0.4kV配電設(shè)備發(fā)熱對(duì)線損的影響及處理辦法

葉勝彬

摘 要 本篇主要探討0.4kV低壓配電網(wǎng)在實(shí)際工作中，戶外式低壓隔離開關(guān)、電表箱表前電纜電源駁接處、電表箱內(nèi)空氣開關(guān)后至計(jì)量裝置前等各個(gè)接觸節(jié)點(diǎn)，因接觸電阻增大而對(duì)0.4kV低壓配電網(wǎng)安全運(yùn)行和對(duì)臺(tái)區(qū)線損的影響，以及處理這些問題的技巧和相應(yīng)的實(shí)際措施。

關(guān)鍵詞 發(fā)熱 接觸電阻 安裝工藝 線損

中圖分類號(hào)：TM64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2020）03-0026-02

0.4kV低壓配電網(wǎng)是與千千萬萬用電客戶最直接的連接紐帶，是否能夠安全運(yùn)行、減少故障次數(shù)和范圍，關(guān)系到供電可靠性、線損率。通過縮短故障搶修時(shí)間，可以提高用電客戶的滿意度和增加供電公司的經(jīng)濟(jì)效益。

1 發(fā)熱缺陷出現(xiàn)的原因

眾所周知，金屬導(dǎo)體的電阻率是隨溫度的升高而增大，并且與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、面積、材料有關(guān)系，在0.4kV低壓配電線路中，負(fù)荷電流會(huì)流經(jīng)配電變壓器之后的低壓出線柱頭、低壓計(jì)量裝置、戶外式低壓隔離開關(guān)、供電線路、用戶表計(jì)電源進(jìn)出線等節(jié)點(diǎn)，在這每個(gè)節(jié)點(diǎn)之中，往往會(huì)存在或多或少的接觸電阻，如果這些節(jié)點(diǎn)安裝工藝質(zhì)量沒有處理好，或者運(yùn)行一段時(shí)間后，由于熱脹冷縮造成接頭松動(dòng)，對(duì)配電網(wǎng)和線損會(huì)有很大的影響。根據(jù)P=UI=I2R，當(dāng)電路中存在電阻，就會(huì)消耗電功率，而且日常管理維護(hù)時(shí)，假如在某個(gè)節(jié)點(diǎn)的接觸面接觸不良，就會(huì)產(chǎn)生接觸電阻，當(dāng)接觸電阻大到一定程度時(shí)，無形中就會(huì)在線路中串聯(lián)了一個(gè)像用電設(shè)備一樣的電阻物，從而增加了線路的損耗，而且連接處的溫度越高，電阻就越大，直至發(fā)熱燒斷為止。

2 發(fā)熱缺陷對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)線損的影響

根據(jù)焦耳—楞次定律，在電路中，電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，即電流通過導(dǎo)體時(shí)要做功，這種功消耗在導(dǎo)體的電阻上，以熱能的形式表現(xiàn)出來，即Q=I2Rt，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q和電流I、電阻R、時(shí)間t成正比。假如在0.4kV配電網(wǎng)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了因接觸不良而產(chǎn)生一個(gè)電阻R，而且流過這個(gè)電阻R的電流越大，時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)熱程度越高，則損耗掉的電功率就越大，低壓配電臺(tái)區(qū)的線損就這樣在不知不覺中增加了，并且會(huì)導(dǎo)致后面用電客戶的電壓質(zhì)量降低。[1]

下面表格中，以鳳美宮前公用變臺(tái)區(qū)為例，最近5個(gè)月的線損比較：

根據(jù)平時(shí)配電運(yùn)維的工作記錄，該臺(tái)區(qū)在二月份用電高峰期曾更換過燒壞隔離開關(guān)A相刀閘活動(dòng)刀片及保險(xiǎn)片和C相保險(xiǎn)片，所以在3月份抄表結(jié)算時(shí)，該臺(tái)區(qū)的線損上升近一個(gè)百分點(diǎn)，隨后通過更換整套隔離開關(guān)后線損才恢復(fù)正常。

3 發(fā)熱缺陷在日常管理中的表現(xiàn)和妥善的處理辦法

3.1 細(xì)心查明產(chǎn)生發(fā)熱缺陷的原因

以GYHRW20型隔離器熔斷器組為例，假如這個(gè)開關(guān)其中一相曾經(jīng)因?yàn)槿嘭?fù)荷不平衡而過流發(fā)熱燒斷，即使換上了同型號(hào)同容量的保險(xiǎn)片，而且把三相的負(fù)荷電流也調(diào)平衡，這一相也會(huì)因?yàn)闊龜嘀?，壓接螺絲、保險(xiǎn)片、柱頭之間產(chǎn)生了氧化膜，而這些氧化膜就增加了接觸面的電阻值，如果沒有處理干凈，運(yùn)行一段時(shí)間之后，又會(huì)發(fā)熱，損耗電能，再次燒斷，這樣就形成惡性循環(huán)，而且發(fā)熱燒斷次數(shù)越多，熔斷開關(guān)的動(dòng)、靜觸頭，保險(xiǎn)片的連接處，開關(guān)的機(jī)械性能、電氣性能就會(huì)逐漸降低，直至把開關(guān)燒毀。

3.2 戶外式低壓隔離開關(guān)等發(fā)熱缺陷對(duì)低壓配電網(wǎng)和臺(tái)區(qū)線損的影響及處理辦法

在日常管理工作中，往往有這樣的現(xiàn)象，當(dāng)某個(gè)臺(tái)區(qū)出現(xiàn)過戶外式低壓隔離開關(guān)、保險(xiǎn)片在連接螺絲的壓接處燒斷（正常過電流是在中間燒斷），電表箱表前電纜的電纜頭各相分開處，有時(shí)因剝切等安裝工藝質(zhì)量不好，運(yùn)行一段時(shí)間后，下雨進(jìn)水導(dǎo)致相間或線間短路燒斷，電表箱內(nèi)在開關(guān)后至計(jì)量裝置前的連接線發(fā)熱短路燒斷，當(dāng)這些發(fā)熱缺陷出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)、一次或多次這樣的情況都會(huì)引起該臺(tái)區(qū)的線損升高，具體升高多少各不相同，根據(jù)Q=I2Rt計(jì)算，通過電流（包括短路電流）的大小、發(fā)熱時(shí)故障點(diǎn)的電阻率、發(fā)熱至燒斷的時(shí)間長(zhǎng)短決定著線損率的高低。所以，對(duì)于高線損的臺(tái)區(qū)，在日常管理中，排除掉竊電、死表、慢表、互感器誤差、供電半徑過長(zhǎng)、線徑過細(xì)、用電負(fù)荷大的用戶裝表位置在線路末端等因素外，不妨從各個(gè)接觸節(jié)點(diǎn)的發(fā)熱情況切入檢查管理，對(duì)戶外式低壓隔離開關(guān)，根據(jù)實(shí)際情況，不定期用熱成像儀或紅外測(cè)溫儀對(duì)各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，在白天進(jìn)行近距離外觀觀察，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理或更換，改進(jìn)安裝工藝質(zhì)量，比如，安裝保險(xiǎn)片時(shí)可在壓接螺絲處加上一塊與保險(xiǎn)片一樣寬度的墊片，這樣處理以后，保險(xiǎn)片的連接處壓接面積充裕，即使過電流燒斷也會(huì)在保險(xiǎn)片的中間，不至于使開關(guān)連接處發(fā)熱而影響開關(guān)刀片的使用。

另外，由于“戶外低壓隔離熔斷開關(guān)”是在公用臺(tái)區(qū)的配網(wǎng)運(yùn)行中擔(dān)任對(duì)0.4kV線路的過電流、短路的熔斷保護(hù)，以及平時(shí)配電線路更換維修等需要帶負(fù)荷停、送電的電氣設(shè)備，當(dāng)操作到一定次數(shù)后就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，引起電弧，產(chǎn)生氧化膜等接觸不良而發(fā)熱的現(xiàn)象，繼而出現(xiàn)沒有過流而燒斷保險(xiǎn)片，以至燒毀整個(gè)戶外低壓隔離熔斷開關(guān)。而當(dāng)在日常巡查中發(fā)現(xiàn)戶外低壓隔離熔斷開關(guān)的發(fā)熱缺陷需要立即處理，又剛好碰到一些地方政府的重要會(huì)議，或者是高考等社會(huì)敏感問題，可利用旁路分流的辦法，使用一套“0.4kV臨時(shí)旁路戶外低壓隔離熔斷開關(guān)”（可以自制或者購買）進(jìn)行不停電修理更換發(fā)熱開關(guān)的保險(xiǎn)片和其他零部件，從而減少客戶對(duì)停電的投訴，同時(shí)增加供電量，降低開關(guān)設(shè)備發(fā)熱等缺陷引起的線損。

如果連接處的表面粗糙不平，要用銼刀磨去表面雜物，再用細(xì)沙紙打磨光滑，并涂上導(dǎo)電膏或中性凡士林，這樣接觸面的電氣性能會(huì)更佳，接觸電阻會(huì)減少，發(fā)熱幾率也會(huì)相應(yīng)降低，從而降低了臺(tái)區(qū)的線損率，并提高供電電壓質(zhì)量。

3.3 電表箱表前電纜、開關(guān)后至計(jì)量裝置前連接線發(fā)熱缺陷對(duì)低壓配電網(wǎng)和臺(tái)區(qū)線損的影響及處理方法

對(duì)于表箱前電纜，在運(yùn)行中要細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)絕緣有破損、表面絕緣皮變脆開裂應(yīng)及時(shí)處理，表箱內(nèi)要根據(jù)用戶的用電量等實(shí)際情況，不定期開箱檢查，發(fā)現(xiàn)有過流、接觸不良而發(fā)熱、燒焦、顏色變赤、絕緣皮變脆的表前連接線應(yīng)及時(shí)更換，并套上耐熱管，防止相間短路，因?yàn)楸硐鋬?nèi)的連接線敷設(shè)空間有限，很多連接線都重疊綁扎在一起，只要其中的一條連接線發(fā)熱，就會(huì)波及相鄰的連接線而使相間絕緣降低，發(fā)生短路爆炸、燒毀表計(jì)等故障;倘若短路電流過大，還會(huì)造成開關(guān)觸頭粘連，不及時(shí)超閘而損壞表前空氣開關(guān)，在這種情況下，在維修時(shí)要特別注意，要防止觸電、電弧傷害！如果是電表進(jìn)出線重疊后發(fā)熱粘連、絕緣破壞，還會(huì)有計(jì)量分流現(xiàn)象，造成該相少計(jì)量或不計(jì)量，從而增加了臺(tái)區(qū)的線損。

3.4 表計(jì)容量對(duì)配電網(wǎng)和臺(tái)區(qū)線損的影響及業(yè)擴(kuò)報(bào)裝用電配表建議

表計(jì)容量不足，容易造成表計(jì)計(jì)量誤差，并且容易發(fā)生過流燒表故障，所以在業(yè)擴(kuò)用電配表時(shí)應(yīng)滿足用戶的用電需求，還要考慮用戶有時(shí)會(huì)增加生活用電設(shè)備，因?yàn)楹芏嗯R時(shí)增加的生活用電設(shè)備的功率也很大，如電磁爐，老人、嬰兒的保溫?zé)舻龋鶗?huì)造成某個(gè)連接節(jié)點(diǎn)發(fā)熱、氧化，留下隱患，所以在配表時(shí)建議比實(shí)際用電的容量大一級(jí)為好，畢竟發(fā)熱所造成的損耗會(huì)大于因考慮表計(jì)的起動(dòng)電流大小影響計(jì)量的損耗。

3.5 三相負(fù)荷不平衡對(duì)配電設(shè)備和臺(tái)區(qū)線損的影響及管理辦法

配電變壓器和線路的三相負(fù)荷不平衡也會(huì)使負(fù)荷高的那一相發(fā)熱，電壓質(zhì)量下降，而且造成零線產(chǎn)生了較大電流，增加了臺(tái)區(qū)的線損，所以平衡變臺(tái)及線路三相負(fù)荷電流也很重要。在潮汕地區(qū)，對(duì)一些目前還在使用單相電源的家庭小作坊，如電腦毛織廠，每臺(tái)電腦毛織機(jī)的功率約在0.8KW至1.5KW，假如該廠有6臺(tái)1.5KW的電腦毛織機(jī)同時(shí)生產(chǎn)，就會(huì)有40A的負(fù)荷電流在網(wǎng)。若是平時(shí)變臺(tái)三相負(fù)荷電流相對(duì)平衡，在生產(chǎn)時(shí)就會(huì)造成所在變臺(tái)或低壓配電線路負(fù)荷電流不平衡，這種現(xiàn)象在 250KVA及以下配電變壓器特別明顯，而且這些小作坊的生產(chǎn)不一定有連續(xù)性，今天A相這家生產(chǎn)，明天B相那家生產(chǎn)，對(duì)在日常管理中要調(diào)整變臺(tái)或低壓配電線路三相負(fù)荷電流的平衡產(chǎn)生一定的難度。所以建議對(duì)這些小作坊使用三相四線計(jì)量裝置供電，讓用戶就地平衡三相負(fù)荷。

低壓配電網(wǎng)零線電流對(duì)線損影響的計(jì)算方法K%=I0/（IA+IB+IC）X100%。其中，配變出線：K%<10%，分支線：K%<20%。[2]

當(dāng)變臺(tái)或者各分支線路三相負(fù)荷不平衡時(shí)，零線I0就會(huì)出現(xiàn)較大電流，K值的百分比越小，線損就越低。所以，當(dāng)配電變壓器低壓出線三相電流測(cè)量出的數(shù)值相差過大，零線測(cè)量出的電流也隨之增大，而解決配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的最好方法，還是要解決各路分支線路的負(fù)荷電流，可通過對(duì)單相表箱的表前相別接入口來平衡各個(gè)分支線路的負(fù)荷，從而達(dá)到降低線損的目的，而且三相負(fù)荷平衡時(shí)，用戶的電壓質(zhì)量也達(dá)到最佳的水平，避免了電壓太高或者太低而引起客戶的投訴，所以，在日常運(yùn)維管理中，盡可能平衡三相負(fù)荷，使配變和配電線路處在相對(duì)的最佳運(yùn)行狀態(tài)。

供電線路的供電半徑過長(zhǎng)、線徑過小也是造成線路發(fā)熱，增加線損的一個(gè)問題，特別是在夏季用電高峰期，線路發(fā)熱所造成電壓質(zhì)量下降，線損增加很普遍，在日常運(yùn)維工作中，通過對(duì)供電線路的用電功率等要素的計(jì)算，然后確定線損的增加是否與線徑和長(zhǎng)度有關(guān)系，如果超過線路的供電負(fù)荷，就要進(jìn)行配電網(wǎng)的技術(shù)改造，降低臺(tái)區(qū)線損。

4 總結(jié)

0.4kV低壓配電網(wǎng)作為與客戶直接接觸的末端供電紐帶，故障千差萬別，安裝工藝質(zhì)量、發(fā)熱、故障、線損等互為關(guān)聯(lián)，日常管理直接關(guān)系到供電的可靠性、電壓合格率、臺(tái)區(qū)線損率、電費(fèi)回收率、故障停電時(shí)間和次數(shù)、客戶的滿意度等，所以要防患于未然，改進(jìn)安裝工藝質(zhì)量，不容許一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生第二次相同原因的故障，讓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，讓客戶滿意，為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭仲禮，等.低壓電工實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998.

[2] 劉光源，等.低壓配電裝置安裝及維護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

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