摘要:为了防止人身触电,预防电缆和电气设备漏电故障,减少因漏电电流引起的矿井瓦斯、煤尘爆炸危险。低压供电系统漏电保护一般采用分级保护,其除能正确地选择供电线路故障,使其可靠地切断故障线路,更能保证人员安全。
关键词:单相漏电;低压供电;分析
引言
由于传统的单相漏电故障选线都以暂态和稳态的特征量为判据,所以研究故障后的零序电流和零序电压具有重要意义。目前许多专家学者致力于零序电流暂态过程的研究,如暂态行波分析、暂态小波变换、希尔伯特变换等。而电网的结构对暂态信息有着至关重要的影响,如接地电阻、故障相电压初相角、故障点位置、线路长度等。
1 漏电保护实际运行情况分析
1.1当触电或漏电现象发生时,设备的漏电保护装置未动作,或在供电系统分级保护中发生越级动作现象,就产生了拒动作。漏电保护器动作电流选择不当,供电线路过长绝缘阻抗降低,互感器、脱扣机构等产品质量低劣,接线错误等都会导致漏电发生时保护装置不动作。拒动作比较少见,但拒动作会造成较大的危害,尤其会在发生漏电现象时给人的生命造成威胁,因此对于漏电保护装置的检测试验应该常态化,做到每天试验。若发生不动作现象应立即处理。
1.2当触电或漏电现象未发生时,设备的漏电保护装置动作就产生了误动作。而导致误动作发生的因素很多,包括供电线路、设备、环境及漏电保护装置自身的。主要原因分析如下:在开关合闸瞬间,会发生不同步合闸,在先合闸的一相上可能产生比较大的泄露电流;接线错误,造成三相不平衡;线缆绝缘恶化或相线对地绝缘不对称降低,会产生不平衡泄露电流;漏电保护器生产制造质量不高或装配存在问题都会降低保护器的可靠性,这些因素都会使漏电保护装置发生误动作现象。
2低压漏电系统暂态分析
故障发生前,每条线路上的对地电容和对地绝缘电阻相当于三相负载保持对称。一旦有一相接地,对称就会被破坏,系统就会出现零序电流。低压供电系统多条电缆出线暂态模型如图 1 所示。
如图 2 所示,通过改变接地电阻可以看出,三条线路故障前零序电流趋于一条平稳的直线。在 0.02S发生单相漏电故障后电流急剧变大且出现一个暂态的衰减震荡过程。漏电支路零序电流和非漏电支路电流极性相反,且电流冲击值随着接地电阻的增加在减小。零序电流的暂态衰减时间随着接地电阻的增大也在逐渐减小。
如图 3 所示,在 30°- 90°,电流冲击值随着故障初相角的增加在增加,且漏电支路冲击值电流方向为正,非漏电支路零序电流冲击值方向为负。在 - 90- (- 30°),电流冲击值随着故障初相角的增加在增加,且漏电支路冲击值电流方向为负,非漏电支路冲击值方向为正。零序电流在±90°时冲击值最大。
4供电系统漏电故障排查分析
受限于电网线路铺设时的不规范性 (电缆对接不合格、线路挂设不符合设计、强力施工等),电网线路在使用中极易出现损伤,进而引起漏电故障,对生产作业安全造成威胁。通常当出现漏电故障时,应首先对其线路绝缘状况进行检测,当其值小于22kΩ时为绝缘闭锁,此时应将故障线路拆除后再对线路绝缘值进行测定,当所得数值显示绝缘电阻大于1 M Ω时,低压馈电开关恢复送点且无任何特殊情况,则表明不是由于开关问题引起的故障。使用低压摇表对故障线路绝缘值进行遥测,若发现三相电源某一相绝缘值偏低,乃至为0,则表明该相出现接地故障,应先从电缆连接处查起,对电缆布设沿线施工场所及存在淋水现象的特殊地点进行逐一排查,查看线路是否存在破皮、挤压、砸伤等损坏现象。若存在异常,则立即对线路进行修补,并再次对线路进行摇测。此时若线路绝缘值显示超过200 kΩ,则表明故障得到排除。若线路检测未发现线路损坏,则使用万用表检测电缆芯线对地电阻的方法查明故障点。此外,还可使用电缆故障分析仪对故障原因及区域进行探查,但使用时必须装配相应防护措施。
5漏电保护可靠性影响要素分析与应对措施
5.1开关与相应电路绝缘性良好,但使用过程中常发漏电掉闸事故。原因可能是由于电网线路铺设过长,线路对地电容电流过大导致。当分开关为工作时,总馈电开关通过附加直流检测法检验绝缘性,电容C 2 偏小,使得分开关无法自主动作,总开关便会发生越级跳闸故障。对其可通过增大C 2 电容的方法对系统电容进行修正以保障运行的顺利;
5.2低压馈电开关漏电保护试跳不动作或无故障时误动作。其原因可能为辅助接地未能有效接地或接地电阻过大。对于这种情况可通过漏电试跳进行检测,当辅助接地未接地或接地电阻过大时,试验输出感应电流值会小于规定值,这是智能综合保护装置便会自主反应,关闭开关,以避免发生重大事故。因此,对于新布设的低压馈电开关,其必须增设辅助接地且接地电阻值不得超过4 Ω;
5.3当低压供电回路下属过多分开关或某一支路存在漏电时,会导致总闸越级跳闸的发生概率,严重的甚至引起大范围断电。因此,一个低压供电回路下属分馈电开关数量应小于5台,且型号应当统一,以便于日常维护管理。这是因为低压供电系统总馈电开关漏电保护方式为附加直流电源的方式,因此分馈电开关规格的不一,会导致直流电源电压的差异。当其运行在同一电网时,便会产生相互的扰动,影响安全稳定性。
结语
本文通过对低压漏电系统建立模型进行分析,并通过 Matlab/SIMULINK 搭建模型对漏电支路电流和非漏电支路电流进行分析,验证了它们极性相反,漏电支路电流冲击值大于非漏电支路电流。改变接地电阻和故障初相角,二者电流极性依旧相反,且漏电支路电流冲击值最大。
参考文献
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[3]李凯.煤矿井下低压供电系统漏电故障分析与解决方案[J].中小企业管理与科技,2017,(5):184- 185.
论文作者:赵新胜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/4
标签:电流论文; 故障论文; 线路论文; 支路论文; 低压论文; 供电系统论文; 电阻论文; 《电力设备》2017年第16期论文;