配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障與對策分析

付禎祥，王香君

（濟(jì)南魯源電氣集團(tuán)有限公司富陽分公司，山東 濟(jì)南 251400）

0 引 言

配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障是影響電力供應(yīng)和設(shè)備正常運行的重要問題，文章通過分析發(fā)現(xiàn)，電路故障的主要原因包括電路短路、漏電流及過電壓等。針對這些故障，需要采取一系列對策，如定期進(jìn)行設(shè)備檢查和維護(hù)、使用高質(zhì)量的材料和設(shè)備、安裝過載保護(hù)和短路保護(hù)措施等。此外，還應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測和控制，并建立完善的維修計劃和應(yīng)急預(yù)案。通過實施這些對策，可以有效減少電路故障的發(fā)生，提高配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1 配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障造成的影響

配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障可能會造成以下影響。第一，電力供應(yīng)中斷。高壓設(shè)備電路故障可能導(dǎo)致整個配電系統(tǒng)的電力供應(yīng)中斷，影響與該電路相關(guān)的各種設(shè)備、機(jī)器及系統(tǒng)的正常運行，從而發(fā)生生產(chǎn)線停機(jī)、數(shù)據(jù)丟失及服務(wù)中斷等一系列問題。第二，事故風(fēng)險。高壓設(shè)備電路故障可能引發(fā)嚴(yán)重的事故風(fēng)險，如觸電、火災(zāi)及爆炸等。由于高壓設(shè)備處于電力傳輸?shù)那把?，一旦發(fā)生故障，會釋放出大量的能量，對人身安全和設(shè)備財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。第三，系統(tǒng)損壞。高壓設(shè)備電路故障可能導(dǎo)致設(shè)備本身的損壞，如絕緣破裂、元件燒毀等，不僅會導(dǎo)致高昂的維修費用，還可能需要更換新的設(shè)備，增加企業(yè)成本投入。第四，生產(chǎn)效率下降。配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障會導(dǎo)致工藝流程中斷，生產(chǎn)線停機(jī)，從而使得生產(chǎn)效率下降，導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度延誤、訂單無法按時完成，進(jìn)而影響企業(yè)的盈利能力和市場競爭力。

因此，及時發(fā)現(xiàn)和解決配電系統(tǒng)中高壓設(shè)備電路故障非常重要。應(yīng)高度重視高壓設(shè)備電路的檢測、維護(hù)及保養(yǎng)工作，定期的檢查和預(yù)防性維護(hù)可以降低故障發(fā)生的風(fēng)險，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[1]。

2 配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路故障分類

2.1 電路短路

配電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備電路短路指電路中2 個或多個導(dǎo)電部分之間異常連接，導(dǎo)致電流繞過原設(shè)計路徑而形成的一種故障。電路短路可能會對配電系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備造成不同的影響，主要包括以下幾種。第一，電流異常增大。由于電流沒有按照原本預(yù)定的路徑流動，而是在短路處通過了一個相對較低的電阻，導(dǎo)致電路中的電流瞬間增大，超過了線路和設(shè)備的額定電流，可能觸發(fā)保險絲熔斷、斷路器跳閘等保護(hù)措施。第二，發(fā)熱現(xiàn)象。由于電路短路導(dǎo)致電流激增，使電路中的電阻損耗增大，進(jìn)而產(chǎn)生大量的熱量，設(shè)備、線纜等受短路影響的部位可能會出現(xiàn)明顯的發(fā)熱現(xiàn)象，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。第三，電壓降低。在電路短路時，由于電流通過了一個較低的電阻路徑，電路中的電壓降低，短路部分的設(shè)備和終端設(shè)備可能無法正常工作，從而導(dǎo)致電力供應(yīng)不足和設(shè)備運行異常。第四，設(shè)備損壞。電路短路產(chǎn)生的大電流和熱量可能對相關(guān)設(shè)備造成損壞。例如，電線、電纜可能因過載而燒毀，設(shè)備的電氣元件也可能因電流過大而受到損壞，進(jìn)而需要更換或維修。

2.2 漏電流

在配電系統(tǒng)中，漏電流故障是一種常見的高壓設(shè)備電路故障。漏電流指電流通過非預(yù)期的路徑繞過絕緣材料或正常的導(dǎo)線導(dǎo)致電路不平衡或者電流泄漏的現(xiàn)象。

漏電流故障可能表現(xiàn)為以下幾種情況。一是當(dāng)設(shè)備或電路發(fā)生漏電流故障時，可能會出現(xiàn)電流不平衡的情況。通常情況下，電路中的相電流應(yīng)該是平衡的，但是當(dāng)某個相電流偏離平衡狀態(tài)時，可能是發(fā)生了漏電流故障。這種情況下，不同相之間的電流差異可能會導(dǎo)致設(shè)備過載或不正常運行。二是漏電流故障可能表現(xiàn)為電流泄漏。電流泄漏指電流通過非預(yù)期的路徑繞過絕緣材料或正常的導(dǎo)線流向地或其他不應(yīng)經(jīng)過的線路。這種情況下，電流會產(chǎn)生額外的損失，且可能會對設(shè)備造成潛在的損壞或危害。同時，電流泄漏會引起電路的不穩(wěn)定性，干擾正常的電力供應(yīng)。

漏電流故障的產(chǎn)生原因多種多樣，其中一種常見的原因是絕緣材料老化、損壞或者破裂。絕緣材料的老化會導(dǎo)致電流繞過預(yù)期的路徑，形成漏電流。此外，錯誤的安裝和連接、設(shè)備設(shè)計缺陷、環(huán)境因素（如潮濕、污染物）等也可能引發(fā)漏電流。

2.3 過電壓

在配電系統(tǒng)中，高壓設(shè)備電路故障的另一個常見分類是過電壓故障。過電壓指電壓在電路中超過額定值或正常工作范圍的現(xiàn)象。

過電壓故障可能表現(xiàn)為以下2 方面。一方面，過電壓可能導(dǎo)致設(shè)備或電路的電壓異常升高。這種情況下，設(shè)備在超出設(shè)計范圍的電壓下工作，容易引起設(shè)備的損壞或故障，也會使電路中的其他元件承受不必要的壓力，可能導(dǎo)致它們的壽命縮短或失效。另一方面，過電壓可能引發(fā)電弧擊穿現(xiàn)象，當(dāng)電壓超過一定閾值時，可能會在設(shè)備或電路中形成電弧放電現(xiàn)象，從而產(chǎn)生高溫和電子轟擊效應(yīng)，對設(shè)備和電路造成嚴(yán)重的損壞。

過電壓故障的產(chǎn)生原因多種多樣，一種常見的原因是電網(wǎng)故障，如雷擊、地線故障及電網(wǎng)偶然故障等，都可能導(dǎo)致過電壓的產(chǎn)生。此外，設(shè)備的操作不當(dāng)、開關(guān)操作失誤、電力設(shè)備故障或失效等，也可能引起過電壓現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

3 高壓設(shè)備電路故障的對策分析

3.1 定期檢查和維護(hù)

定期檢查和維護(hù)是預(yù)防與應(yīng)對高壓設(shè)備電路故障的重要對策之一，通過定期檢查和維護(hù)，可以及時發(fā)現(xiàn)和排除潛在故障隱患，確保高壓設(shè)備電路的安全、可靠運行。

定期檢查可以幫助檢測高壓設(shè)備電路中的異常情況。例如，視覺檢查電纜、絕緣子、開關(guān)及接頭等，可以發(fā)現(xiàn)是否存在松動、破損、漏電等問題，及時采取修復(fù)措施，還可以利用專業(yè)儀器監(jiān)測溫度、震動、油水質(zhì)量等參數(shù)，在故障前提供預(yù)警信息。

定期維護(hù)可以保證高壓設(shè)備電路的正常工作狀態(tài)，包括清潔設(shè)備、緊固接線、潤滑機(jī)械部件及更換老化零部件等操作。這些維護(hù)工作可以延長設(shè)備的使用壽命，減少潛在故障發(fā)生概率。此外，定期檢查和維護(hù)還有助于了解設(shè)備的運行情況與歷史數(shù)據(jù)。通過收集和分析設(shè)備運行數(shù)據(jù)，可以識別出設(shè)備的工作特點和潛在問題，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

為有效實施定期檢查和維護(hù)，需要建立完善的管理制度和執(zhí)行計劃，確保檢查維護(hù)人員具備專業(yè)知識和經(jīng)驗，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作，還應(yīng)建立設(shè)備檔案和保養(yǎng)記錄，定期進(jìn)行檔案整理和數(shù)據(jù)分析，為今后的維護(hù)工作提供參考和指導(dǎo)。定期檢查和維護(hù)是高壓設(shè)備電路故障對策中至關(guān)重要的一環(huán)，可以幫助發(fā)現(xiàn)和排除潛在故障，保證設(shè)備的正常運行，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，也需要加強(qiáng)人員培訓(xùn)和管理，確保檢查維護(hù)工作的質(zhì)量和效果[3]。

3.2 使用優(yōu)質(zhì)材料和合適的設(shè)備

為應(yīng)對高壓設(shè)備電路故障，采用優(yōu)質(zhì)材料與合適的設(shè)備是一項重要的對策。這些措施可以有效地提高設(shè)備的可靠性和工作性能，減少故障的發(fā)生。

首先，使用優(yōu)質(zhì)材料是防止高壓設(shè)備電路故障的關(guān)鍵之一。選擇合適的材料可以確保設(shè)備在高壓工作環(huán)境下具有良好的耐壓能力和絕緣性能，選用高絕緣強(qiáng)度的絕緣材料，可以防止絕緣擊穿、漏電等故障。此外，優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)線和接觸件材料可以降低接觸電阻，提高設(shè)備的傳導(dǎo)性能，減少過熱和電弧現(xiàn)象的發(fā)生。

其次，選擇合適的設(shè)備也是預(yù)防故障的重要因素。根據(jù)實際需求和工作環(huán)境選擇合理的設(shè)備類型與規(guī)格，能夠確保設(shè)備在高壓條件下正常運行，且具備足夠的安全保護(hù)措施。例如，針對不同的電路負(fù)載特點選擇負(fù)荷開關(guān)、斷路器及避雷器等設(shè)備，可以提供合適的過載保護(hù)、短路保護(hù)及過電壓保護(hù)等，避免設(shè)備因過電流或過電壓而受損[4]。

最后，在實施這些對策的過程中，需要進(jìn)行全面的需求分析和技術(shù)評估。根據(jù)設(shè)備的工作條件、電路結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特點等因素，選擇合適的材料和設(shè)備，并進(jìn)行嚴(yán)格的測試和驗證，以確保其符合預(yù)期的使用要求。同時，加強(qiáng)對設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測和維護(hù)，定期進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，及時處理潛在問題，以最大限度地減少故障的發(fā)生。通過使用優(yōu)質(zhì)材料和合適的設(shè)備，可以提高高壓設(shè)備電路的可靠性和安全性，降低故障風(fēng)險，是配電系統(tǒng)運行和維護(hù)中重要的對策措施之一。

3.3 過載保護(hù)和短路保護(hù)

在高壓設(shè)備電路故障的對策分析中，過載保護(hù)和短路保護(hù)是兩種常見的保護(hù)措施。

過載保護(hù)是為了防止電路過載導(dǎo)致設(shè)備損壞或安全事故而采取的措施。當(dāng)電路中的電流超過設(shè)備的額定電流時，過載保護(hù)裝置會迅速切斷電路，避免設(shè)備過熱、燒毀或?qū)е禄馂?zāi)等風(fēng)險。過載保護(hù)裝置通常采用熔斷器、熱繼電器或電子保護(hù)器等，通過監(jiān)測電流大小和時間來觸發(fā)切斷電路的動作。

短路保護(hù)是為了防止電路短路引起過大電流流動而采取的措施。短路指電路中2 個或多個點之間出現(xiàn)低阻抗路徑，導(dǎo)致電流急劇增加的情況。短路保護(hù)裝置能夠快速檢測到電流異常，并迅速切斷電路，阻止過大電流對設(shè)備和電路造成損壞。短路保護(hù)裝置通常采用熔斷器、磁繼電器或電子保護(hù)器等，通過監(jiān)測電流大小和短路持續(xù)時間來觸發(fā)切斷電路的動作。

過載保護(hù)和短路保護(hù)在高壓設(shè)備電路故障中起到了重要作用，能夠及時切斷電路，避免電流過大對設(shè)備和人員安全造成危害。同時，過載保護(hù)和短路保護(hù)能夠監(jiān)測與保護(hù)電路工作狀態(tài)，幫助識別和排除潛在的故障隱患。因此，在設(shè)計和安裝高壓設(shè)備電路時，合理選擇和配置過載保護(hù)與短路保護(hù)裝置是非常重要的，能夠確保設(shè)備和電路的安全運行。

3.4 溫度監(jiān)測和控制

在高壓設(shè)備電路運行過程中，溫度異常是引發(fā)故障的主要因素之一。因此，通過監(jiān)測和控制高壓設(shè)備電路的溫度，可以及時發(fā)現(xiàn)溫度異常，并采取相應(yīng)的措施，保證設(shè)備的安全運行。

首先，通過溫度監(jiān)測可以實時掌握設(shè)備運行狀態(tài)。在關(guān)鍵位置安置溫度傳感器，持續(xù)監(jiān)測電路的溫度變化，當(dāng)溫度超出設(shè)定閾值時，系統(tǒng)將發(fā)出警報信號，提示操作人員可能存在的故障風(fēng)險。

其次，溫度控制可以調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，以維持合適的工作溫度。通過自動控制系統(tǒng)，可以根據(jù)溫度變化情況，及時調(diào)整設(shè)備的負(fù)載、通風(fēng)及冷卻等參數(shù)，使設(shè)備始終處于安全工作范圍內(nèi)。例如，在電路溫度過高時，可以通過增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速或降低電路負(fù)載來降低溫度。溫度監(jiān)測和控制可以為設(shè)備維護(hù)提供重要參考依據(jù)。通過長期的溫度數(shù)據(jù)記錄和分析，可以了解設(shè)備的運行狀況和趨勢，判斷設(shè)備是否存在潛在故障風(fēng)險，進(jìn)一步進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，預(yù)防故障的發(fā)生。

最后，要確保溫度監(jiān)測和控制的有效性，需要采用精準(zhǔn)且可靠的溫度傳感器，并確保其準(zhǔn)確校準(zhǔn)；需要建立健全的監(jiān)測和控制系統(tǒng)，具備及時報警和自動控制功能，以快速應(yīng)對溫度異常情況；操作人員需要接受專業(yè)培訓(xùn)，熟悉溫度監(jiān)測和控制的原理及操作方法，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

溫度監(jiān)測和控制是高壓設(shè)備電路故障對策中不可或缺的一環(huán)，可以幫助工作人員實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，為設(shè)備維護(hù)提供重要參考依據(jù)，確保設(shè)備的安全運行。同時，需要采用合適的傳感器和監(jiān)測控制系統(tǒng)，加強(qiáng)人員培訓(xùn)和管理，以保證溫度監(jiān)測和控制的有效性和可靠性[5]。

3.5 建立完善的應(yīng)急預(yù)案

在高壓設(shè)備電路故障的對策分析中，建立完善的應(yīng)急預(yù)案是非常重要的一項措施。建立完善的應(yīng)急預(yù)案可以快速有效地采取故障應(yīng)對措施，減少故障對設(shè)備和人員安全造成的損害。

首先，應(yīng)急預(yù)案包括分析和預(yù)測各種可能出現(xiàn)的故障情況，需要制定相應(yīng)的處理步驟和應(yīng)對方案。針對不同類型的電路故障，如過載、短路及接地故障等，應(yīng)急預(yù)案應(yīng)該包括檢修流程、安全措施、故障排查方法等內(nèi)容，以指導(dǎo)維修人員快速準(zhǔn)確地處理故障。

其次，應(yīng)急預(yù)案需要明確責(zé)任分工和溝通機(jī)制，確保在故障發(fā)生時能夠及時組織人員進(jìn)行應(yīng)急處理。預(yù)案中應(yīng)明確各個崗位的職責(zé)和權(quán)限，指定專人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)急處置工作。同時，建立健全的溝通機(jī)制，確保各個部門之間能夠快速、有效地交流信息和協(xié)作。

最后，應(yīng)急預(yù)案還應(yīng)包括對設(shè)備維護(hù)和檢修的規(guī)范、要求。通過制定維護(hù)計劃和定期檢測等措施，預(yù)防故障的發(fā)生，減少因設(shè)備老化、材料損耗等原因引起的電路故障。同時，應(yīng)急預(yù)案還應(yīng)包括對備品備件的儲備和管理要求，確保在故障處理過程中能夠及時使用相應(yīng)的備件進(jìn)行更換修復(fù)，縮短故障處理的時間。建立完善的應(yīng)急預(yù)案是高壓設(shè)備電路故障對策分析中必不可少的一部分，能夠提前準(zhǔn)備，規(guī)范應(yīng)急處置工作，提高故障處理的效率和安全性。通過合理使用和完善應(yīng)急預(yù)案，可以保障高壓設(shè)備電路的安全運行，并減少因故障而帶來的生產(chǎn)損失和人員傷害風(fēng)險。

4 結(jié) 論

在配電系統(tǒng)中，高壓設(shè)備電路故障可能對電力供應(yīng)和設(shè)備正常運行造成重大影響。為確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行，必須認(rèn)真分析并采取適當(dāng)?shù)膶Σ?，?qiáng)調(diào)定期檢查和維護(hù)、使用優(yōu)質(zhì)材料設(shè)備、安裝過載保護(hù)和短路保護(hù)、溫度監(jiān)測和控制、建立完善的應(yīng)急預(yù)案的重要性。通過實施這些對策，可以最大限度地減少電路故障的發(fā)生，為配電系統(tǒng)提供可靠、安全的電力供應(yīng)。