（深圳供电局有限公司广东深圳518106）
摘要：针对一起同杆架设的三回10kV架空线路同时发生故障跳闸的事故，结合现场故障情况、保护动作时序及相关计算数据，分析了故障发生的原因，并提出了预防此类事故再次发生的措施。本文旨在指出配网运行管理过程中发现的隐性缺陷、管控措施及故障原因分析方法，为从事配电工作的广大同仁提供参考。
关键词：架空线路；配电；故障分析；隐性故障；管控措施
1、引言
20××年7月25日06时43分220kV××变电站10kV1AM的出线××线F03、××线F05、××线F07同时故障跳闸。F03、F05、F07为架空线路，出站后同杆塔架设。故障特征统一为线路故障前轻载运行，线路相继故障且保护动作后重合闸不成功。故障前后电流如表1：
3故障分析
在进行故障查找和事故抢修的同时，组织专人对故障原因进行了分析。通过分析查找到的故障点实际情况、保护动作时间序列和数据计算结果，结合现场工作经验，得出了以下结论：
3.1××线F05
由图2可以看出，06时42分51秒451毫秒，F05站内开关保护过流Ⅰ段首先动作，判定本次故障是由F05引起。通过站外开关负荷侧刀闸下散落四周的金属粉末及断口痕迹判断，A相铜铝线夹断裂为熔断。故障前F05一直处于轻载状态，121.71A的电流不足以造成铜铝线夹的熔断，因此判定故障是由保险管爆炸（如图3）引起。分析同一时刻站内#1主变变低501A的故障录波图和保护动作时序图可推断，某公变室内墙上保险管B相爆炸后形成三相短路故障，故障后重合闸重合不成功。故障期间，电流达到6276A，导致F05开关保护过流Ⅰ段动作，同时故障电流使开关负荷侧刀闸A相铜铝线夹发热、熔断。
发生单相接地故障后，故障相对地电压为0，非故障相对地电压升高至倍额定相电压。由于三相线电压仍然保持对称和大小不变，因此允许继续运行。通过消弧线圈的自动跟踪，可实现电容电流的快速过补偿，使故障点处零序电流小于一定值（一般小于10A）而自动熄弧。假设该保险管各相之间安装有绝缘挡板，则爆炸后只形成单相接地故障，不会产生6276A的故障电流，也不会引起A相铜铝线夹发热、熔断。
故障时该公变负载率34%，处于轻载状态，保险管爆炸说明保险管本身存在缺陷或质量问题；通过对断口的分析认为A相铜铝线夹接口接触不良，导致接触电阻较大，当故障电流通过时线夹瞬间熔断。
3.2××线F07
同3.1，126.99A的负荷电流不会引起铜铝线夹熔断，且瓷横担断裂后没有形成短路的通道，因此判定，故障原因为：06时42分52秒521毫秒F05开关保护重合闸动作之后，至55秒816毫秒F05开关保护过流Ⅰ段动作切除F05开关之前的故障持续期间，同塔架设的F05铜铝线夹熔断瞬间产生的金属蒸汽上升及F05重合后F07的导线受电磁力摆动的综合因素影响导致了F07三相短路故障，故障电
如果电源电压在接近幅值时合闸，由于电源电压变化较慢，线路的合闸相当于直流电势合闸于LC振荡回路，直流电势等于工频电源电压的幅值Em，振荡过程中线路上会产生很高的过电压，过电压幅值=稳态值+（稳态值-初始值）。55秒215毫秒开关过流保护动作之后至重合闸保护动作之前，线路上仍有较大的残留电荷和残留电压，即初始值不为零，将会使过电压倍数增大。若重合闸保护动作之前线路上保留有Em的电压，当重合时刻电源电压恰好为最大值，且与线路上的残留电压极性相反，即-Em，这时电源电压将通过变压器及电感对电容反充电，形成振荡，线路上的电压初始值为Em，稳态值为-Em，过电压幅值=稳态值+（稳态值-初始值）=-3Em，即重合闸时刻线路过电压最高可达电源电压的三倍。
因此，分析认为由于重合闸分合产生的暂态过电压使某用户高压计量箱绝缘击穿、发生故障。
3.3××F03：
56秒139毫秒，受F07开关负荷侧刀闸B相铜铝线夹熔断产生的金属蒸汽上升后与F07导线受电磁力摆动的综合因素影响导致了F03发生三相短路故障，故障电流15880A，故障期间，F03第一基铁塔和紧随其后第一基杆塔之间导线中间相B相承受的电动力Fmax最大，最大值为（式中，Kf—导线形状系数，当导线相间距离远大于导线截面周长时，Kf=1；l—导线跨距(m)；a—导线相间距(m)），计算可得，Fmax=33.2KN，电动力拉断了B相导线。（如图7）
经观察，断裂的导线两个并沟线夹的压接工艺不符合要求，一个并沟线夹按要求使用了铝包带压接但有铝包带向外鼓出，另一个并沟线夹未使用铝包带压接，导线存在断股现象并严重锈蚀（如图7、图8）。从F03的年负荷曲线可知该线路一直处于轻载状态，由于过负荷导致发热的可能性较低。导线的锈蚀证明由于压接的质量不良存在过大的接触电阻，产生发热，加快氧化腐蚀，严重的腐蚀进一步增大了电阻；压接未使用铝包带，导致股间存在空隙；当有大电流通过时导线产生电弧，导致断股（如图8）。断裂的导线的档距为94米，不符合《××中低压配电网规划设计技术原则》规定的40-50米的档距规范，导致线路荷重及短路时产生的电磁力增大。以上因素综合起来导致导线的机械强度下降，当短路产生的33.2KN电磁力作用在导线上时，导线被拉断。
4管控措施
针对本次故障中暴露出的问题，提出了以下管控措施，预防此类事件再次发生。
1.排查室内公变墙上的负荷保险管数量，制定计划更换为更可靠的设备或在三相保险管间装设绝缘档板，避免保险管爆炸后形成短路故障通路。
2.按照《××中低压配电网规划设计技术原则》，排查档距超标线段，采取调整档距、更换为加强型导线、更换为电缆线路等措施消除导线断线的隐患。
3.铜铝线夹电阻过大时，正常负荷电流下不会导致线夹烧断，但是会导致发热、温度升高，通过测温枪或热成像仪可以检测出来。因此，要加强测温及巡视工作，特别是所处环境湿度大、温度高等运行环境差的架空线路和设备。
4.加强验收工作，对于架空导线,在保证人身安全的前提下应对其进行登杆验收，严禁并沟线夹未使用铝包带压接。
5.严格执行新颁布的《中低压配电运行规程》加强设备故障分析，对故障发生的根本原因进行分析并制定针对性的整改措施进行事故反措。
5结束语
通过对三回线路故障点及造成故障的直接原因的分析，结合保护动作时序图，得出了多个故障点发生的前后顺序和故障的根本原因，指出了几个配网常见的隐形缺陷，并提出了五大管控措施，可有效预防类似事件的发生，提高配电网运维管理水平。同时，多回线路同时跳闸的事件中，通过文中使用的“现场各个故障表象和保护动作时序图相结合”的方法逐个分析、层层分析，可较真实的还原故障发生的过程，大大提高故障分析的准确性。
参考文献：
[1]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册—电气一次部分[M].水利电力出版社，1989.
[2]张萍，刘巡，彭振安.线路故障跳闸重合引起内部过电压的分析[J].山东电力技术，2006，03.
[3]DL/T5220-2005，10kV及以下架空配电线路设计技术规程[S].电力行业电力规划设计标准化技术委员会，2005.
[4]陈慈萱.电气工程基础（上册）[M].中国电力出版社，2003.
[5]刘韶春.消弧线圈补偿接地技术在电力系统中的应用[J].甘肃科技，2012，28(22):75-77.
[6]赵刚,黎军华,竺尚林.10kV智能消弧线圈在配电网中的应用[J].四川电力技术，2006，29(5):21-24.
作者简介：
李永见（1991—），男，广东深圳人，助理工程师，从事配电网运行、维护及配网自动化管理等工作。