摘要:低压配电线路作为电力系统中与用户联系最密切的环节,其对电力的安全输送具有重要作用。在低压配电系统中,由配电线路和电气设备引起的故障,往往会危及到人们的生命和财产安全。本文旨在分析低压配电的几个常见事故,并提出行之有效的应对策略。
关键词:低压;配电系统;电气故障;线路;故障
在电网中低压配电系统是无可替代的,能满足低压设备的实际使用需求,如家用电器、生活照明、办公设备、动力设备和生产照明等。做好低压配电的维护和修理,可以有效地避免电气事故的发生,使人民的生命财产有所保障,更能推动社会经济的发展。在利用电力资源的同时,我们还需采取必要的措施来防范电力事故的发生。
一、低压配电系统的组成
低压配电系统主要有降压变电所,输电线路以及用电设备的组成:
(1)降压变电所主要由降压变压器和高压断路器组成。通常,降压变压器的变比为10/0.4kV,分为油浸式和干式。高压断路器的功能为对短路和负荷电流进行开通与关断,主要有开断性能以及灭弧能力等特点。
(2)低压配电线路主要由低压断路器与输电线路组成。输电线路大多采用三相四线制,以绝缘导线缘进行架设,因此出现短路接地故障的机会不大。因此,通常情况下要求低压断路器可以接通和切断电路,具有一定的保护功能。
(3)用电设备主要是由三相和单相用电设备组成。三相用电设备必须接在三相电源上才能工作,如三相电机、空调等都是属于这一类型,该类设备的每相阻抗相等,所以被成为三相对称性负载。单相设备主要是指用于工作、照明和家用电器等的设备,它属于各阻抗不一致的多个单相用电设备,因此它们组成了三相非对称负载。
二、低压配电线路中的常见故障分析
1、漏电故障
漏电故障的最主要原因通常是电线或支架材料的绝缘性能不佳而造成的。绝缘性能不佳,电线与电线或地面与电线之间就会有电流通过而漏电,在低压配电线路的正常运行中,配电线路与地面和电气线路中存在电容,因此其会存在一定的漏电流,且其沿线路均匀分布,具有较小的电流量,不会损坏线路的绝缘性能。但是如果线路受外界因素的干扰,则易遭受破坏,与地面进行接触是会出现非正常漏电,漏电流与变压器节点与线路故障点构成漏电回路。
2、超负荷故障
在低压配电线路中,线路中所带的负荷超过了线路允许的安全电流量,就会引发线路过载的故障。造成线路过载的主要原因是配电线路在长期的运行工作中,由于电线本身具有电阻,当电流从电线经过时,会产生一定的热量。而电线的温度越高,经过的电流就会越大,形成了恶性循环,最后在高温的环境下,线路绝缘材料就会慢慢的老化和损坏。一旦绝缘材料在高温的环境下,产生自燃,那就会给配电线路带来很严重的火灾,影响电气设备的稳定运行。配电线路在长期的超负荷运行中,很容易出现电路老化等一些问题,线路的接点经常会因为过负荷的运行,产生高温,从而出现断线的现象。
3、接地故障
低压配电线路中的绝缘路或电线出现故障与损坏,往往会使降低电线的对地绝缘能力,相应的增加泄露电流,从而导致接地故障的出现;对地泄露电路在单相接地故障中主要包括两类,即接地故障电流和正常泄露电流。一般在金属性接地故障中,接地电线金属与导体金属会直接相连,阻碍电阻设备作用的发挥,这样容易造成电流量过大而引起故障电流,当故障电流出现时,回路的过载保护器与熔断器就会受到影响,切断故障电路。另一方面,非金属性接地故障中,如果接地金属不能彻底连接电线故障点,这时两者之间就会不断出现放电和电弧的现象。放电点和电弧的温度一旦瞬间升高,且可燃物接触到接地故障点,就会产生火灾,影响电气设备的正常运行。
4、短路故障
低压配电系统的短路也是一种比较常见的故障,短路故障的发生主要是由于两点的电势不均匀的地方互相接触而产生电流。低压配电系统在短路时,回路的电流会增加,导致出现电弧和电火花,使导体内部金属升温,还可能出现喷溅现象,点燃易燃物体,从而引发火灾。
5、电阻故障
在一些外界因素的作用之下,当接触电阻加大的时候,会直接影响低压配电系统的正常工作。其原因是电源线或开关接触不良,会使电阻增大,同样使回路的电流增加,并产生热量,损坏导体绝缘层,从而引发火灾和触电。
三、应对低压配电系统电气故障的措施
1、建立有效的应急预案
即便供电公司能够保证供电安全,但不能排除外在因素的影响,如人为因素和自然因素,而自然因素又是不可抗拒的。所以,如果出现突发情况,往往会造成供电公司措手不及,对人民的生命财产安全造成威胁。因此,有必要针对不同的突发事件,采取相应的、可行的应急预案,明确相关人员在紧急情况下的职责,使分工更加明确。此外,还要对工作人员进行培训,使其适应在紧急情况下工作,并出色地完成任务。在完成应急任务后,还要做好善后处理工作,将新的设备安装完毕,保障人民群众的利益不受损失。
2、漏电故障的防治措施
首先在漏电故障防治方面。对于低压配电线路而言,其TN-S接地系统中的PE线要求连接相关金属物体,不过杂散电流会对其造成一定的影响,埋地线与结构钢筋具有较差的绝缘效果,易受到电蚀而对PE线的截面数值造成影响。因此,在选择PE线时可选用绝缘电线或多芯电缆芯线,保证线路电气的连续性和较大的电导[5]。一般而言,TN-S接地系统的接地措施良好,且PE线的设计较为合理,但是其仍存在漏电故障,因此需要科学选择漏电保护装置,综合考虑其火灾预防和防触电等问题,选用的漏电断路器尽量不要太灵敏。
3、过载故障防治
可以合理地在配电线路中安装过载保护器。过载保护器能够在线路中及时监测经过的电流量,当经过的电流量超过线路的允许流量时,过载保护器就会在一段延时后作用于主回路中串接的断路器动作,对产生故障的线路进行切断。另外,由于在线路在过载时,产生的过量电流,会引起线路的发热。所以,可以在低压配电线路中,安装低压熔断器和过流脱扣器,实现对过载故障的反时限保护。
4、接地故障的防治
可以采用漏电保护器来来防治,以便于防止低压配电线路出现接地故障。它能通过瞬时动作断开接地线路,这样就能避免接地电弧的产生,达到防治接地故障的目的。当然在选用漏电保护器的过程中,需要测算泄露电流的大小,便于防止泄露电流对人体产生触电危害。只有经过综合化的分析判断,才能避免因电流过大而产生电弧问题,同时防止火灾问题的发生。另外,要对配电线路进行相应的分级保护措施,可按照等级进行划分,包括电源总进线、主干线、支线等部分,这样就能结合不同的等级科学选用漏电保护器,并合理分析线路保护形式的配套问题,确保接地线路的成功切断。
5、短路故障防治
在低压配电线路中,电线和绝缘材料都要具备耐热的性能。所以,在低压配电线路的短路保护设备中,可以合理地选用低压熔断器和电子脱扣器,以避免电气系统的短路故障。由于低压配电线路过长,使得电缆线路末端短路电流过小,平时低压配电线路中使用的断路器热磁脱扣器,对低压配电线路的保护作用十分小。而采用带电子脱扣器的断路器,通过设置短延时脱扣,可以满足断路保护灵敏度的要求。
结语:
综上所述,准确识别电气事故的类型,对防止电气事故具有重要的实践意义。本文给出了低压配电系统的组成,分析了低压配电系统电气故障的主要类型及原因,最后给出了电气施工中需要采取的几点安全防护措施具有有益的参考价值。
参考文献
[1]蔡哲. 低压配电线路故障分析系统的研究[D].沈阳工业大学,2015.
[2]李军. 低压配电系统电气故障分析与研究[D].沈阳工业大学,2013.
[3]吴霞明. 论低压配电常见事故的原因及对策[J]. 科技尚品,2016,01:242.
论文作者:段俪敏
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
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