低压供配电线路故障分析及处理方法研究

山东三维化学集团股份有限公司天津分公司 俞英麒 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 卢晔楠

随着我国社会经济水平的发展，人们的生活水平不断提高，对于电力的需要也越来越高，使得我国成为发电量居于首位。较大的用电量对于电力传输系统的要求也越来越高，配电设备和模式更加复杂，对于配电设备的安全要求较高，大规模的配电线路故障，会造成电气火灾、大规模停电等问题，对社会造成不可预估的经济损失。其中，低压配电线路对于人们的日常使用较为重要，能够保证电力输送的质量和安全性，是完成电力输送的关键一棒，因此低压供配电线路对于我国电力系统的平稳运行有着重要的意义。

本文主要研究低压供配电线路的构成，分析低压供配电线路常见故障，并根据笔者自身经验提出相应的处理方案，为提升低压供配电线路安全、平稳运行提供一定的参考建议。

1 低压供配电线路

1.1 低压供配电线路组成结构

本文所指的降压变电所、低压线路以及用户线路组成低压供配电线路，主要是完成10～500kVA等范围内的电力传输，多数情况下，采用分级供电的方式，从而能够保证几十个用户的电力使用，进一步提高线路的输送能力和可靠性。而且，低压供配电线路有树干式、放射式两种联接方式，每一种方式有自身的优点，其中放射式的供电可靠性高，而树干式的灵活性高、配电费用较低，能够根据相应的需求进行改变，因此目前多数的低压供配电线路多采用树干式联接方式[1-2]。

为了保护施工人员和用户安全，在低压配电线路中，往往采用IT、TN、TT 等三种接地方式，其中TN 又分为TN-S、TN-C、TN-C-S，典型的TN-C-S 低压供配电线路如图1所示。IT 主要是指带电的电源与大地直接隔离并不相连，或者通过相应的高阻值阻抗接地，另外的电气装置只要有外漏的地方，都需要单独或者统一接地；TN 主要是指带电的电源与大地直接相连，其他的电气装置外漏部分通过保护性导体与大地相连；TT 主要是指带电的电源与大地直接相连，其他的电气装置外漏部分也直接与大地相连，但是与电源的接地点相互独立，并且在使用TT 联接方式时，需要根据低压供配电线路使用的场景，选择合适、可靠、安全、费用低的低压供配电接地方式[3-4]。

图1 典型的TN-C-S 低压供配电线路

1.2 低压配电线路的种类

低压配电线路常见的安装方式为架空敷设和电缆敷设两种方法，上述两种敷设方法各有优缺点，需要根据使用场景进行相应的选择。在城市以及建筑物林立的地方，为保证建筑物的安全和美观，需要将低压配电线路敷设在地下，从而减少自然环境损害和人为毁坏，保证低压配电线路的使用安全和顺畅；但是对于电缆敷设线路检修困难较大，需要耗费大量的人力、财力，线路更换较为烦琐。而架空敷设线路就能够地势宽广，没有特殊要求的场所进行敷设，一般会采用电线杆将陶瓷瓶将线路固定，并且多采用便捷的线路架设，从而便于低压供配电线路的检修。

2 低压供配电线路故障分析

低压供配电线路在电力系统中占重要地位，由于使用环境复杂，线路繁多，会造成低压配电线路出现相应的故障，如果得不到足够的重视，从而给用户带来严重的经济损失。本研究总结了低压供配电线路常见的故障如下。

2.1 短路故障分析

供配电线路中的短路故障，会造成电流的瞬间变大，超过额定电流的几十倍，从而使导线产生大量的热量，是正常热量的几百倍，如果热量不能够及时导出，就会造成导线的绝缘层烧毁，出现短路故障，进而影响低压供配电线路的正常，严重时会出现火灾。

本研究总结了短路故障常见的影响因素有：对于裸线在使用过程中，由于外力的作用，造成裸线相互摆动、碰撞，从而引起线路短路；线路的绝缘性遭到破坏，使得自身的绝缘效果失去，从而导致线路短路；由于低压配电线路在相对湿热的环境下，容易发生材料性能的变化，造成线路失去绝缘作用。

另外，由于线路自身长时间高负荷运转，造成线路的绝缘性老化，失去绝缘作用；导线的线头连接不紧密，出现了“虚接”的问题，相当于在连接处时断时接，从使得线路短路；不正确的电气操作，会造纸线路电路。如在拉闸、合闸等电气操作中，容易产生相应的电弧，从而出现电弧短路故障。

2.2 过载故障分析

过载故障是低压配电线路中较危险的故障，因为过载故障是由于长时间高负荷运载，严重超过了线路的安全电流，从而造成过载故障，甚至造成火灾。由于低压配电线有一定的阻值，高电流通过时，会产生较高的热量，热量无法在短时间内散去，就会导致更高的电流经过，从而形成恶性循环，尤其是在高温环境下，如果热量超过绝缘层的承受温度，就会造成线路自燃，从而引起严重的火灾问题，影响低压供配电系统的运行，因此过载故障与短路故障相似，存在火灾的风险。

另外，长时间的过载运行，会造成电路老化，加速低压配电系统线路的使用期限，还会产生高温，使得线路出现断路的问题。除此之外，低压供配电线路设计不合理、导线选择不规范、接入设备功率较大、电气设备使用不合理，以及断路器工作不正常等原因，都会导致线路的过载。

2.3 断路故障分析

在低压供配电线路故障中，断路故障属于常见的一种故障，其主要是线路没有导通，从而出现了断路的情况。由于低压供配电线路在断路电，容易产生相应的断点电弧，会导致火灾的发生，从而给低压供配电线路运行带来安全隐患。本研究总结了断路故障常见的影响因素为：一是架空敷设的低压供配电线路，容易受到外力的影响，从而使得线路断开；另外，在敷设的过程中，电线受到尖锐、锋利及坚硬的物体划伤，从而导致线路损坏；二是电线受到自然环境的腐蚀和破坏，使得线路的绝缘保护层损坏；三是线路接头密封性较差，使得正常运行的线路，阻值变大，从而烧坏线路，导致线路断开。

2.4 漏电故障分析

笔者根据自身的工作经验，如果低压供配电线路的绝缘性变差，或者安装支架材料的绝缘性降低，都会引起漏电故障。另外，正常情况下，低压配电线路与相关线路之间，或者低压配电线路与大地之间存在一定的电容，此时，漏电的电流非常小，并且分布均匀，并不会对低压配电线路的绝缘性造成损害，但是一旦受到环境因素的影响，空气中的绝缘性下降，在低压供配电系统运行过程中，使得线路与地面之间产生了较大的电容，就会造成漏电的问题出现，从而造成严重的影响。

2.5 接触不良分析

主要是低压供配电线路由于接触位置连接性不好造成的，与其他故障类似，接触不良的位置会产生一个较大的阻值，从而产生大量的热，使得线路老化、设备损坏，严重时出现火灾。接触不良故障主要表现在电气设备在相应的连接处出现松动，或者连接处出现了灰尘，从而使得接触处的阻值变大。

另外，在电气设备安装过程中，线路连接方式不合理、不合规，接触点的压力不足，接触面积不够，都会导致出现接触不良的问题；除此之外，由于电气设备受到外界的振动、温度变化以及开关操作等干扰，会造成连接处出现松动，继而产生接触不良的问题；由于低压供配电系统属于电气系统，对于环境的要求较高，湿热的环境会造成线路生锈、腐蚀等问题，从而造成接触不良的问题。

3 低压供配电线路故障应对方法

3.1 断路故障应对方法

针对断路故障而言，首先要加强对于低压配电线路的检查和维修，通过定期的检查和测量，从而保证线路的连接可靠性，扫除断路故障的潜在威胁，保证电力系统的正常运行；另外，还可增加低压供配电线路中零线的截面积，不仅能够加强零线的使用强度，还可以保证线路中电流的安全数值；除此之外，在低压供配电线路中设置熔断器，能够更好地保证断路故障发生时线路的熔断，从而保证线路系统的安全。电路的耐热性能的提升，还可进一步降低短路故障发生的概率，控制线路中瞬间高电流的发生，避免高的温度造成线路损坏。

3.2 过载故障应对方法

过载保护器在低压供配电线路的主干线路上，能够对过载的电流进行相应的检测，一旦发现线路上出现过载的情况，就会及时地切断主干线路，能够降低由于过载故障对于低压供配电线路的影响，从根本上控制电线上的负荷，从而及时地阻止线路上高温的产生，保证线路的安全。

另外，在低压供配电线路上安装接地保护器，可以检测线路中开闸、合闸等瞬间行为，避免产生相应的电弧，能够避免出现线路自然的问题，提高低压供配电系统的可靠性和安全性。除此之外，电力人员要及时检修裸露在外边线路，避免裸露的线路与地面导通，及时控制电流的负荷量，通过相关技术对裸露的线路进行相应的接地保护，从而能够避免电流过载的问题，从而保证系统安全。

3.3 短路故障应对方法

使用合理的热磁脱扣、断路器等器件，从而满足低压配电线路的使用，能够有效地避免线路短路；另外，短延时脱扣器，不仅仅能够保证整个线路的敏感性，还能够针对过载率比较低的电力系统，保证其运行的连续性和安全性，能够进行瞬间动作保护；除此之外，选择绝缘性和耐热性好的材料，能够减少电路系统短路故障的概率，保证低压配电系统的正常运行。

3.4 漏电故障应对方法

使用漏电保护器能够有效地避免漏电故障。漏电保护器能够在极短的时间内，将整个电路断开，避免漏电产生相应的电弧，避免出现严重漏电故障；另外，在安装漏电保护器时，要采用分级保护的方法，将整个低压供配电线路按照主干线、总线以及主线不同的等级划分，从而针对不同的部位，合理安排漏电保护器，保证整个线路能够顺利切断；而且还需要对漏电保护器进行防潮、防火等处理，避免漏电故障的发生。除此之外，在选择地线时，要选择多芯电线，而且自身拥有优良的绝缘性，保障电气的连续性，从而保证足够的电气电导。

3.5 接触不良故障应对方法

针对接触不良故障，需要按照检测为主，辅之以维修的原则，尽可能排查接触不良设备的连接处，并且在连接处进行镀锡操作，增加其牢固度；注重电气设备环境使用检查，针对恶劣环境的低压供配电线路，要注重进行除湿、密封以及除尘等相关操作，提高电气设备连接处抗腐蚀，耐高温能力，有效降低电阻和温度，从而保证低压供配电设备正常使用。

4 结语

随着时代的不断发展，对于低压供配电线路运行的可靠性、安全性提出了新的要求，对低压供配电线路的故障问题重视程度越来越高，因此要加强对于低压供配电系统线路的检测和维修，保证线路的安全、平稳运行，并且要积极通过科学的管理技术和方法，对低压配电线路的网络系统进行管理，从而进一步保障低压配电线路的安全性与稳定性。