提升我國配電電網韌性之策略與技術(上)

黃銘宏1   江興芳2  傅振豪3 *主筆

*1. 台電 公司配電處處長

 2. 台電公司配電處課長

3.台電公司配電處專員

壹、前言

　　我國電力公用事業(即台電公司）所建置的配電系統線路設備龐雜而綿密，約1萬多條饋線，線路總長度43萬公里，可繞地球逾10圈，且線路上裝設167萬具開關、150萬具變壓器及319萬根電桿，若遇到天災、外力或設備故障，極可能引起饋線跳脫，造成部分區域停電，由於電網設備難免因年久老化及電力需求成長等因素，造成設備故障引起事故停電，致使電網設施的汰換及維護等工作壓力與日俱增。

　　為提升電網韌性與降低事故停電時間，台電公司於107至111年間推行「強化電網韌性建設計畫」，有效提升電力系統的韌性與供電穩定，隨後於112年積極推動「配電系統五年升級計畫」，持續投入更多資源強化電網體質，並戮力將事故停電之影響降到最低。

貳、近10年(104-113年)區域停電事故分析

　　「電網韌性」是指供電系統在面對各種干擾和挑戰（如天災、人為事故等）時，仍能維持運作和快速恢復之能力。因此，積極找出停電事故主要肇因、精進搶修復電過程及盤點系統弱點並予以改善，方能有效強化電網韌性。
　　茲將我國配電系統近10年(104-113年)常見的事故停電四大原因之分析(如圖1)及防範對策說明如下：
　　

一、設備因素(43%)事故分析：

　　設備因素主要係配電系統線路設備龐大，且使用了大量的絕緣材料，用來確保電力傳輸的安全和穩定，當這些設備的絕緣材料隨時間及使用狀況而自然老化或變質，降低絕緣性能，導致衍生事故，造成故障之設備多為電纜、導線接頭及變壓器等，其肇因主要為「絕緣劣化」和「自然劣化」，分別說明如下:

(一)地下設備維護不易:

　　我國配電纜線地下化長度已超過16萬公里，地下化比例45%，遠高於日本的6%及韓國的20%，其中地下管線故障查修，不如架空線路可經由目視或儀器檢查找出故障點，增加搶修時間，又地下管路大多於積水地下層，電纜長期浸泡水中，電纜及接頭易受水氣滲入而損壞，增加故障發生率。

(二)電力設施長期高負載運轉:

　　由於各項重大建設加速開發，如航空城、捷運系統擴充、鐵路地下化等新興都市計畫，且近10年來直轄市及新竹等人口快速成長，而變電所未能及時配合增設，致既有的變電所及饋線長期處於高負載運轉，加速電力設備老劣化故障，引發停電之機率可能增加。

(三)負載熱區設施超載運轉改善不易:

　　人口及工廠大幅增加區域，如夜市、商圈等負載熱區，因增設變壓器及開關站等設備位置難覓，且易遭商家與民眾抗爭，致改善工程受阻，或是商家未向台電公司各區營業處申請新增設用電等作業，造成配電設備長期超載運轉，縮短使用壽命。

(四)防範停電作為:

1.極低頻(VLF)測試:通過極低頻(VLF)耐壓測試的電纜，一般有超過90%比例可於5年內正常運轉。因此，可依地下電纜環境、負載輕重、重點區域及運轉時間等條件，安排優先順序進行檢測及改善，114年度將檢測地下電纜約290萬公尺。

2.紅外線熱像分析儀檢測:在不停電狀態下，每年辦理線路2次巡視及1次檢測，發現異常後辦理維護或更換。另依負載高低及設備環境(如都會區、重鹽害區等)，結合紅外線診斷技術，及早發現潛在的弱點並改善，114年度將檢測設備130萬處。

3.線路優化改善:視負載成長情形，適時提出增設變電所計畫，並主動拜訪地方政府協助取得電力設施用地、降低現有饋線負載及供電線路長度，提升系統韌性。

4.工程品質改善:落實施工管理及檢驗停留點之品質查驗，定期邀承攬商辦理教育訓練、互動式演練及施工標準說明會，精進施工人員技能，避免施工不良產生停電事故。

二、外力因素(42%)事故分析：

　　外力因素主要係指與配電系統設備本身運作無關，而是經由外部環境、事件干擾等破壞電力系統的正常運行，包括「鳥獸碰觸」、「樹木碰觸」及「外物碰觸」等原因，其說明如下:

(一)外物碰觸因素難掌控:近年因氣候變遷及土地建設開發，造成動物棲息地及習性改變，每年春季至夏季為鳥類繁殖築巢期，鳥、鼠、蛇類等動物活動頻繁，部分鳥獸動物因平時會於架空線路上攀爬移動，當翅膀、尾巴或身體等部位碰觸線路帶電金屬(如熔絲鏈或接頭等)及不帶電金屬設備(如橫擔等)或相鄰線路(如兩條不同線路)，會引起電流導通造成短路或接地故障而導致停電。

(二)樹木影響電力設施:配電線路設備因周遭樹竹生長，其枝葉接觸到線路帶電金屬，造成短路停電事故；若遇到強風，樹枝搖晃時也可能碰觸引發跳電；此外，老舊或生病的樹木如果倒塌，可能壓壞電力設施，導致停電。

(三)基礎建設高速發展:由於各項重大建設加速開發，如航空城、捷運系統擴充、鐵路地下化等新興計畫，其工地施工未事先確認供電管線位置，不慎導致挖損或吊車碰觸等損壞配電設備。

(四)精進作為:

1.停電防治及動物保護:從營造友善環境及阻斷碰觸路徑兩方面著手，說明如下：

(1)佈設具被覆絕緣效果之高壓被覆線，同時將裸露帶電處包覆絕緣，逐步將裸露型開關汰換為絕緣型開關，例如    使用桿上普通型變壓器一次套管線夾型接頭被覆瓷罩設備，避免鳥獸碰觸感電，並將架空配電線路裸露弱點列為重點改善工作項目，加速辦理架空線路被覆化，降低鳥獸、樹木等外物碰觸事故，確保供電穩定。

(2)針對部分區域樹木靠近供電線路情況，辦理樹木修剪，確保樹木與電力線路保持安全距離，部分線路加裝驅鳥器、防鼠網、防鼠板等，阻斷松鼠、蛇類攀附樹竹至架空線路之路徑，避免鳥獸碰觸配電設備。

2.落實防範施工挖損既設管線措施:為防範配電管線遭外界施工挖損，主動執行各項防護措施與精進作為，包括指定專人每日掌握施工資訊，加強現場巡查、主動提供圖資與施工單位溝通協調、建立跨機關聯繫機制、強化施工前查檢與套繪宣導作業，期降低施工挖損風險，確保用電安全。

3.依季節擬定對策:盤點各季節可能發生事故風險，訂定因應防範作為，如今(114)年驚蟄日(3月5日)，因應鳥獸即將開始活躍，啟動全國強化穩定供電-線路防護行動，動員全國各處超過4,000人，投入鳥巢摘除、樹木修剪、加裝驅鳥器及防蛇/鼠網、管線孔隙封塞，以及線路設備檢測、更新汰換及防護改善等措施，努力降低鳥獸等外力造成的停電事故。

三、天災因素(12%)事故分析：

　　天災因素主要是指異常天候及環境等因素情形，導致配電線路設備故障或供電中斷情況，屬配電系統中不可控及較難預防的事故停電因素，包括「雷害」及「鹽塵害」等原因，其說明如下:

(一)天災事故嚴重且頻繁:由於全球氣候暖化，颱風強度增大，造成災害事故，如康芮強颱及陣風破紀錄的17級山陀兒颱風等，均造成電桿倒斷及線路斷線等災情，未來颱風侵襲造成大規模災損，恐成常態。

(二)空曠地區雷擊頻率高:雷電擊中電力設備，導致供電線路異常，影響通信及控制系統之正常運行，可能造成設備損壞及保護電驛動作等，導致部分區域停電。

(三)沿海地區鹽塵害嚴重:沿海地區空氣中富含鹽分，隨風向沉積於桿線設備，使線路支持器材之絕緣性能下降，且鹽分加速金屬零件腐蝕，降低桿線設備使用壽命，鹽塵也會沉積在電氣連接點上，會導致接觸不良，影響供電穩定。

(四)精進作為:

1.減災預防作為:全面檢查迎風面區域電力設備、提高電桿強度，並將防災型地下化工程納入5年升級計畫辦理，對於地方政府偏鄉區域建置防災型微電網案，並提供必要之技術諮詢服務。

2.強化配電系統防災機制:對常發生鹽、塵害或雷害等事故區域，建立事故斑點圖，並訂定區域目標及期程，實施活線礙子清掃、裝設高分子聚合礙子、老舊設備汰換、避雷器和接地電阻改善等措施，以強化配電系統韌性。

四、用戶因素(3%)事故分析：

　　用戶因素主要是指用戶端本身的用電超載或設備異常，導致配電線路設備損壞，引起事故停電情形說明如下:

(一)擴廠需求增加:廠家為擴充產能或廠內用電需求增加，對電氣設備進行不當操作或改裝，導致用戶端負荷量超過設計容量，引發線路保護機制啟動，造成事故停電。

(二)用戶端設備異常導致停電:用戶自備用電設備因突發故障，或是用電設備外箱破裂、遮蔽設施不良，導致動物入侵碰觸帶電金屬而造成停電。

(三)未定期停電檢修:傳統產業園區或老舊之工廠(公司)，因用戶未定時檢點設備及汰換老舊設備，其設備較易發生老化或劣化情形，造成事故停電。

(四)精進方向：

1.用戶用電設備定期檢驗:運用紅外線攝錄影像熱分析儀，檢測相關變比計量設備狀態，並提醒高壓用戶每半年進行自備用電設備檢測，檢查用電設備裝置是否良妥，定檢資料應送台電公司備查，以確保自備用電設備安全運轉。

2.用電超載改善:加強向用戶宣導用電設備增加或變更時，應向台電公司提出申請，並經檢驗合格後，方可接電使用，以維用電安全。另對高壓用戶檢討其開關與饋線斷路器及線路開關間之保護協調，選用適當之責任分界點保護設備，預防越級跳脫之停電發生。

3.定期召開座談會:邀集用電量較大的企業、工廠等大用戶進行溝通交流，共同探討用電狀況、需求和未來發展計劃，幫助穩定電力供應、優化能源使用及達到能源效率提升的效果。

　　台電公司除了積極分析造成停電事故的主要原因，研提精進預防改善對策外，已致力於提高電網抗風險的能力，積極推動傳統電網強化建設，透過數位轉型提升電力調度與運維效率，有效提升電網韌性。

(下期待續)