0 引言

在日常的配電運維和急搶修工作中,0.4 kV線路故障是最常發(fā)生的一種線路故障,影響到人們的正常生活和工作,甚至還會帶來財產損失和人員損傷^[1],為此,需要對0.4 kV配電線路故障進行全面分析,并找到相應解決辦法。

1 0.4 kV配電線路常見故障分類

1.1 接觸不良

接觸不良是在供電線路或電氣設備上,電氣連接處由于接觸壓力或接觸面積不足,接觸面氧化膜電阻過高引起接觸電阻過大的現(xiàn)象[1]。當故障發(fā)生到一定程度,不能夠連續(xù)提供足夠的電壓或電流時,就會造成線路停電,嚴重時還會引發(fā)電氣火災。

供電側引起接觸不良的原因具體有:1)線路長期滿負荷、超負荷運行。線路連接處本身存在接觸電阻,在滿負荷的情況下電流流過連接處會產生溫升,改變接觸部位的物理性能,達到一定程度就會造成線路故障。2)線路設備安裝不當、元器件質量不達標,使電氣連接處留有空隙,產生了較大的接觸電阻,接入負荷后產生高溫,導致電氣連接處損壞。3)銅鋁氧化。銅和鋁是兩種不同的金屬元素,它們的導電性也不同,當用過渡線夾把銅線和鋁線接到一起后,過渡線夾的銅鋁接觸面會受到氧氣的氧化作用,慢慢形成了高阻值的銅鋁氧化膜,當銅鋁氧化達到一定程度后,便會損壞斷裂造成線路故障。4)三相負荷不平衡。由于居民、商業(yè)負荷通常是混用的,這些負荷的類型、大小、用電時間均不相同,會導致負荷較大的相電壓或電流,而負荷較小的相則相反。這種用電不平衡狀況無規(guī)律性,也無法事先預知。線路的三相負荷不平衡,會導致設備、金具長期處在大電流的狀態(tài)下,從而損壞線路,造成停電故障。

用戶側接觸不良的異常表現(xiàn)為:1)電器在非人為控制的情況下,短時間內多次啟動關閉、電燈不正常的閃爍;2)低壓斷路器跳閘,試合閘能成功送電,但一段時間后會再次跳閘,合閘后跳閘的情況仍會出現(xiàn),且越來越頻繁,使得客戶無法正常用電或完全停電。

1.2 短路故障

短路故障是指供電線路或設備中的一部分被短接,致使電流瞬時升高,導體溫度迅速升高,絕緣破壞,導致設備損壞的故障。在低壓配電線路中,短路故障又可分成多相短路、接地短路等多種。供電側造成短路故障的原因有: 自然因素(大風、暴雨、暴雪、雷擊、沙塵暴等)、外力破壞 (暴力施工、交通肇事等)、生物性破壞(樹害、鳥害等)。在用戶側短路故障表現(xiàn)為開關跳閘后,無法合閘或合閘后又迅速跳閘。

1.2.1 接地故障

接地故障是指導體與大地的意外連接。它可分為單相接地和多相接地,在低壓配電線路中,單相接地占到接地故障的90%以上,本文著重分析單相接地故障。

在單相接地故障中,故障點前段的低壓開關并不會跳閘,線路仍會異常運行,具體的表現(xiàn)為接地相線對地電壓幾乎為零,中性線對地的電壓U0為:

式中:I_d為接地點的短路電流;R_d為相線接地點電阻;R₀為中性點(變壓器接地)接地電阻;U為相電壓220v。

單相接地故障在用戶側表現(xiàn)為部分電器無法正常工作,電燈比平時要暗得多,這是因為相線接地電壓為零,中性線卻有較小的電壓,所以就有以上的現(xiàn)象,影響用戶正常用電。單相接地故障的現(xiàn)象多發(fā)生在用戶側,為熱水器、空調等家用電器設備內部線路故障導致,同樣也會造成整個低壓配電線路出現(xiàn)這種異常情況。由于用戶側單相接地故障有較強的隱蔽性,需對用戶側開關逐一排查,查找起來較為耗時。

1.2.2 相間短路

相間短路是兩個相間導體觸碰而引起的故障,具體的表現(xiàn)為線路瞬間電流增大幾倍甚至十幾倍,將上級開關頂跳閘、變壓器保險燒斷,短路電流產生的熱量會引起線路或絕緣的損壞,造成大范圍的停電現(xiàn)象。

1.3 斷線故障

斷線故障是線路本體質量或是外部環(huán)境影響而導致相線或中性線發(fā)生斷線的一種故障,分為相線斷線和中性線斷線。相線斷線的表現(xiàn)為故障點前段用電正常,后段則無電,根據這一表現(xiàn)形式能夠迅速確定故障點的具體位置。

中性線斷線是斷線故障的另一種情況,中性線斷線后中性線與大地不通,中性線電壓由0 V迅速升至380 V,在用戶側表現(xiàn)為中性線380 V,相線220 V,在這種遠超電器額定電壓的情況下,極易造成電器永久性損壞,有些老舊小區(qū)由于電燈中性線未接入開關,在這種情況下即使關掉用戶側開關,也會有回路產生,電燈依舊遠超正常亮度,最后損毀,甚至會引起火災造成嚴重的人員和財產損失。

2 0.4 kV配電線路故障的查找原則

2.1 確定故障類型

在線路故障發(fā)生后,需要配電運維人員第一時間分析故障的影響范圍和故障類型。由于絕大多數故障在用戶側都有不同的異常現(xiàn)象,檢修人員可以直接聯(lián)系用戶來確定故障的大體類型和影響范圍,并安撫用戶,體現(xiàn)檢修人員的專業(yè)素養(yǎng)和可靠性。

2.2 先用戶側、后供電側

通常用戶側的故障要比供電側故障發(fā)生的頻率更高,為了快速查找到故障點,應從用戶側往供電側排查[2],其中涉及用戶產權的故障在簡單處理送電后還要告知用戶后續(xù)解決辦法。

2.3 縮小影響范圍,以快速送電為原則

在搶修中,經常會遇到搶修時間長、搶修困難的故障,長時間的停電對居民的生活和工作都有著巨大的影響,工作人員會盡可能把停電范圍縮小到最小,采用臨時用電(聯(lián)絡線、帶電車、發(fā)電機、臨時電纜等)讓一些重要用戶及時用電,避免由停電而引發(fā)投訴和社會輿論。

3 0.4 kv配電線路故障的查找方法

3.1 “望、聞、問、切”四步法

“望、聞、問、切”四步法是老師傅的經驗總結,是查找線路故障最好用的方法。望:即觀察架空線路、弓子線是否有明顯的斷線現(xiàn)象,看變壓器保險是否有燒斷的情況,架空線路、橫擔上是否有異物;聞:聞用戶側、配電室等室內環(huán)境中有沒有膠皮、線纜燒焦的異味;問:詢問客戶、物業(yè)和路人,快速確定故障停電的波及范圍和故障的具體表現(xiàn)形式,確定故障類型和故障的大致范圍;切:在搶修完成送電后,再詢問用戶是否來電,確保送電后無遺漏的用戶。

“望、聞、問、切”四步法查找故障比起常規(guī)按部就班的查找方法,效率要高得多,第三步“問”最為關鍵,有時按照常規(guī)方法尋找故障點需要1~2 h,而問一個知曉故障點的路人就可以將這些時間全部省去,把更多的時間用在搶修故障點上,相當于給搶修人員開了一條綠色通道,極大地縮短了停電時間。有時雖然不能明確故障點,但在溝通中停電范圍、故障類型也會大體判斷出來,為搶修人員省去了很大一部分排查故障的時間。第四步“切”也很重要,在處理了故障送電后,經常出現(xiàn)電流過大而將低壓側、用戶側開關頂跳的情況,這時要及時聯(lián)系用戶,若用戶反映仍無電,繼續(xù)排查配電線路。若是因低壓開關跳閘導致用戶再次無電,需考慮用戶側是否負荷過大,在卸負荷后嘗試再次陸續(xù)送電,并不時測量線路電流,保證線路電流在低壓開關的額定電流范圍內,觀察低壓開關是否仍會跳閘,若低壓開關仍跳閘,說明線路還有其他的故障點,需繼續(xù)查找故障。

3.2 分段法

分段法是查找線路故障的一種常規(guī)方法,它是以低壓開關為節(jié)點,將低壓配電線路分為多個小段,通過測量每一段的電壓、電流、電阻,來確定故障點的大體位置,如圖1所示。

3.2.1 分段法查找單相接地故障

在單相接地故障中,一相接地導致在整個低壓配電線路上該相電壓都為零,只需將這個故障點隔離出去,線路就會恢復正常。查找先從用戶側開始,以樓層單元開關為節(jié)點,斷開樓層單元開關,測量開關進線電壓是否恢復為三火一零。

若電壓仍為異常狀態(tài),故障點在該開關的前段,從前段繼續(xù)按此方法查找;倘若電壓恢復正常,故障點則在單元開關到用戶這段,逐一對用戶開關按此步驟操作,最后將故障確定到固定的一段線路中,如圖2所示。

3.2.2 分段法查找相間短路故障

在相間短路故障中,線路短路會導致該線路前端某一低壓開關跳閘,以該開關為節(jié)點,后段為故障段。將該開關的下一開關拉開,用搖表來測量兩個開關間線路的絕緣性能,將搖表達到1 000 V的檔位,測量線路相間電阻,若測得相間電阻遠小于2 MΩ,故障點就在該段;若大于2 MΩ,表明絕緣性能良好,故障點則在后段,繼續(xù)拉開后一開關按此方法測量后段線路絕緣性能,直至找到故障線路段,如圖3所示。

3.2.3 分段法查找中性線斷線故障

中性線斷線在故障點后段表現(xiàn)為中性線380 V、 相線220 V,故障點前段為正常線路狀態(tài),從用戶側開始,以樓層單元開關為節(jié)點,測量零、相電壓,若測得為正常電壓,故障點在樓層單元開關到用戶開關段;若仍為異常電壓,故障點則在前段'繼續(xù)測量前段電壓,直至找到故障線路段。

3.3 低壓電纜故障點的查找方法

在找到了包含故障點的線路后,下一步就是要準確地找故障點。對于架空線路而言,需檢查故障段兩頭的低壓開關、連接金具是否有斷裂或松動,架空線路上是否存在金屬等異物。

電纜故障的查找相比架空要難一些,通常包括以下步驟:

1)停電,打開故障線路段兩端接口,用搖表確定電纜的故障相。

2)用萬用表測量故障相的電阻大小,確定故障電阻是高阻故障(>200 Ω)還是低阻故障(≤200 Ω)。

3)將電纜故障測距儀按照說明書與電纜一端正常相相接,使用單次脈沖法測出電纜全長(若是低阻故障,再將測距儀與故障相相接,用單次脈沖即可測得故障點距離)。

4)將電纜路徑儀接到正常相上,用路徑信號接收槍來確定電纜的路徑走向,并標記。

5)收起電纜路徑儀,將高壓發(fā)生器按照說明書接在故障相一端,電纜測距儀的接線更換脈沖電流法或二次脈沖法,在線路對端有人看守后打開高壓發(fā)生器,發(fā)出電壓調整為4~9 kV,單次放電,通過電纜測距儀接收到的圖形確定故障點距離(從高壓信號發(fā)生處到故障點的距離)。

6)將高壓發(fā)生器調為連續(xù)放電,帶上故障指示器,按照之前標記好的路徑,在測距儀測得的故障點前后50 m的范圍內,查找故障點發(fā)出的振動,最終確定故障點。

在實際的低壓電纜搶修中,由于低壓電纜絕緣性沒有高壓電纜好,使用高壓發(fā)生器時若把發(fā)生電壓調到較高的電壓上,放電時,儀器的接地處就會產生較大的振動干擾,無法準確找到故障點;而使用低電壓,故障點振動又不明顯,需在安靜的環(huán)境下仔細查找,并不能及時找到故障點。以上種種情況嚴重拖延了搶修的時間,電力單位通常在遇到低壓電纜故障后,需先在該故障段敷設臨時電纜并送電,再按照電纜故障的查找方法查找故障點。

4 0.4 kV配電線路故障的防范措施

4.1 加強對低壓配電線路的巡視

1)定期在線路負荷最大時用紅外測溫儀測量線路連接金具、接口、電纜頭等連接部位溫度，對出現(xiàn)明顯溫升的部位應及時上報整改。

2)定期用鉗形表測量線路負荷最大時的電流，對三相電流不平衡或單相電流超過400 A以上的滿負荷線路應及時上報改造計劃。

3)巡視線路中發(fā)現(xiàn)鳥害、樹害等'應及時上報，擇日整改。樹害問題應與林業(yè)部門及時溝通，共同合作處理。

4)巡視線路發(fā)現(xiàn)有施工單位在電力線路區(qū)域內施工，應及時告知施工單位線路位置和走向，避免線路遭到破壞。加強與市政、燃氣、水利等部門的溝通，避免相關部門在施工時破壞電纜線路。

4.2 對天氣因素的防范措施

1)加強電力設施的保護，加裝電桿反光防護墩，清理周圍樹木，以保電力設施的安全。

2)對特殊天氣應有相應的應急預案，建立備用電源'如聯(lián)絡線、發(fā)電車等，確保電力供應的連續(xù)性。

5 結束語

本文是筆者在配電運行維護搶修工作中碰到低壓線路故障處理的一些思考和總結。低壓配電線路故障不僅影響著居民的正常用電，嚴重時還可能出現(xiàn)火災或觸電等安全事故，造成巨大的損失。因此，有必要分析和探討配電線路故障，既要短時間內處理好故障為居民送電，又要分析故障成因做好防范措施，只有這樣才能保證配網的安全穩(wěn)定，才能滿足社會發(fā)展的需要。

[參考文獻]

[1]王立新.架空線路供電居民區(qū)零線帶電原因分析及排查[J].機電信息,2017(12):17-18.

[2]吳遠山.基于0.4kv低壓配電線路的零線斷線和相線接地探究[J].通訊世界,2017(5):161-162.

2024年第15期第6篇