低压配电线路常见故障的防护方法分析

2020-01-07晏定勇

通信电源技术 2020年4期

关键词：保护器断路供配电

晏定勇

（陕西省地方电力（集团）有限公司镇巴县供电分公司，陕西镇巴 723600）

0 引言

在配电系统中低压配电线路非常重要，但发生故障时难以解决。常见的低压配电线路故障主要有短路故障、断线故障、过载故障、接地故障等，因此必须准确判断故障原因，提出解决措施。

1 山区农村用电现状

由于农业生产本身具有季节性、周期性，所以在特定时期出现用电高峰、形成较大的用电负荷。例如，春夏季节的抽水浇灌、水产养殖或者农收时节的农副产品加工等。由于用电周期较短，经济价值较低，所以使用者对电气线路的升级改造和设备的维修不重视、资金投资也相对过少，加之设备老旧，安全保障手段欠缺，导致线路故障频发。

各种安全隐患突出、家庭用电线路老化、接线方式不科学或者杂乱等因素，给山区农村的用电带来极大的风险。此外，由于农村用户对于用电的安全意识淡薄或者经济能力较差，致使绝大多数普通线路都超过规定的使用年限，加之农村公共供配电线路抗恶劣天气能力不足、变压器等设施露天放置、在公用线路周边存放大量易燃的木质品、易燃物等，且由于近些年来的政策扶持和经济水平提高，生活用电功率日渐提升，农村供配电线路难以满足负荷，在线路出现短路、断路、过载等故障时，极易造成火灾或爆炸事故，造成人员财产损失。

2 短路问题及其防护

2.1 形成短路故障的主要因素

输电线路中电位不一致的导体互不导电，是相互绝缘的，假设这种绝缘由于客观原因遭到破坏，极有可能发生短路现象。造成该绝缘破坏的原因大多是机械外力破坏、导体温度或电场场强超过绝缘材料限定范围导致的性能改变、线路温度达到一定界限使绝缘能力下降、表面过多异物附着等。在导线连接时，若架空裸导线驰度超过标准，在风力或其他外力作用下出现摆动现象，形成与其他导线碰撞的可能，进而造成短路故障。应当在导线架设施工时减少由人为因素造成的疏漏，在巡检线路时，及时排除外部因素形成的潜在隐患[1]。

2.2 短路防护措施

低压配电线路的外部绝缘性能受到各方面的影响，所以注意保护好绝缘材料是一个防护办法。同时，还要把握好电流的热效应。因为在短路电流发挥作用的情况下，在电缆、绝缘导线以及两者连接部位的最高允许温度极有可能使绝缘材料被烧毁，还有可能因为导线融化从而导致产生高温熔珠，如果周围有可燃物则有可能引燃发生火灾等危险情况。具体地，可以通过接入短路保护器防护短路故障。这是因为短路保护器可以切断供电电源，对短路故障造成的危害做到及时遏制[2]。

3 断路问题及其防护

3.1 断路故障的成因

断路故障主要指的是电路中零线和相线存在问题，零线存在问题是电路末端的两相电压增大，从而使用电设备损坏；相线出现问题则使用电设施不能正常使用，如造成电机过热过烫，严重的会烧毁电机。断线是电路中比较常见的问题，最简单的检测办法就是测量回路是否通路[3]。（1）当电路出现回路不通时该线路的用电设备无法正常工作，功能无法实现。（2）假设断路位置存在易燃易爆炸的环境，如木质房屋、草堆、油料桶等，可能因为短路位置释放的电弧产生电气火源，进而引起火灾事故的发生或者爆炸的可能。（3）在电路中有可能存在时断时通的情况，在供电状态下很有可能在断路瞬间释放电弧和巨大的热量，进而引起火灾；在电子设施中释放电弧和巨大热量则有可能导致周围的电子元件遭到破坏击穿，无法达到原有的性能或者无法使用。

3.2 断路问题的防护

电路的断路问题是回路非主观正常的断开，无法使电流形成闭环回路。例如，出现线路断开或者节点接触不良。若是三相电路，假设一相电路出现断路问题则可能导致电机无法正常运作或者烧毁，或三相电路不协调，各相电压不相同发生某相电压过大，引发故障。为防止发生零线断路的现象，首先应增加零线的机械性能，即符合电路负载和电流流量的情况下根据实际情况适当增加零线横截面的面积；其次，使用牢固、可靠、稳定的节点接口，其性能应满足电路的要求指标；最后，不得在零线上直接串接熔断器，避免过电流造成的熔断器熔断，出现断零的问题。

针对三相的低压供配电线路，连接到断相电路的单项负荷，如照明设备等瞬间停止作业，等到断线电路恢复正常时重启工作不会受到损失或者烧毁。对三相电机而言，出现断相情况时电机缺相工作，致使无法正常作业或者导致产生放热，最终烧坏设备。为了防止发生断相的现象，首先应使用合适电路的保护装置，如熔断器，而且必须满足三相中每相保护装置的性能参数相同；其次，使用牢固、可靠、稳定的节点接口，其性能应满足电路的要求指标；最后，电气电路中各个开关触点应紧密连接、配合良好，不得存在老化、脱松、燃烧腐蚀的情况。

4 过载问题及其防护

由于电路电线供配电存在阻值就会产生电流的热效应，所以导线、线缆以及接线段子部位会因为电流过高过载出现温度过高，轻则减少其周边绝缘材料的使用寿命，重则引起电路断路，导致事故的发生。一般过载情况下使用过载电路保护器，其在电路出现过载时自动断开电源供应或者给出提示警报信息，阻止电路的继续工作[4]。

由于电路产生放热现象，所以在电路线缆发热稳定的状态下电流正常通过的时间与电流的高低时限相关，即绝缘线缆的耐热性能。对于线缆的耐热性能使用低压熔断器、过电流脱扣装置，可以有效的保护过载出现时电路中的各个用电设备[5]。

5 接地问题及其防护

在一个正常运行电路回路中不仅存在常规的设施设备接地与保护性接地，也存在由于绝缘部位老化、磨损或者别的因素导致的接地，致使电路回路中存在过电流、过电压的情况，进而引起用电设备设施的损坏或者人员的伤亡，这种接地情况均属于故障接地[6]。一般电路出现接地故障意味着电路针对大地而言电路绝缘电阻极低，使用万用表测量绝缘电阻的阻值就能查找出接地故障位置。依据低压供配电电路和电路设施设备的实际情况，采用漏电保护器就能完成在接地瞬间切断电路供电，保护电路中用电设备安全和人员安全[7]。低压供配电线路和线路中的用电设施设备都会设置漏电保护器，且通常使用分级保护。由于低压供配电电路保护接地的方式不相同，为了实现对低压供配电电路出现接地故障时进行保护，漏电保护器应与接地保护的形式相一致、协调，这样才能使漏电保护器正常工作，在出现接地故障时及时响应。