浅谈关于低压配电线路的保护

发表时间:2020/6/5   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:于长江
[导读] 摘要:低压配电线路是配电系统的重要组成部分,是保证人身安全和电气设备安全的重要保护措施之一。
        (国网山东省电力公司乳山市供电公司  山东威海  264500)
        摘要:低压配电线路是配电系统的重要组成部分,是保证人身安全和电气设备安全的重要保护措施之一。正确的选择直接影响到整个供电系统的可靠性和安全性。根据配电系统和电气设备的不同,保护低压配电线路的方式也不同。
        关键词:低压配电;线路;保护
        1 低压配电保护要求
        ①配电线路的短路保护装置,应在短路电流与导线及导线连接处制作在热效应和机械效应造成危害之前切断电源;②要求选择性断开低压配电线路;③发生故障时,应迅速切断故障线路,避免扩大事故范围,减少故障屏障元件损坏程度;④在正常运行中,保持开度是可靠的,在出现故障时,不应由于自身缺陷引起拒绝行为;⑤具有足够的灵敏度,对保护范围内的故障应灵敏、正确做出反应;⑥作为短路电流开断的保护装置,应具有足够的开断能力。⑦低压配电线路应满足动、热稳定要求,保护电器协调并选择适当的导线类型和截面。
        2 关于低压配电线路常见故障原因分析
        2.1低压配电线路漏电
        漏电是我国低压配电系统中一种常见的电气故障,主要是指由于导线或支架材料陈旧或绝缘性能不足,导致导线与导线之间或导线与大地之间有电流通过的情况。漏电极易引起电火花,产生大量热量,为电气火灾提供了火源,必须引起重视。一般情况下,即使低压配电系统和线路正常运行,也会在一定程度上发生泄漏。这是由于线路与线路之间以及线路与地面之间由于电线和电气设备的绝缘层而存在电容。但这种泄漏很小,几乎不会损坏线路绝缘,也不会引起电火花等。
        由于电线的绝缘部分容易受到外界因素的破坏,线路漏电的可能性会增加,使配电线路容易发生漏电故障。另外,配电线路与地面之间存在一定的电容,在一定程度上影响线路的分布,进而导致线路漏电。
        2.2短路故障
        短路故障也是电力系统运行中常见的故障之一。由于设施陈旧,很难彻底消除设施的隐患。特别是在更换期间,更容易引起线路跳闸等故障;对于相对开阔的区域,在设置低压线路时,极易引起雷击,此时配电线路未装避雷针或变压器避雷器,这就造成了电压线路问题频发;由于配电网的绝缘子压接困难,低值、零值的绝缘子工作状态较长,难以及时更新,绝缘子质量不合格,造成安全事故较多。造成配电线路短路故障的主要原因有:
        (1)配电线路绝缘层损坏。由于配电线路易被尖锐物划伤,其绝缘层会受到很大程度的损坏。另外,如果用电过程中所用电缆的截面很小,也会在一定程度上导致配电线路过载,从而在一定程度上影响配电线路的绝缘层,从而使绝缘部分老化甚至失效,这将导致线路短路故障。(2)电线的连接。(3)电气操作不当。
        2.3过负载故障
        对于低压配电系统,除了短路情况外,还经常发生过载。配电低压系统中的过负荷回路现象,主要是由于回路中电流的增加,导致超过导线所能承受的安全电流值。一般来说,导体本身会产生一定的电阻。当电流流过导体时,会使导体的内阻发热。研究还表明,随着流过导体的电流值的增加,导体产生的热量也随之增加。通过导体的电流值越大,导体电阻产生的热量就越多,热量就越严重。当热量超过导体的值时,绝缘层能承受的范围内就会产生热量,它会加速绝缘层的老化,甚至引起燃烧,造成巨大的安全事故。因此,过载故障也是配电线路最常见的故障之一。
        3 关于低压配电线路的保护措施
        3.1低压配电线路漏电保护
        为了提高用电安全,多级漏电保护系统起着关键作用。但是,多级漏电保护并不是简单叠加使用漏电保护开关,在施工现场使用多级漏电保护时,存在一种现象,就是下级保护不跳闸,上级保护不跳闸液位保护跳闸,或上下层同时跳闸。

这是选配不当造成的超水平跳闸现象。为了避免由于多级漏电保护选择不当而引起的过电平跳闸,我们要采取以下措施进行保护。
        主要分析三级漏电保护措施:①主保护设置在电源主开关处。它的主要功能是在发生接地故障时保护干线。一般保护的目的是防止因干线断线接地、金属接地等故障引起的电气火灾、步进电压触电和间接接触触电。用于干线保护的剩余电流保护器,为防止过跳闸或频繁动作,影响供电可靠性,应根据上述两种情况选择动作电流值,并应选用具有延时动作特性的延时剩余电流保护器考虑过的。为了更好地配合下一级保护,延时动作时间的选择应大于延时动作时间最优值的0.4s,还可选择鉴相鉴幅的剩余电流保护器。②在支线上设置二次保护,其主要功能是对人间接接触触电或漏电引起的电气火灾提供保护。支路保护的目的是防止由于包括进线在内的支路漏电故障或电气设备外壳漏电引起的间接接触触电和电气火灾。但支路保护范围远大于端部保护,支路网泄漏电流相应增大。选用剩余电流保护器时,其额定动作电流应大于电网正常泄漏电流的2倍,泄漏电流应为恶劣天气条件下测得的电网最大泄漏电流。③在电网末端设置三级保护,其主要功能是为人体提供直接接触冲击保护。末级保护的主要目的是防止个人直接接触电击。安装在家用电器设备、移动电器设备、手持电加热工具和临时用电设备上,要求选用灵敏度高、动作快的漏电保护器。根据规定,剩余电流保护器的额定动作电流小于等于30mA,额定分断时间小于0.1s,当泄漏电流达到250毫安或超过额定动作电流的5倍时,分断时间小于0.04s,在直接接触式触电保护中,必须选择应用于终端的剩余电流保护器。
        3.2短路故障线路预防保护措施
        短路故障的主要原因是线路中的绝缘层容易损坏。因此,应合理选择耐热性较好的电线和绝缘材料。另外,对于短路故障的预防和控制措施,可以选择带电子脱扣器的断路器来提高其保护电路的灵敏度,从而减少短路故障现象。好的保险丝是相对安全的保护装置。一旦导线发生某种故障,保险丝会立即切断电源,进而有效地保护电路,从而起到一定的保护导线的作用。
        断路器或保险丝通常用于短路保护装置。
        ①短路保护装置动作及时可靠,保证绝缘导线、电缆母线短路热稳定性满足要求。②短路保护装置应能在其安装时断开预期的最大短路电流。③短路保护装置应足够灵敏,能在规定时间内可靠切除待保护线路末端的最小短路电流。
        3.3过负载防治与保护
        低压配电线路必须有短路保护,配电系统各级保护之间最好有选择性的配合。下列线路还应具有过载保护:①可能长期超载的电线。②在燃烧或阻燃的建筑物结构上,应使用带有阻燃外层绝缘电线的明敷线路。③住宅、重要仓库、公共建筑照明线路。
        低压配电线路短路保护可采用断路器或空气断路器。断路器的额定电流和断路器的整定电流应能避免短时过负电流,并保证在正常短时过负荷下,保护装置不会因保护线路过载而断开。装有过载保护装置的配电线路,绝缘导线或电缆的允许载流量不应小于断路器熔体额定电流的1.25倍或断路器长延时过电流释放整定电流的1.25倍。
        过载故障的预防和控制可选用一定的过载保护器。通过安装过载保护器,可以有效地检测电路中的电流,从而避免电路的过载故障。另外,线路中电流的增大会导致线路发热甚至线路自燃。因此,我们可以在低压配电线路中安装一定的低压熔断器来保护线路电流。
        结束语
        作为企业的电力管理人员,低压配电线路安全问题经常出现在我们的工作中。严格掌握设计和施工质量,提高线路绝缘性能,实现环网供电,提高配电网运行形式的灵活性。有计划地对线路和设备进行检查,定期监测负荷,密切关注馈线和配电变压器的负荷,及时调整平衡负荷,防止接线夹和接头因过载、发热而烧毁。建立健全故障应急预案,经常进行事故演练。加强业务培训,提高员工的综合素质,建立激励机制,使操作人员巡线、思考、处理故障到位。根据电力环境选择合适的安全电压,确保人身安全。综上,必须选择相应的低压配电保护方式,确保配电系统安全、稳定、可靠运行。
        参考文献:
        [1]赖景森.低压配电线路的接地故障保护分析[J].现代建筑电气.2018(06)
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