0 引言

电力系统包括发电、输电、配电和用电等系统，其中，从输电网、本地区发电厂或分布式电源接受电力，并就地或逐级向各类用户供应和分配电能的电网系统称为配电网^[1]。随着国民经济的快速发展，区域用电负荷逐年增加，为满足各行业、各种用户的用电需求，配电网的结构越来越复杂、规模越来越大。近年来，在长期高负荷运行情况下，加之各种自然因素、环境因素的制约，使得一些配电线路的故障率一直居高不下，直接影响电力用户的用电质量。目前，如何降低配电网故障率，提高配电网供电可靠性，已成为配电领域研究的重要课题之一^[2-13]。本文对2019年某供电公司配电网故障情况进行统计分析，期望达到指导配电网运营管理和技术改造，降低配电网故障率，提高用户供电可靠性等目的。

1 配电网故障情况

配电网故障停电原因复杂，既有外部因素影响，也有设备自身原因和运行管理原因^[4]。经统计，2019年该供电公司配电网发生自然因素、外力破坏、动物影响故障占比较大，分别为27.9%、17.7%、16.3%；设备原因、用户原因和不明原因故障占比居中，分别为14.7%、13.6%和8.1%；设计安装不当和运行维护不当占比较小，分别为1.0%和0.7%（见图 1）。

从1月—12月配电网故障统计图（见图 2）来看，故障主要集中在二、三季度，占全年总故障次数的75.2%。自然因素、动物影响和外力破坏为造成故障主要因素，因受到异常天气、鸟害和异物搭挂短路的影响，4月—9月为故障多发期。

2 配电网故障统计分析 2.1 配电网故障影响因素分析 2.1.1 外力破坏

配电线路根据导线类型可分为架空线、电缆线和架空电缆混合线。漂浮物、树障以及交通车辆碰撞电杆等外力破坏因素易造成架空线路故障；道路或管道开挖、交通车辆碰撞箱式设备易损坏电缆线路^[6]，图 3为外力破坏因素导致配电线路故障占比分析。

据统计，2019年该公司因外力破坏造成配电网故障占总故障次数的17.7%，主要由异物短路、车辆碰撞造成，其中异物短路占总故障次数的8.6%。由于地区整体配网线路绝缘化率偏低（16.9%），4月— 7月受大风及异常天气影响，异物短路多发（见图 3）；车辆碰撞占配电网故障跳闸次数的4.9%，由于近年来城市建设的不断推进，4月—9月车辆碰撞及外部施工引起的故障居高不下（见图 3）。

2.1.2 自然因素

配电网的覆盖范围广，通常要穿越室外空旷区域、树木或农田^[6-7]。据统计，2019年该地区自然灾害造成的配电网故障占总故障次数的27.9%。故障主要原因为雷击和大风，其中雷击故障占总故障次数的10.9%，大风故障占配电网故障跳闸总次数的11.9%。

雷击、大风等自然因素引起的故障占比分析见图 4。雷击故障主要发生在7月、8月，主要原因有线路未采取有效防雷措施或避雷效果较差，无法提供防雷保护作用（反而增加了线路故障率）。大风故障主要发生在5月，主要原因为部分地区线路长、网架结构薄弱，线路抵御大风灾害能力差。

2.1.3 动物影响

鸟类和鼠类等小动物在裸线接头上活动会对配电网造成影响^[4]。据统计，2019年动物影响造成配电网故障占总故障次数的16.3%，其中鸟害为主要因素，约占总故障次数的15.7%。鸟类筑巢季节，鸟在杆塔上筑巢误碰裸露导线会导致短路故障，主要发生在4月。

2.2 配电网故障地域分布分析 2.2.1 重复停电地域特征

2019年配电网故障重复停电3次及以上约占17.4%，大多数分布在农村地区（见图 5），主要是因为部分农村线路全线为裸导线，运行环境差、年限长，老化严重，抵御恶劣天气的能力较差。

2.2.2 故障频次地区特征 2.2.2.1 故障次数

2019年该公司配电网故障次数最多的为A供电局所辖地区，占总故障次数的22.8%（见图 6），主要受自然因素和动物影响，其中自然因素故障在自然因素总故障次数中占比最大，为29.6%；动物影响故障在动物影响总故障次数中占比亦最大，为27.0%（见图 6）。A供电局应加强自然因素及动物因素故障的防范。同年，D供电局故障占总故障次数的12.9%，其中外力破坏在外力破坏总故障次数中占比最大，为23.5%（见图 6），D供电局应加强对外力破坏故障的防范。

2.2.2.2 故障率

据分析，2019年该公司配电网统计故障率最高的为A局（见图 7），故障率为4.6次/（a·百公里），故障主要由大风、雷击等自然因素造成，应加强防范。

3 预防措施 3.1 管理措施 3.1.1 配电网运行管理

（1）对巡视中发现的设备缺陷和问题，制订整改计划并及时实施，做到缺陷消除闭环管理。

（2）定期开展配电网运行分析工作，根据故障情况制订相应预防措施；总结故障预防和缺陷治理经验，对故障多发线路及时安排检修维护。

（3）配电线路故障后，尽快查明原因并处理，避免类似故障的再次发生。

3.1.2 配电网巡检

（1）梳理和总结树木与线路矛盾突出线路，建立树木分布台账，为开展季节性巡视和清理工作提供指导。

（2）巡视时应注意线路周边变化情况，发现建筑、掘路、违章搭挂通信线、砍伐树木及爆破等威胁线路安全的施工，应立即予以制止，发放违章通知书，并督促施工方签订安全协议。

（3）在配电线路、设备上设置各种警示标识、护栏、防护装置，电线杆上安装防撞警示标识和防撞保护墩。

3.1.3 配电网保护的宣传工作

（1）加大宣传力度，提高群众保护电力设施的意识。

（2）加强车辆行驶安全宣传，提高驾驶员的安全意识，减少车辆碰撞配电设备事件。

（3）加强与政府部门的沟通协作，严防破坏电力设施的行为。

3.2 技术措施 3.2.1 外力破坏

（1）难以实施全线绝缘化改造的区域，探索使用机器人自动涂敷绝缘材料、绝缘包裹等新技术。

（2）电缆沿路及跨路敷设时, 可以利用电缆管敷设，保护电缆免受外部机械损坏或其他介质的影响；同时，将中间头设置在工井内，以节省故障查找时间。

3.2.2 自然灾害

（1）加强巡视，每年春夏大风季节来临之前，对导线弧垂、线路周围的杂物、落枝和树木情况进行检查^[14]。

（2）每年雷雨季来临之前，应完成防雷设施检查及缺陷处理，检查防雷引线是否规范，防雷接地电阻值是否合格，防雷措施是否完善^[14]。

（3）山地、经常发生雷击的地区，应按照线路走廊雷电活动强度、地形地貌等进行差异化设计加装线路避雷器等防雷措施，防雷措施必须做好接地，且接地电阻不大于10 Ω^[15]。

（4）配电变压器高低压两侧、断路器两侧均应装设避雷器，且必须装设采用镀锌扁钢材质的独立接地引下线^[15]。

3.2.3 动物影响

（1）鸟害多发区架空线路，应根据鸟害类型、鸟类生活习性、鸟体大小等情况，加装风车式驱鸟器、占位器、防鸟针，或采取绝缘横担等防鸟措施^[14]。

（2）根据鸟类筑巢的季节特点，对鸟害频发的线路段及杆型，实施线路绝缘化改造^[14]。

（3）对乌鸦等鸟类群体性起落，易造成线路舞动（摆动）地区的架空配电线路，可采取缩短线路档距、减小线路弧垂、强化导线固定点等措施，减少线路故障^[14]。

（4）箱式变压器、环网箱等配电设备的基础设施，必须具备完善的防止小动物进入措施。

3.2.4 配电自动化治理

（1）通过设置分段开关或在故障发生率较高的分支设置智能开关，实现对故障的就地隔离，防止停电范围的扩大。

（2）提高配电自动化覆盖率，安装智能化配电终端及故障指示器等设备，有效确定故障范围，缩短故障处理时间，保障供电可靠性。

4 结语

通过对某供电公司配电网的故障情况、原因进行统计分析，分别从技术、管理方面提出配电网故障防范措施，供配电网相关工作人员参考。