鄺慕輝

（廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局,廣東 臺山 529200）

低壓線路過載原因分析及控制措施探討

鄺慕輝

（廣東電網(wǎng)公司江門臺山供電局,廣東 臺山 529200）

隨著社會與經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，和社會生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，為人們的生活帶來了很多便利。低壓配電線路在整個電力系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要作用，但低壓線路也常常會出現(xiàn)各種故障，造成各種不同程度的災(zāi)害，其中線路過載是一種較為常見的線路故障，本文主要針對低壓線路出現(xiàn)過載的原因進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出了幾點控制措施。

低壓線路；過載；原因分析；控制措施

0 引言

歐洲電網(wǎng)在2006年11月4日晚出現(xiàn)大面積停電事故，受到該事故影響的大概有1000萬人口（5百萬用戶），該次事故主要是由輪船經(jīng)過使得2條380kV跨河線路停運導(dǎo)致另外1條線路過載，使潮流和安全限額比較接近。調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)后將原來雙母線變電站運行方式改為雙母線并列運行模式，極大的增大了線路潮流，進而導(dǎo)致線路過載保護功能失常，造成短時多條聯(lián)絡(luò)線路跳閘，誘發(fā)“多米諾效應(yīng)”，最后引發(fā)嚴重的大面積停電事故。因此，線路過載會造成非常嚴重的危害，若未采取及時、有效的調(diào)整措施，極易使事故進一步擴大，導(dǎo)致不可估量的損失。低壓配電線路在電力系統(tǒng)輸電過程中扮演著重要角色，但是低壓線路線損問題比較嚴重，若出現(xiàn)過載，不僅會導(dǎo)致大面積停電，也會導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故，不僅會影響線路輸電質(zhì)量，也會影響整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，造成嚴重的經(jīng)濟損失，也會給社會生產(chǎn)及人們的生活造成嚴重影響，甚至?xí)p害人們的人身安全。因此分析低壓線路過載的原因，并總結(jié)相應(yīng)的防范措施非常必要。

1 低壓配電線路過載造成的不良后果及原因分析

1.1 低壓線路過載的后果

一旦低壓線路處于過載運行狀態(tài)，長期會導(dǎo)致配電線路老化，不僅會導(dǎo)致電壓問題，嚴重的話可能會導(dǎo)致整個配電線路癱瘓，導(dǎo)致大范圍停電事故，對于人們的日常生活造成嚴重的影響。同時，電氣線路或者設(shè)備的絕緣層受到損傷，會導(dǎo)致周圍潮濕木材、電氣裝置金屬外殼、穿線金屬管等靠近物質(zhì)帶電，可能會出現(xiàn)觸電，在某一特定環(huán)境下可能會出現(xiàn)火花、過熱高溫、電弧等各種電力問題，然而因接地裝置不符要求或保護裝置不合理等問題很可能導(dǎo)致過流保護裝置保護作用失效，產(chǎn)生漏電，繼而極易導(dǎo)致觸電甚至火災(zāi)事故，造成更嚴重的損失。

1.2 低壓配電線路過載的原因分析

一般線路主要是由保護層、絕緣層、金屬導(dǎo)體等構(gòu)成，而保護層、絕緣層的材料主要是氯丁橡膠、天然橡膠、聚乙烯等含氫、碳較高的高分子有機材料，熱不穩(wěn)定性較高，一旦通電發(fā)熱，很容易產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，使絕緣材料老化受損。如果線路長時間連續(xù)以在安全載流量以下電流通過時，只要線路溫度在最高允許的工作溫度以下，則材料老化速度較慢。但是如果電流在安全電流以上，就會使線路過載，線路溫度也會高于最高允許工作溫度。此時的過載量如果較小，或者時間不短的話，也不會直接造成火災(zāi)，只會加速絕緣層老化，若低壓線路嚴重過載，過熱較為嚴重會導(dǎo)致異常高溫，破壞線路絕緣并燃燒，進而導(dǎo)致火災(zāi)。根據(jù)相關(guān)試驗研究證明。

1.2.1 電流和升溫的關(guān)系

絕緣材料中的通過電流每增加1級，線路線芯的溫度差不多會升高1倍左右。而導(dǎo)線的過載能力和導(dǎo)線截面成正比，也即是說導(dǎo)線截面增大，導(dǎo)線過載能力也會相應(yīng)提高。線路中通過的電流相同，但是截面小的導(dǎo)線相比于截面大的導(dǎo)線在穩(wěn)定溫度方面要高，因此，電流增加，小截面導(dǎo)線的升溫現(xiàn)象更為顯著。

1.2.2 電流和熱穩(wěn)定時間

若電流比安全載流量范圍小2倍，則通過的電流越大，則導(dǎo)線線芯的溫度想要達到熱平衡的時間也就會越長；如果比安全電流超過2倍，則通過的電流越大，線芯熱平衡達到時間也就越短。這主要是由于絕緣層受到不同電流的破壞程度不一，若電流在安全電流的2倍以下，絕緣層的破壞并沒有使絕緣受損，仍然具有阻止散熱的作用。如果是相同的散熱條件，則導(dǎo)線流過電流越大，導(dǎo)線溫度也會升高。但是如果電流比安全電流高出2倍，絕緣層也就會受到嚴重破壞，導(dǎo)致線芯裸露，散熱效果良好，通過電流越大，絕緣層也會受到更為嚴重的破壞，且破壞也就會越來越迅速，熱平衡時間需要的時間也就越短。

根據(jù)筆者經(jīng)驗總結(jié)，認為低壓線路過載的主要原因包括以下幾點：（1）由于線路設(shè)計或者線路安裝過程中選擇的導(dǎo)線截面過小所致。（2）線路運行過程中承受過大的負荷。（3）漏電導(dǎo)致線路的負荷過大。（4）電線穿管的管徑比較小，導(dǎo)致散熱受到影響。（5）諧波電流導(dǎo)致相線過載，特別表現(xiàn)在中性線上。（6）低壓線路接地裝置不合理。

2 低壓線路過載的控制措施

2.1 應(yīng)選擇合理的接地形式

為避免故障發(fā)生，合理、有效的低壓配電系統(tǒng)顯得尤為重要，其中低壓配電系統(tǒng)的接地形式是最重要的組成部分，是及時切除故障的關(guān)鍵。較為常用的是TN-C-S系統(tǒng)，其主要是末級供電變壓器的中性點直接接地，整個系統(tǒng)利用斷路器或者安裝熔斷器和線徑配合從而保護相線和中性線之間、相線之間的負載或者短路情況。如果線路絕緣層破壞，失去絕緣效果，則可以利用PE線啟動保護裝置從而降低外殼對地電壓，達到保護的效果。具體的TN-C-S系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。

圖1 TN-C-S系統(tǒng)的原理圖

2.2 應(yīng)盡快建設(shè)電網(wǎng)“三道防線”

由于低壓線路的線損較為嚴重，電能消耗較大，為避免低壓線路過載后導(dǎo)致一系列連鎖反應(yīng)，進一步擴大事故范圍，加重事故危害。應(yīng)該在一些主力發(fā)電廠或者相關(guān)的變電站設(shè)置必要的低壓線路過載切負荷裝置，切機裝置或者快減發(fā)電出力裝置。一旦發(fā)生過載引發(fā)的故障后，可以利用安全自動裝置動作，將對過載線路靈敏度較高的機組或者線路部分負荷切除，有利于盡快控制用電負荷，消除線路過載，進而使整個電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全運行，保障可靠的電力供應(yīng)，不影響居民的用電情況。盡快促進電網(wǎng)“三道防線”的建設(shè)，可以在低壓線路出現(xiàn)過載故障時，在最短的時間內(nèi)將線路過載現(xiàn)象消除，可避免事故的進一步擴展，使整個電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行。

2.3 應(yīng)進一步完善配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施

電網(wǎng)公司應(yīng)加快對基建工程的投產(chǎn)，進一步加固電網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)該進一步升級、改造配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，合理安排變電站布置以及線路的安排，可以將電磁環(huán)網(wǎng)（由高壓輸電線路和低壓輸電線路共同組成）在適當時候解開，盡可能避免出現(xiàn)大面積、大范圍停電事故。同時在低壓配電系統(tǒng)的用戶開關(guān)箱、電源總配電箱內(nèi)應(yīng)裝置必要的漏電保護器，可有效預(yù)防漏電火災(zāi)，也可避免大面積停電。同時應(yīng)確保配電裝置和周圍一些可燃物質(zhì)保持一定的距離，如果無法分開，應(yīng)做好必要的隔熱保護措施，避免誘發(fā)火災(zāi)。

2.4 應(yīng)制定科學(xué)、完善的過載故障處理預(yù)案

電網(wǎng)公司應(yīng)針對低壓線路中常常出現(xiàn)過載現(xiàn)象的原因，制定一套科學(xué)、合理的故障處理計劃方案，并且應(yīng)進一步細化、具體化。同時應(yīng)根據(jù)整個電網(wǎng)運行實際情況，適當修改、完善，一旦出現(xiàn)過載事故，應(yīng)及時安排調(diào)度員根據(jù)提前制定的事故處理預(yù)案及時、準確的采取合理的調(diào)整措施，盡快消除事故隱患，恢復(fù)整個電網(wǎng)的正常運行。同時，應(yīng)定期組織過載事故模擬演習(xí)，有利于調(diào)整人員更加熟悉過載事故發(fā)生的原因及其危害，在處理故障時，能夠更加沉著、冷靜的面對、處理。

3 結(jié)語

低壓線路的線損較高，極易出現(xiàn)過載運行情況，不僅影響用戶用電質(zhì)量，也會造成巨大的經(jīng)濟損失，應(yīng)該積極分析低壓線路過載的一些常見原因，研究針對性的控制及改進措施，才可以確保整個電網(wǎng)的安全運行，提高電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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