【摘要】隨著電力業(yè)的發(fā)展，低壓配電系統(tǒng)在如今的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著很大作用?，F(xiàn)代電網(wǎng)事業(yè)中，由于人員操作不當(dāng)以及電路老化的因素，常常會(huì)出現(xiàn)電路故障問題，其中包括線路的斷路和短路故障等。筆者通過對(duì)低壓配電系統(tǒng)中電路短路情況的簡析以及相關(guān)防范方案的討論，供該行業(yè)參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】低壓配電;線路短路;故障分析;防范措施

1.引言

低壓配電系統(tǒng)是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，它與人們的日常用電生活息息相關(guān)。因此，很多線路的故障問題都發(fā)生在低壓配電系統(tǒng)中。短路故障是線路故障中的常見問題，如果不采取合理的預(yù)防及整治措施，就會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果，甚至引發(fā)安全事故。所以對(duì)于短路故障隱患的防治也成了現(xiàn)代電力維護(hù)事業(yè)的重要方面。

2.低壓配電線路短路概述

2.1 低壓配電網(wǎng)特點(diǎn)及維護(hù)

在低壓配電網(wǎng)中，與變電系統(tǒng)相關(guān)的電氣設(shè)備是由變壓器、電容器、回路以及電纜等部分組成。此外，低壓配電的設(shè)備是由電纜、支架及電線等構(gòu)成的。在有關(guān)照明設(shè)備中，主要是是由熔斷器以及漏電保護(hù)器和開關(guān)、接零地線構(gòu)成的。普通的低壓配電系統(tǒng)需要按要求進(jìn)行維護(hù)工作，對(duì)低壓配電裝置如開關(guān)及接觸器，都必須在每月進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地查看，主要的檢查內(nèi)容應(yīng)該是相應(yīng)開關(guān)的接觸良好性，還要對(duì)相關(guān)配電信號(hào)及警告是否處于正常情況做檢查。此外，對(duì)于功率的檢查要做細(xì)致認(rèn)真，最重要是要對(duì)所有地方接觸點(diǎn)進(jìn)行溫度測驗(yàn)工作，以確保低壓配電系統(tǒng)的電網(wǎng)安全。

同時(shí)，每一年都要對(duì)相關(guān)的低壓設(shè)備避雷裝置進(jìn)行排查，以保證避雷器的完整，能夠正常的使用。對(duì)于地線上的電阻還需要進(jìn)行實(shí)際的測量，并仔細(xì)檢查在線路上各接頭是否存在松動(dòng)或氧化的問題。儀表及時(shí)校正也是十分重要的工作之一，與之相關(guān)的供電回路的電流也要進(jìn)行詳細(xì)的檢查及測試，要求在供電回路上的電流上絕不能超過額定允許數(shù)值，避免線路的損壞，引發(fā)安全事故。因此，對(duì)低壓電網(wǎng)的維護(hù)工作也是十分重要的。

2.2 低壓電網(wǎng)短路故障的常見情況分析

在低壓配電網(wǎng)中，常常會(huì)出現(xiàn)電路故障問題，包括線路的短路及電路問題等。而其中所謂的短路，就是指在電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生短路后會(huì)出現(xiàn)的相與地、相與相間的連接情況。但單項(xiàng)短路情況是其中最為常見的。發(fā)生短路時(shí)，低壓的短路電流數(shù)值會(huì)比原來增大十多倍，有時(shí)甚至?xí)龃蟮缴习俦丁?/p>

除此之外，低壓短路問題還會(huì)使電網(wǎng)上的電壓快速下降，特別是在靠近短路部分的電壓會(huì)下降得更迅速。同時(shí)，這樣的短路問題還存在著較大的危害性。[1]線路短路的情況有很多種，其中一般的低壓短路特征如下：

（1）短路時(shí)會(huì)造成熱穩(wěn)定效果破壞，進(jìn)而很可能引發(fā)線路及相關(guān)電器設(shè)備的損壞情況。

（2）在線路發(fā)生短路故障時(shí)，會(huì)造成電壓的快速降低，越靠近短路部分的電壓就會(huì)下降越迅速，這樣會(huì)讓大部分的供電系統(tǒng)受到影響甚至損壞。

（3）不對(duì)稱的接地短路故障將造成回路電流的不穩(wěn)定，這會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)的信號(hào)造成很嚴(yán)重干擾，有時(shí)甚至?xí)：Φ饺藛T的生命安全，造成巨大損失。

此外，電網(wǎng)短路中的線路電光短路故障也是十分典型的，其主要類型如下：

（1）第一種為串聯(lián)電弧故障。如圖1中的（a）圖所示，故障的電弧是和線路的負(fù)荷呈串聯(lián)相關(guān)性，串聯(lián)的電弧是導(dǎo)線由于長期的彎折或受外力影響而造成電路的開斷形成的。

（2）第二種為并聯(lián)電弧故障。如圖1中的（b）圖所示，故障的電弧是與線路的負(fù)荷呈并聯(lián)相關(guān)性。并聯(lián)的電弧是由于各極性導(dǎo)體在意外情況下的自由碰觸造成的。

（3）第三種為接地電弧故障。如圖1中的（C）圖所示，接地的電弧由于相線與設(shè)備外殼或其他接地電位的物體間產(chǎn)生的。一般接地故障電弧是歸入并聯(lián)故障的電弧。此外，接地故障的電弧可能會(huì)在裸露的導(dǎo)線與設(shè)備外殼接觸或是釘子刺破線路的絕緣層等情況下出現(xiàn)。

圖1 線路電光短路故障不同類型的分析圖

2.3 低壓配電電路的檢測方式

由于電路事故的隱患，為防范短路故障，對(duì)低壓線路做必要的檢測是十分需要的。低壓配電網(wǎng)中的電路檢測工作的方法有很多種，其中最常用的是利用小型的波型電流檢測方法，該方法是利用小波變換的信號(hào)來進(jìn)行檢測的，并采用三次二進(jìn)小波的變換來對(duì)短路的電流做詳細(xì)分析，還要將第四尺度的分量作為故障判斷的具體根據(jù)。形態(tài)小波上建立的低壓系統(tǒng)模型，結(jié)合計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論，都表明采用小波形態(tài)濾波的方式不僅能夠積極提取有關(guān)短路故障的分析，還可以排除其他干擾，對(duì)線路有全面的檢測報(bào)告。

3.防范低壓配電網(wǎng)中短路故障隱患的有效措施

3.1 設(shè)立移動(dòng)變電站

設(shè)立移動(dòng)的變電站可以縮短低壓供電的距離，來減小短路回路的阻抗，并提號(hào)遠(yuǎn)端的兩相短路電流數(shù)值。雖然該種方法對(duì)制造業(yè)及石油的開采企業(yè)來說沒有大礙，但是針對(duì)煤礦的企業(yè)，如果采用該方法也會(huì)有不足：首先其在掘進(jìn)方面，由于規(guī)定移變不能掘進(jìn)巷道，而只能放在進(jìn)風(fēng)的巷道里，由于掘進(jìn)巷道的總長達(dá)數(shù)千米，造成移變低壓側(cè)線路仍十分長。如果在這種情況下使用移動(dòng)變電站，則不能夠達(dá)到預(yù)期目的。其次，在采煤企業(yè)的順槽中雖然使用移動(dòng)變電站可使低壓供電的距離降低到幾百米，但正像前面所說的在低壓線路的阻抗占短路回路阻抗的份額很小情況下，如果盲目縮短供電距離，不能使線路末端短路的電流值提升，反而會(huì)引發(fā)更大的短路危害。

3.2 增加低壓電纜的截面或并聯(lián)電纜

通過這樣的方法可以減小短路故障時(shí)回路的阻抗，以此增大線路短路時(shí)的電流值，從而達(dá)到正確區(qū)分遠(yuǎn)端線路的短路狀態(tài)以及大容量變壓器設(shè)備的起動(dòng)狀態(tài)。然而，采用這種方法會(huì)出現(xiàn)一些問題。如在有些低壓供電的系統(tǒng)中，由于低壓電纜的阻抗在回路中的總阻抗大小上只占十分小的份額，僅僅是靠加大低壓電纜的截面是不能使短路的回路阻抗下降很多的，同時(shí)短路的電流數(shù)值也不可以得到很好提高。并聯(lián)電纜會(huì)使低壓線路接線環(huán)節(jié)變多，接線端子處就會(huì)容易發(fā)熱，這樣造成接觸電阻的變大。在線路發(fā)生的短路時(shí)候，回路的總阻抗仍然比較大，實(shí)際的短路電流值會(huì)小于理論值，在發(fā)生遠(yuǎn)端短路的故障時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)裝置就可能不運(yùn)作。其次，由于對(duì)電纜的投資增加很多，會(huì)造成機(jī)電的安裝維護(hù)工作量變大大。電纜是在供電系統(tǒng)中安全的薄弱之處，如果并聯(lián)電纜會(huì)使增多電纜的用量，同時(shí)也就會(huì)增多故障易發(fā)生點(diǎn)，這樣對(duì)工廠安全沒有益處。此外，受電氣設(shè)備的進(jìn)線裝置數(shù)量的限制，電纜的截面也能增大的很多。

3.3 完善電壓取樣的短路保護(hù)裝置

有效的電路保護(hù)裝置能夠很好地應(yīng)對(duì)突發(fā)的短路事故，主要是由于電路的短路保護(hù)與線路短路電流值大小基本無關(guān)。短路的點(diǎn)出現(xiàn)在線路何處都會(huì)讓供電線路的末端電壓為零或下降，會(huì)相比線路上的大容量設(shè)備的線路末端電壓低，所以從線路的末端進(jìn)行電壓取樣的短路保護(hù)方法，能夠有效將設(shè)備的起動(dòng)情況以及短路情況分開，這樣就不會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)及誤動(dòng)的隱患。由于無論供電線路多長，在發(fā)生短路時(shí)末端電壓會(huì)變?yōu)榱慊蛳陆凳侄?，所以在滿足線路起動(dòng)壓降要求下，如果從末端進(jìn)行電壓取樣的短路保護(hù)，一定能夠保護(hù)整條供電線路的安全。

如果是線路出現(xiàn)弧光短路問題，其線路的末端電壓也會(huì)大幅度地減小，采取電壓取樣的短路保護(hù)可以在弧光短路瞬間，根據(jù)電壓下降情況的特點(diǎn)，迅速實(shí)現(xiàn)保護(hù)行動(dòng)。[2]同時(shí)由于電壓取樣短路保護(hù)與線路電流值的大小是無關(guān)的，所以在滿足電機(jī)起動(dòng)壓降的需要，就可以省去并聯(lián)電纜的成本及相關(guān)安裝和維護(hù)的工作。此外，電壓取樣的短路保護(hù)方法在安裝使用的過程中，不需要進(jìn)行整定，十分方便實(shí)用，且保證電路的安全。

4.總結(jié)

面對(duì)低壓配電網(wǎng)中的線路短路隱患，必須要有科學(xué)的方案進(jìn)行防范和處理。線路的短路故障有很多種類，不同的類別有各自的解決措施。完善長距離輸電線的安全保護(hù)裝置，能夠起到有效減少短路問題的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊藝.低壓故障電弧檢測概述[J].低壓電器，2009（5）.

[2]李冀昆.牽引供電新型異相短路保護(hù)原理的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（22）.