低壓配電線路常見故障及防護(hù)措施

崔 俊

(潞安礦業(yè)集團(tuán)公司 聚創(chuàng)分公司，山西 長治 046204)

配電網(wǎng)絡(luò)隨著社會(huì)發(fā)展不斷壯大，作為配電網(wǎng)絡(luò)的重要部分，低壓配電線路網(wǎng)絡(luò)與普通人的生產(chǎn)、生活的交集日趨廣泛，安全性受到越來越多人的關(guān)注，相配套的配電線路網(wǎng)絡(luò)分布情況越來越復(fù)雜，如何維持龐大的配電網(wǎng)絡(luò)長時(shí)間處于穩(wěn)定安全的狀態(tài)，就需要準(zhǔn)確分析對(duì)其產(chǎn)生影響的各類因素，并采取針對(duì)性的措施，確保低壓配電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 低壓配電線路概述

低壓配電是由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應(yīng)的控制保護(hù)設(shè)備等組成。低壓線路可以用低壓配電網(wǎng)接入，通過低壓配電室引出，也可以由用戶自備的變配電室的低壓配電裝置引出。在一定的容量范圍內(nèi)，采用低壓用電設(shè)備具有安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因此，低壓用電設(shè)備數(shù)量較多、使用頻繁，相應(yīng)的低壓線路也較多、分布較廣。但低壓線路的額定電壓較低，功率損耗和電壓損失都較大，故只能用于短距離、小容量的配電。

2 低壓配電線路常見故障及防護(hù)措施

2.1 短路故障及防護(hù)措施

2.1.1 絕緣損壞

在低壓配電線路中，不同的導(dǎo)體相互之間是絕緣的，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，隨著使用時(shí)間延長，絕緣材料老化的情況愈加明顯。如果使用區(qū)域的環(huán)境惡劣，則會(huì)加速這種老化現(xiàn)象，使得外部的絕緣層剝落，引發(fā)短路故障。主要損壞絕緣的因素有三方面，首先是外力破壞，例如，夏季暴雨天氣就可能導(dǎo)致絕緣層受到破壞；其次是環(huán)境溫度影響，冬天溫度過低或夏天溫度過高都會(huì)導(dǎo)致絕緣層材料失效老化，從而產(chǎn)生絕緣失效的現(xiàn)象；最后是絕緣材料質(zhì)量本身，個(gè)別生產(chǎn)廠家使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，經(jīng)過一段時(shí)間使用之后絕緣性能失效。

2.1.2 導(dǎo)線相接

低壓配電線路一般采用架空連接的模式，如果架空時(shí)導(dǎo)線連接的弛度過大，在外部風(fēng)力較強(qiáng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大幅擺動(dòng)，使兩根導(dǎo)線之間發(fā)生相接，從而引發(fā)短路故障。

2.1.3 短路故障的防護(hù)措施

根據(jù)短路故障的引發(fā)原因，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，保障線路的安全運(yùn)行。首先要強(qiáng)化線路自身的防護(hù)，例如安裝短路防護(hù)器，用于在線路出現(xiàn)短路時(shí)，能夠及時(shí)對(duì)電源進(jìn)行切斷，避免危害的持續(xù)進(jìn)行；其次采用低壓熔斷器進(jìn)行防護(hù)，第二熔斷器在線路出現(xiàn)嚴(yán)重過載時(shí)能夠進(jìn)行有效的防護(hù)。低壓熔斷器的最大防護(hù)電流值一般設(shè)定為電流正常值的6～10倍，如果瞬時(shí)電流超過了這個(gè)設(shè)定值，就會(huì)立即發(fā)生保護(hù)動(dòng)作，切斷電源，保護(hù)線路安全。

2.2 斷路故障及防護(hù)措施

2.2.1 斷路故障

斷路故障是指低壓線路在正常運(yùn)行狀態(tài)中線路的零線和火線出現(xiàn)斷路的現(xiàn)象。如果是火線出現(xiàn)斷路，相應(yīng)的用電設(shè)備會(huì)驟停，發(fā)生停運(yùn)事故；如果零線出現(xiàn)斷路，線路末端的兩相線路電壓迅速升高，導(dǎo)致其連接的用電設(shè)備燒毀。斷路故障具有明顯特征，當(dāng)發(fā)生斷路故障時(shí)，電能無法繼續(xù)正常傳輸，輸電回路會(huì)中斷，引發(fā)過電壓斷路點(diǎn)電弧等情況出現(xiàn)，如果斷路區(qū)附近有易燃易爆的物質(zhì)，很容易引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。

2.2.2 斷路故障的防護(hù)措施

根據(jù)斷路故障的原因，要切實(shí)有效降低發(fā)生幾率，就必須在初始設(shè)計(jì)、安裝以及后期的維護(hù)檢修過程中，對(duì)其關(guān)鍵步驟進(jìn)行強(qiáng)化管理。首先要增加零線的機(jī)械強(qiáng)度，在選擇零線線材時(shí)，除滿足基本載流量和絕緣性要求之外，要優(yōu)先選擇截面積相對(duì)較大的線材。其次要重視零線接頭和端子接頭處的連接，每一個(gè)部位的連接處都要仔細(xì)檢查，確保連接可靠，接觸良好；在完成連接作業(yè)后，需要對(duì)其工作溫度進(jìn)行判定，要求工作溫度應(yīng)低于最高限制。最后在零線上禁止串接熔斷器，如果熔斷器安裝在零線上，很容易誤判為斷零電器故障，而真正的故障被隱藏，造成影響范圍和程度的持續(xù)增加。

2.3 過載故障及防護(hù)措施

2.3.1 過載故障

過載是指配電線路負(fù)載過大。 當(dāng)線路出現(xiàn)過載時(shí)，由于熱效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果這些熱量無法得到及時(shí)的散發(fā)，就會(huì)導(dǎo)致線路材料的溫度持續(xù)升高，造成絕緣材料的老化，降低絕緣材料的使用性能和使用壽命；更為嚴(yán)重的是：線路上負(fù)荷太重，導(dǎo)致線路上電流過大，線路發(fā)熱太大，使線路絕緣老化或線路勞損，甚至還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的火災(zāi)事故。

2.3.2 過載故障的防護(hù)措施

在低壓配電線路上一般會(huì)安裝過載保護(hù)器，對(duì)過載情況進(jìn)行干預(yù)和防護(hù)。如果線路中出現(xiàn)過載情況，過載保護(hù)器會(huì)開始記錄過載時(shí)間，當(dāng)超過設(shè)定值時(shí)保護(hù)器會(huì)自動(dòng)切斷電源并報(bào)警。

2.4 接地故障及防護(hù)措施

2.4.1 接地故障

接地故障指導(dǎo)體與大地的意外連接。線路所設(shè)置的過電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)，可以利用零序電流或剩余電流來實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)。之所以會(huì)出現(xiàn)接地故障，主要是線路在運(yùn)行過程中，其絕緣材料的性能降低，導(dǎo)致線路對(duì)地的泄漏電流增加，經(jīng)長時(shí)間積累后造成單向接地短路故障。而造成絕緣性能降低的原因，可能是絕緣層老化，有可能是受外力影響，造成絕緣層剝落或破壞。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，其主要的表現(xiàn)形式有兩種，第一種是故障點(diǎn)部位的象限和接地導(dǎo)體之間直接接觸，導(dǎo)線直接融化在一起，使得這個(gè)位置的電阻值降為零，接地電流激增為無限大；另一種情況是出現(xiàn)電弧性短路，就是故障點(diǎn)部位的象限和接地導(dǎo)線之間斷續(xù)聯(lián)通，連接處出現(xiàn)火花放電，形成電弧，瞬間溫度達(dá)到幾千度，對(duì)于周圍環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。

2.4.2 接地故障的防護(hù)措施

1) 過電流保護(hù)。這種保護(hù)方式因利用所控制的線路斷路器，在不增設(shè)其他裝置就可以實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能，所以方便易行，但應(yīng)能滿足規(guī)范所要求的斷路器切斷故障電流的允許時(shí)間。

2) 零序電流保護(hù)。三相四線制配電線路正常運(yùn)行時(shí)，如果三相負(fù)載完全平衡，無諧波電流，忽略正常泄漏電流，則流過中性線N的電流為0，即零序電流為0；如果三相負(fù)載不平衡，則產(chǎn)生零序電流，如果某一相發(fā)生接地故障時(shí)，零序電流將大大增加，因此，利用檢測(cè)零序電流值發(fā)生的變化，可取得接地故障的信號(hào)。所以，利用零序電流來實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)，其動(dòng)作電流一般大于三相不平衡電流。

3) 剩余電流保護(hù)。剩余電流保護(hù)所檢測(cè)的是三相電流中性線電流的向量和，三相四線配電線路正常運(yùn)行時(shí)，即使三相負(fù)載不平衡，剩余電流只是線路泄漏電流，配電線路在沒有發(fā)生接地故障時(shí)，三相負(fù)荷電流與中性線電流的矢量和無論三相負(fù)荷電流平衡與否，它們的電流均為零，零序電流保護(hù)一般適用于TN接地系統(tǒng)。

3 結(jié) 語

低壓配電線路對(duì)于維持區(qū)域正常供電具有重要作用，在使用過程中容易受到所在區(qū)域各種因素的影響，為避免出現(xiàn)事故，應(yīng)加強(qiáng)管理，確保系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。