低壓配電線路常見故障及防護措施

崔 俊

(潞安礦業集團公司 聚創分公司，山西 長治 046204)

配電網絡隨著社會發展不斷壯大，作為配電網絡的重要部分，低壓配電線路網絡與普通人的生產、生活的交集日趨廣泛，安全性受到越來越多人的關注，相配套的配電線路網絡分布情況越來越復雜，如何維持龐大的配電網絡長時間處于穩定安全的狀態，就需要準確分析對其產生影響的各類因素，并采取針對性的措施，確保低壓配電線路的安全、穩定運行。

1 低壓配電線路概述

低壓配電是由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應的控制保護設備等組成。低壓線路可以用低壓配電網接入，通過低壓配電室引出，也可以由用戶自備的變配電室的低壓配電裝置引出。在一定的容量范圍內，采用低壓用電設備具有安全、經濟等優點，因此，低壓用電設備數量較多、使用頻繁，相應的低壓線路也較多、分布較廣。但低壓線路的額定電壓較低，功率損耗和電壓損失都較大，故只能用于短距離、小容量的配電。

2 低壓配電線路常見故障及防護措施

2.1 短路故障及防護措施

2.1.1 絕緣損壞

在低壓配電線路中，不同的導體相互之間是絕緣的，但在實際運行過程中，隨著使用時間延長，絕緣材料老化的情況愈加明顯。如果使用區域的環境惡劣，則會加速這種老化現象，使得外部的絕緣層剝落，引發短路故障。主要損壞絕緣的因素有三方面，首先是外力破壞，例如，夏季暴雨天氣就可能導致絕緣層受到破壞；其次是環境溫度影響，冬天溫度過低或夏天溫度過高都會導致絕緣層材料失效老化，從而產生絕緣失效的現象；最后是絕緣材料質量本身，個別生產廠家使用不符合標準的材料，經過一段時間使用之后絕緣性能失效。

2.1.2 導線相接

低壓配電線路一般采用架空連接的模式，如果架空時導線連接的弛度過大，在外部風力較強時會出現大幅擺動，使兩根導線之間發生相接，從而引發短路故障。

2.1.3 短路故障的防護措施

根據短路故障的引發原因，采取相應的防護措施，保障線路的安全運行。首先要強化線路自身的防護，例如安裝短路防護器，用于在線路出現短路時，能夠及時對電源進行切斷，避免危害的持續進行；其次采用低壓熔斷器進行防護，第二熔斷器在線路出現嚴重過載時能夠進行有效的防護。低壓熔斷器的最大防護電流值一般設定為電流正常值的6～10倍，如果瞬時電流超過了這個設定值，就會立即發生保護動作，切斷電源，保護線路安全。

2.2 斷路故障及防護措施

2.2.1 斷路故障

斷路故障是指低壓線路在正常運行狀態中線路的零線和火線出現斷路的現象。如果是火線出現斷路，相應的用電設備會驟停，發生停運事故；如果零線出現斷路，線路末端的兩相線路電壓迅速升高，導致其連接的用電設備燒毀。斷路故障具有明顯特征，當發生斷路故障時，電能無法繼續正常傳輸，輸電回路會中斷，引發過電壓斷路點電弧等情況出現，如果斷路區附近有易燃易爆的物質，很容易引發火災或爆炸事故。

2.2.2 斷路故障的防護措施

根據斷路故障的原因，要切實有效降低發生幾率，就必須在初始設計、安裝以及后期的維護檢修過程中，對其關鍵步驟進行強化管理。首先要增加零線的機械強度，在選擇零線線材時，除滿足基本載流量和絕緣性要求之外，要優先選擇截面積相對較大的線材。其次要重視零線接頭和端子接頭處的連接，每一個部位的連接處都要仔細檢查，確保連接可靠，接觸良好；在完成連接作業后，需要對其工作溫度進行判定，要求工作溫度應低于最高限制。最后在零線上禁止串接熔斷器，如果熔斷器安裝在零線上，很容易誤判為斷零電器故障，而真正的故障被隱藏，造成影響范圍和程度的持續增加。

2.3 過載故障及防護措施

2.3.1 過載故障

過載是指配電線路負載過大。 當線路出現過載時，由于熱效應會產生大量熱量，如果這些熱量無法得到及時的散發，就會導致線路材料的溫度持續升高，造成絕緣材料的老化，降低絕緣材料的使用性能和使用壽命；更為嚴重的是：線路上負荷太重，導致線路上電流過大，線路發熱太大，使線路絕緣老化或線路勞損，甚至還會出現嚴重的火災事故。

2.3.2 過載故障的防護措施

在低壓配電線路上一般會安裝過載保護器，對過載情況進行干預和防護。如果線路中出現過載情況，過載保護器會開始記錄過載時間，當超過設定值時保護器會自動切斷電源并報警。

2.4 接地故障及防護措施

2.4.1 接地故障

接地故障指導體與大地的意外連接。線路所設置的過電流保護兼作接地故障保護，可以利用零序電流或剩余電流來實現接地故障保護。之所以會出現接地故障，主要是線路在運行過程中，其絕緣材料的性能降低，導致線路對地的泄漏電流增加，經長時間積累后造成單向接地短路故障。而造成絕緣性能降低的原因，可能是絕緣層老化，有可能是受外力影響，造成絕緣層剝落或破壞。當出現接地故障時，其主要的表現形式有兩種，第一種是故障點部位的象限和接地導體之間直接接觸，導線直接融化在一起，使得這個位置的電阻值降為零，接地電流激增為無限大；另一種情況是出現電弧性短路，就是故障點部位的象限和接地導線之間斷續聯通，連接處出現火花放電，形成電弧，瞬間溫度達到幾千度，對于周圍環境造成嚴重威脅。

2.4.2 接地故障的防護措施

1) 過電流保護。這種保護方式因利用所控制的線路斷路器，在不增設其他裝置就可以實現接地故障保護功能，所以方便易行，但應能滿足規范所要求的斷路器切斷故障電流的允許時間。

2) 零序電流保護。三相四線制配電線路正常運行時，如果三相負載完全平衡，無諧波電流，忽略正常泄漏電流，則流過中性線N的電流為0，即零序電流為0；如果三相負載不平衡，則產生零序電流，如果某一相發生接地故障時，零序電流將大大增加，因此，利用檢測零序電流值發生的變化，可取得接地故障的信號。所以，利用零序電流來實現接地故障保護，其動作電流一般大于三相不平衡電流。

3) 剩余電流保護。剩余電流保護所檢測的是三相電流中性線電流的向量和，三相四線配電線路正常運行時，即使三相負載不平衡，剩余電流只是線路泄漏電流，配電線路在沒有發生接地故障時，三相負荷電流與中性線電流的矢量和無論三相負荷電流平衡與否，它們的電流均為零，零序電流保護一般適用于TN接地系統。

3 結 語

低壓配電線路對于維持區域正常供電具有重要作用，在使用過程中容易受到所在區域各種因素的影響，為避免出現事故，應加強管理，確保系統的安全、穩定運行。