低压供配电线路故障电弧检测方法

侯利利，刘宇杰

（内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司水电热力分公司，内蒙古 赤峰 024076）

低压供配电线路故障电弧检测方法

侯利利，刘宇杰

（内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司水电热力分公司，内蒙古 赤峰 024076）

针对低压供配电线路故障的检测方法，分别进行分析和论述。希望对有关部门以及有关技术能够带来一些参考价值。

低压；供配电；线路故障

引言

我们在进行低压供配电线路过故障进行检测的过程中遇到了非常多的问题，也是这些问题能够让检测手段不断的进步。在接下来的文章中，我将对检测手段进行一一分析与论述。每一种不同的检测手段都有不同的优势，我们就根据其优势，对不同现象进行选择不同的检测手段。在线路故障电弧检测中，要通过相关的技术手段来保证检测结果的准确性。

1　低压供配电线路

在低压供配电线路中，导体因外绝缘老化、电接触不良或断裂等原因可能会发生电弧故障。与负载相串联，线路电流一般比未发生电弧故障时小，不会引起微型断路器动作；发生在相线与中性线之间的并联电弧故障虽然会使线路电流增大，但属于间歇性故障。电弧放电产生的巨大能量是构成电气火灾的重要隐患，研发电弧故障保护装置是当前低压电器的重要发展方向之一［1］。

当被保护线路发生电弧故障时，电弧在电流过零点附近熄灭，电流出现“零休”现象，零休期间出现高频分量，以此可以作为判定是否发生电弧故障的判据。例如，电流过零后出现这一特征判别线路是否发生电弧故障；美国专利（US8599523B1）也是根据线路电流信号的宽带噪声判别是否发生了电弧故障。随着数字信号处理技术和模式识别技术的发展，小波分析及神经网络被用于电弧故障的识别。

2　故障原因及分类

1）机械损伤。人工打桩时未上报区域单位获得允许、机械开挖人为误操作，均会造成断线故障。敷设后未标明电缆标志牌而受到较大外力，也会导致电缆的断线。经实地走访调查，此类原因在线路故障中尤为突出。2）绝缘老化变质。系统运行时电流流经电缆发热，甚至过电流时电缆温度急剧升高，破坏了电缆的绝缘胶层；地下土壤的酸碱性等自然因素长期来也会造成电缆绝缘外套的腐蚀。3）电缆施工质量问题。在安装过程中，施工人员未按照标准要求进行敷设；在工程中出现的不同程度地面沉降，使电缆受到了过大的压力，均可能造成断线和短路故障。

电力电缆的故障分类有很多种方法：根据发生的方式，可以分为击穿故障和行击穿故障；根据发生的位置，可以分为本体故障和接头故障；根据发生的相数，可以分为单相和多相故障。文章探讨故障的诊查和防范，重点关注故障相别绝缘电阻的大小——将其分为开路故障、低阻（短路）故障和高阻故障。

3　故障测距法

故障录波分析方法在故障录波分析中记录了各种故障，经过技术人员进行全面的分析，故障定位。随着计算机技术和人工智能技术的发展，故障录波分析方法可以很快完成自动化设备。但该方法受系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响，导致故障定位精度的降低。

建立了基于电压平衡方程的阻抗，通过建立电压平衡方程，应用数值分析方法求解故障点与测量点之间的电抗，从而引入故障近似位置。根据不同的电气量，将阻抗法分为两种类型，一种是端法和双端法。对于单端法，简单的术语可以概括为迭代法和双方程法。迭代方法可能出现伪根，有可能不收敛。二次方程法的解虽然在原理上优于迭代法，但在本质上仍然存在一些问题。此外，单端阻抗法的精度不高，特别是故障点的过渡电阻、系统阻抗和负载电流的影响。

4　低压设备故障分析及措施

由运行经验可知，低压配电设备出现故障的概率要高于高压配电设备，而故障种类也远比高压配电设备多，而且其中有很多是人为因素。一般情况下，低压配电设备大多是在夏季和初秋季节发生故障。因为这段时间的用电量比较大，所以，会出现低压配电设备超负荷运转和过载发热等问题。低压配电设备出现问题的种类比较多，除了与高压配电设备相似的机械结构变形、线路绝缘老化、各类开关失效等原因外，运行维护人员操作不当引发事故的概率也比较大。通常情况下，低压配电设备是安置在一个小型的密闭配电箱中的。经过长时间的使用，环境问题可能会导致低压配电设备的结构变形，弹簧松动、老化等。这些问题出现的原因与高压配电设备出现问题的原因较为相似。但是，考虑到低压配电设备的数量比高压配电设备多，所以，低压设备发生故障的概率和范围都比较大。此外，在日常检修、维护低压配电设备时，运维人员可能会因为观察不仔细、工作不认真而不能准确判断出故障原因，只是随意地闭合和断开部分开关。这种试图通过不断尝试寻找故障根源的方法是千错万错，断然不可取的。这样做，极可能使低压配电设备遭到二次破坏，甚至扩大停电范围，影响工业生产和人们的生活［2］。

要想预防低压配电设备可能发生的故障，最简单的方法就是及时检测用电负荷的变化规律，然后根据波峰负荷和波谷负荷调整电流值和功率值，保证供电负荷，确保供电的安全性和稳定性，将停电事故发生的概率降到最低。对于低压配电设备引发的安全问题，运行维护人员要勤于巡检，做好低压配电设备的维护工作，重点检查开关问题，及时更换存在问题的零部件。对于人为因素引发的低压配电设备事故，要加大对运行维护人员的培训力度。只有工作人员掌握足够的专业知识和各项负荷开关的性能、物理结构，才能在故障发生的第一时间找到原因，明确事故处理办法。此外，国家电网及其下属供电公司还要定期组织培训。运行维护人员在学习相关技能的基础上，还要有良好的工作态度，以便有条不紊地完成检修工作。运维人员在动手排除故障、恢复供电时，一定要耐心分析，在全面考虑问题的基础上做出判断，争取在最短的时间内恢复供电。

5　结语

根据本文的论述，可以发现低压供配电线路出现故障的原因有很多种，对它进行检测的方法有很多种。根据文章我们可以发现不同的检测手段，对不同的现象来说都是作用是不一样的。文章对此描述的非常清楚，我们希望对有关部门以及有关技术能够带来一些参考价值。在低压供配电线路故障电弧检测中，我们要对故障进行分类，根据故障产生的类型采取相关的措施。

［1］李建辉.电力电缆故障检测方法与应用［J］.河北电力技术，2009（3）：36-38.

［2］张金华.浅析高低压配电设备常见故障的分析与处理［J］.电子测试，201 5（20）：5 7-5 8.

（编辑：刘楠）

Low Voltage Power Supply and Distribution Line Fault arc Detection Method

Hou Lili，Liu Yujie
（Neimenggu Pingzhuang Coal Industry（Group）Co.，Ltd.Hydropower Heat Branch Company，Chifeng Neimenggu 024076）

This paper analyzes and discusses the low-voltage power supply and distribution line fault detection method respectively，which hopes to provicle reference to related departments and staff.

low voltage； power supply； line fault

TM726.2

A

2095-0748（2016）15-0086-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.37

2016-06-12

侯利利（1989—），女，内蒙古赤峰人，本科，毕业于北方民族大学，助理工程师，研究方向：电气自动化方向。