工廠供電線路短路故障的原因及危害分析

劉占石

摘 要：電力作為主要來源對現(xiàn)代工廠的生產(chǎn)生活進行支撐，供電線路的故障問題會對工廠設(shè)備的正常運行造成直接影響，嚴重時甚至?xí)l(fā)火災(zāi)以及人員傷亡事故的出現(xiàn)。各種類型的短路事故是工廠電力故障最為常見的幾種類型。本文主要對工廠供電線路短路故障的原因以及危害進行分析，并針對其中存在的問題提出合理化建議，這可在一定程度上促使短路故障的概率得到有效降低。

關(guān)鍵詞：供電線路；短路故障；原因；對策

在所有的供電線路故障中短路是最為常見的一種類型，不同點位導(dǎo)電部分之間出現(xiàn)的不正常接軌現(xiàn)象就是指短路，在短路的情況下故障點會出現(xiàn)較小的阻抗，這也是導(dǎo)致電流瞬間升高以及體的溫度迅速升高、絕緣被破壞等現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因，甚至損害工廠的生產(chǎn)設(shè)備。短路點以前的電壓受到影響會出現(xiàn)一個較大幅度的降低，這對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行目標的實現(xiàn)造成一定阻礙。

一、線路短路的基本類型

一般工廠的電力系統(tǒng)都屬于三項電力系統(tǒng)，在實際對電力系統(tǒng)進行劃分后可將其分為單相短路接地、兩相短路、兩相短路接地、三相短路等幾種主要類型，其中三項短路屬于對稱型短路，其余則不在對稱短路的涵蓋范圍之內(nèi)，需要注意的是三項短路是所有短路中危害最大的一種事故。

從三相交流供電角度來說，單項接地短路中的相位與大地之間呈現(xiàn)出一種較為相等的現(xiàn)象，都為零。也可從三相交流電中對兩相短路進行分析，任意兩根導(dǎo)線在連接過程中都較為直接，或者在借助較小阻抗的基礎(chǔ)上對其進行連接。兩相短路接地與單相接地短路之間存在一定的相似性。

兩相短路接地與單相接地短路類似，是指三相交流供電系統(tǒng)中，任意兩個相線電位與大地的電位相等。三相短路是指三相交流供電系統(tǒng)中，三根相線在某一點直接連接，或者通過很小的阻抗連接。如果出現(xiàn)三項短路的情況會有相當大的短路電流出現(xiàn)，這會對電力系統(tǒng)造成相當大程度的破壞。

二、導(dǎo)致線路短路的常見原因

導(dǎo)致工廠供電線路出現(xiàn)短路的原有相當多，在實際對其進行分析與判斷的過程中必須實現(xiàn)與實際情況的有機結(jié)合，不同原因會導(dǎo)致不同故障的出現(xiàn)。人為因素、設(shè)備質(zhì)量因素、天氣因素、異物因素是導(dǎo)致故障出現(xiàn)的幾個主要方面，下面我們對其進行仔細分析。

1.人為因素

相對于其他因素來說人為因素造成短路現(xiàn)象出現(xiàn)的概率較小，但操作人員會在這一過程中受到較大的傷害，因此我們必須對其進行高度重視。操作人員不按規(guī)章制度或者違反操作規(guī)程，帶負荷拉電閘、誤合接地刀閘都是人為因素造成短路故障出現(xiàn)的直接變現(xiàn)，因此在實際工作中必須實現(xiàn)對上述現(xiàn)象的避免。

人為因素也常常出現(xiàn)在供電系統(tǒng)的設(shè)計之初，例如在設(shè)計時，沒有根據(jù)工廠的實際需要選擇合適的電纜截面，導(dǎo)致電路超載、過載，長期以往造成絕緣老化、實效，最終導(dǎo)致短路。

2.設(shè)備質(zhì)量因素

常見的原因是絕緣被破壞。例如選購設(shè)備質(zhì)量較差，絕緣強度達不到要求，因而被正常電壓擊穿，導(dǎo)致短路；或者由于設(shè)備長期運行，絕緣自然老化而被正常電壓擊穿，導(dǎo)致短路；也存在工廠設(shè)備絕緣符合標準要求，但被過電壓擊穿，進而導(dǎo)致短路的情況。

3.天氣因素

總所周知雷擊的電壓非常高，而且瞬間電流非常大。當工廠供電線路遭受雷擊后，供電線路的相間距離和絕緣線無法承受，引起相間弧光短路或者對地絕緣擊穿，進而導(dǎo)致短路。在炎熱的天氣時，也常常會引起短路。

4.異物引起的短路

主要是鳥類棲息或者其他導(dǎo)體異物由于各種原因落到供電線路上，導(dǎo)致的短路。例如鳥類在線路上休息時，經(jīng)常會降落在T接桿、轉(zhuǎn)角桿等出，這些部位線路密集，雖然相間達到30cm的安全要求，但是由于許多鳥類和筑巢的大小，都超過30cm，因此會經(jīng)常出現(xiàn)安全距離裕量不夠的情況，因此容易導(dǎo)致短路故障的發(fā)生。

三、線路短路對電力系統(tǒng)的危害

供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，電流急劇增加，比正常工作電流要增加幾十倍甚至幾百倍。而且短路故障時間越長，對電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的損壞越嚴重。首先對于工廠來說，當供電線路短路時，如果保護裝置動作，熔斷保險絲將短路電路切除，那么只會造成工廠停電，短暫的影響正常生產(chǎn)而已。

但是如果保護裝置未動作，那么由于短路系統(tǒng)中電流瞬間的增加，會產(chǎn)生大量的熱量，因而燒毀設(shè)備、引發(fā)火災(zāi)?；蛘叨搪窌r電路的電壓驟降，嚴重影響工廠電氣設(shè)備的正常運行，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品報廢和生產(chǎn)設(shè)備的損壞。對于整個電力系統(tǒng)來說，當某一點發(fā)生短路時，線損、熱損和無功功率等增加，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

例如短路故障會使電力系統(tǒng)中的電壓大幅降低，使得系統(tǒng)各個元件的電壓損耗增加，當電壓持續(xù)降低時，會使電動機停轉(zhuǎn)。而且短路發(fā)生地離電源較近，短路故障持續(xù)時間又較長的時候，極易導(dǎo)致電力系統(tǒng)并列運行的電廠、發(fā)電機組等失去同步，使得發(fā)電機與系統(tǒng)解列，進而導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的正常運行遭到破壞，引發(fā)大面積的停電。

對于居民生活來說，當供電系統(tǒng)短路時，除了因停電引發(fā)的生活不便之外，還會出現(xiàn)因不對稱短路電流產(chǎn)生的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響附近居民的正常使用。

四、預(yù)防工廠供電線路短路的措施

根據(jù)前文的論述，可知導(dǎo)致工廠供電線路短路的常見原因，以及短路后對工廠設(shè)備，對整個供電系統(tǒng)產(chǎn)生的危害。但是原因是多種多樣的，我們只能從這些原因出發(fā)，在設(shè)計之初、使用之中，都要采取科學(xué)、合理的措施，以減少各類線路短路事故的發(fā)生。

針對人為因素導(dǎo)致的短路，在供電線路設(shè)計之初，就應(yīng)該作好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備的額定電壓和線路的額定電壓相符。線路中必須采用速斷保護裝置，以便在發(fā)生短路故障時能快速切斷，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失。

針對設(shè)備質(zhì)量因素，除了選用合格的電氣設(shè)備和絕緣材料外，還應(yīng)該對于易損耗、老化的部分進行定期的檢查與更換，以杜絕因絕緣強度降低導(dǎo)致的短路事故。針對天氣因素，例如預(yù)防雷擊等，主要采取的措施是在工廠變電站安裝避雷針，在線路上加裝避雷線可以減少直擊雷導(dǎo)致的相間短路，加裝耦合地線可以減少感應(yīng)雷引起的故障，最終減少雷擊危害。

針對異物因素，需要在一切安全距離度較小的T接桿、轉(zhuǎn)角桿、隔離刀閘以及跌落開關(guān)的位置進行中相絕緣化改造，將距離保持在安全范圍之內(nèi)，盡可能將出現(xiàn)導(dǎo)線短路的可能性降低到最低點。需要注意的是在實際進行預(yù)防短路過程中必須實現(xiàn)對實際情況的結(jié)合，并對相關(guān)規(guī)定與要求進行嚴格遵守。

結(jié)語：工廠電力故障最為常見的是各種類型的短路事故，本文首先對工廠供電線路短路故障的常見原因進行分析，并在此基礎(chǔ)上研究短路故障對電力系統(tǒng)的危害。進而針對原因提出科學(xué)、合理的預(yù)防措施，有效降低短路故障發(fā)生率。這不僅可促使我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)正常運行的目標，同時對居民生活水平以及生活質(zhì)量的提升也有相當重要的意義與作用。

參考文獻：

[1]趙喆.工廠供電線路短路故障的常見原因及危害淺述[J].工程技術(shù)：全文版，2016（8）：00296-00296.

[2]曾冠平.關(guān)于工廠供電系統(tǒng)無功補償問題分析[J].科技展望，2017，27（3）.