故障原因。
　　二、根据保护动作特点判断线路故障性质和地段
　　一般情况下，线路跳闸重合成功，说明是瞬时性故障，如鸟害、雷击、大风等；重合不成功，则为性故障，像倒杆断线、混线等。
　　如果是电流速断跳闸 ，故障点一般在线路的前段；如果是过电流跳闸 ，故障点一般在线路的后段。
　　如果是过电流和速断同时跳闸，故障点一般在线路的中段。在事故巡线时，除重点巡查大致的故障范围外，其他地段也要巡查，以免遗漏故障点，延长事故处理时间。以下口诀可帮助快速判断：“线路故障停了电，保护动作巧判断；速断动作查前端，约为全长数一半；过流动作值较小，故障较远在后边；速短过流同跳闸，故障位于线中间。”
　　三、10kV 线路接地故障及处理
　　单相接地是 10kV 线路中出现多的故障，农村 10kV 电网接地故障约占 70%。它会使三相平衡系统受到破坏，非故障相的电压升高到原来的√3 倍，可能会引起非故障相绝缘的破坏。10kV 系统为中性点不接地系统。
　　线路接地状态分析
　　金属性接地：一相对地电压接近零值，另两相对地电压升高 √3 倍。在雷雨季节发生，可能是绝缘子被雷击穿，或导线被击断，电源侧落在比较潮湿的地面上引起的；在大风天气，可能是金属物被风刮到高压带电体上，或变压器、避雷器、开关等引线刮断形成接地；在良好天气发生，可能是外力破坏，如扔金属物、车撞断电杆等，或高压电缆击穿等。
　　非金属性接地：一相对地电压降低，但不是零值，另两相对地电压升高，但没升高到√3 倍。在雷雨季节，可能是导线被击断，电源侧落在不太潮湿的地面上引起的，也可能是树枝搭在导线上与横担之间形成接地；还可能是变压器高压绕组烧断后碰到外壳上或内层严重烧损主绝缘击穿而接地，或者绝缘子绝缘电阻下降等原因。此时，需要观察设备绝缘子有无破损，有无闪络放电现象，是否有外力破坏等因素。
　　非金属接地和高压断相的特征：一相对地电压升高，另两相对地电压降低。可能是高压断线，负荷侧导线落在潮湿的地面上，没断线两相通过负载与接地导线相连构成非金属型接地，故而对地电压降低，断线相对地电压反而升高；也可能是高压断线未落地或落在导电性能不好的物体上，或线路上熔断器熔断一相，被断开地线路又较长，造成三相对地电容电流不平衡，促使二相对地电压也不平衡，断线相对地电容电流变小，对地电压相对升高，其他两相相对较低；还可能是配电变压器烧损相绕组碰壳接地，高压熔丝又发生熔断，其他两相又通过绕租接地，所以，烧损相对地电压升高，另两相降低。
　　配电变压器烧损后又接地的典型特征：三相对地电压数值不断变化，达到一稳定值或一相降低另两相升高，或一相升高另两相降低。某相绕组烧损而接地初期，该相对地电压降低，另两相对地电压升高，当烧损严重后，致使该相熔丝熔断或两相熔断，虽然切断故障电流，但未断相通过绕组而接地，又演变一相对地电压降低，另两相对低电压升高。平时就存在绝缘缺陷的绝缘子，首先发生放电，也可能击穿。
　　金属性瞬间接地的特征：一相对地电压为零值，另两相对地电压升高√3 倍，但很不稳定，时断时续。可能是扔在高压带电体上的金属物及已折断变压器、避雷器、开关引线，接触不牢固，时而接触时而断开形成瞬间接地；也可能是高压套管脏污或有缺陷发生闪络放电接地，放电电弧是断续地，形成瞬间接地。
　　线路接地故障的查找方法
　　人工巡线法：有经验人员首先分析线路的基本情况，如线路环境（有无树）、历史运行情况（原先经常接地），判断可能接地点。
　　分段选线法：如果线路上有分支开关，为尽快查找故障点，可用分断分支开关、分段开关办法缩小接地故障范围。由于绝缘子击穿形成隐形故障，查找起来比较困难，可通过测量绝缘电阻办法。
　　用钳型电流表查电缆接地故障：利用钳型电流表测量电缆的电流情况，判断是否存在接地故障。
　　用接地故障测试仪查找故障接地：接地故障测试仪可以准确检测出接地故障的位置。
　　10kV 线路接地故障判断：“接地故障巧判断，一低两高三不变；负荷断线又接地，一高二低也常见。断线、接地难分辨，用户电压分明显。断线只有两相电，接地用户不明显。”
　　四、10kV 架空线路短路故障原因及查找
　　线路短路故障类型：一是线路瞬时性短路故障（一般是断路器重合闸成功）；二是线路性短路故障（一般是断路器重合闸不成功）。常见故障有线路金属性短路故障、线路引跳线断线弧光短路故障、跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障、小动物短路故障、雷电闪络短路故障等。
　　短路故障形成原因
　　线路金属性短路故障：外力破坏造成故障有架空线或杆上设备（变压器、开关）被外抛物短路或外力刮碰短路；汽车撞杆造成倒杆、断线；台风、洪水引起倒杆、断线。线路缺陷造成故障，弧垂过大遇台风时引起碰线或短路时产生的电动力引起碰线。
　　线路引跳线断线弧光短路故障：线路老化强度不足引起断线；线路过载接头接触不良引起跳线线夹烧毁断线。
　　跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障：跌落式熔断器熔断件熔断引起熔管爆炸或拉弧引起相间弧光短路；线路老化或过载引起隔离开关线夹损坏烧断拉弧造成相间短路。
　　小动物短路故障：台墩式配电变压器上，跌落式熔断器至变压器的高压引下线采用裸导线，变压器高压接线柱及高压避雷器未加装绝缘防护罩；高压配电柜母线上，母线未作绝缘化处理，高压配电室防鼠不严；高压电缆分支箱内，母线未作绝缘化处理，电缆分支箱有漏洞。
　　雷击过电压：雷击会产生过电压，可能导致线路短路故障。
　　短路故障查找：故障查找的总原则是先主干线，后分支线。对经巡查没有发现故障的线路，可以在断开分支线断路器后，先试送电，尔后逐级查找恢复没有故障的其它线路。一条 10kV 线路主干线及各分支线一般都装设柱上断路器保护，按理论上来讲，如果各级开关时限整定配合得很好，那么故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候，首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸，尔后对跳闸后的线路，对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找，直到查出故障点。另外，对装有线路短路故障指示器的架空线，还可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。需要注意的是，当查出故障点后，不能认为只要对故障点进行抢修后，线路就可以恢复供电，而中止了线路巡查。因为当线路发生短路故障时，短路电流还要流经故障点上面的线路，所以对线路中的薄弱环节，如线路分段点、断路器 T 接点、引跳线，会造成冲击而引起断线，所以还应对有短路电流通过的线路全面认真巡查一遍。
　　五、低压线路的常见故障及排除
　　配电变压器高压侧熔断器熔断故障：此时，配电变压器低压侧 a 相电压为零，其余两相 b、c 相的电压为原电压的 0.866 倍，大约为 190V。表现在电灯负载上，a 相电灯熄灭，b、c 两相电灯亮度比正常时较暗（日光灯可能不能启动）。事实上，受配电变压器铁芯中不平平衡磁通的影响，配电变压器低压侧 a 相绕组会感应出电压，其大小取决于穿过 a 相绕组磁通的大小。这个电压在一定条件下（如 b、c 两相负荷很不相等，a 相负荷很小等），可能电灯灯丝发红（微红），肉眼可见。普通 220V 白炽灯两端施加大于 15V 的电压就可使灯丝微红。可见，当配电变压器高压一相熔断器熔断，低压侧对应相的电灯微红或不亮（但有电压）；其余两相电灯的亮度降低。推理可知，如果出现一相灯丝微红或不亮但有电压，其余两相变暗时，则可能是高压侧发生了一相熔断器熔断故障。
　　配电变压器低压侧一相熔断器熔断故障
　　带电灯负荷：负载未熔断相电压正常，熔断相电压为零。
　　带电灯和电动机负载（Y 接）：分析证明，当低压侧 a 相熔断器熔断时，a 相电灯所承受的电压取决于 a 相负载的大小，其两端电压总在 73～110V 之间变化，b、c 两相电压正常。可见，在带电灯和电动机混合负载时，低压一相熔断器熔断后的主要特征是未熔断相电压正常，熔断相电压严重不足，电灯亮度变暗，当把电动机退出运行，熔断相电灯立即熄灭。
　　低压电网一相接地故障及查处
　　在中性点直接接地的系统中：当这种故障发生后，剩余电流动作保护器等保护，应能迅速动作，将故障点切除。否则将容易造成触电事故或漏电及短路毁坏设备事故。
　　在中性点不接地系统中：受接点的影响，接地相对地电压为零；非接地相对地电压升高倍（即达 380V）；中性线的对地电压升高为相电压（即达 220V）；各相间的电压大小和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遇到破坏，因此可以暂时运行。但这种故障发生后，也应及时切除，否则，再有一点接地发生，将造成短路事故。同时中性线上带有危险电压也是很危险的。
　　中性点断线故障及预防：故障发生后，中相线断线点前的用电负荷正常工作；当三相负荷完全平衡时，对断线点后的负荷也无影响，但实际上在三相四线电路中，这一点已不可能；当三相负荷不平衡时，就会产生中性点位移。三相负荷越不平衡，其中性点位移越大。造成负荷多的相，负荷实际承受的电压低于额定值；用电负荷小的相，负荷实际承受的电压高于额定值。
　　六、线路和用电设备故障及其处理方法
　　线路和用电设备故障
　　线路和用电设备绝缘差、泄漏大，使保护器误动作或不能投入。
　　各相对地绝缘不平衡，造成各相泄漏也不平衡，出现了所谓灵敏与不灵敏相。若在不灵敏相上发出触电或作模拟触电试验时，剩余电流动作保护器可能拒动。
　　零线绝缘差或接地，与配变中性点接地线形成分流作用，导致漏电保护灵敏度下降或拒动。
　　处理方法：用 500V 绝缘电阻表对低压线路进行遥测，若对地绝缘较低甚至为零时，必须进行整改。整改重点为：
　　对线路采取分路、分段或分户找出降低线路绝缘的薄弱点和接地点加以处理。
　　把泄漏大的陈旧线路、照明线路、地埋线路平均分配到三相上，尽量保持泄漏平衡，减少零序电流。
　　定期修剪接近线路的树枝，其间距应在 1m 以上。
　　安装分路、分级剩余电流动作保护器缩小剩余电流动作保护器的保护范围，当局部出现问题时，不影响总网供电，且故障点易排除。