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【摘要】本文从10KV架空线路常见故障入手,就如何正确有效地判断、查找、处理线路故障,缩短停电时间,及时恢复供电进行了探讨。
【关键词】线路故障;危害;判断;查找
一、故障分类
(一)短路故障:一是线路瞬时性短路故障(一般是断路器重合闸成功);二是线路永久性短路故障(一般是断路器重合闸不成功)。 常见故障有:线路金属性短路故障;线路引跳线断线弧光短路故障;跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障;小动物短路故障;雷电闪络短路故障等。
(二)接地故障:线路瞬时性接地故障;线路永久性接地故障。
二、故障的危害
(一)短路故障:
短路是电力系统中出现最多的一种故障,所谓短路,就是电力系统中除正常运行以外的一切相与相之间,相与地之间的短接。短路故障严重影响到电网的安全运行。在电力系统中发生单相或两相不对称对地短路故障时,健全相的电压都要升高,其中单相对地短路时健全相的电压可能达到更高的数值,这样就有可能击穿线路的绝缘薄弱点。由于短路电流基本上是电感性电流,它将产生去磁性电磁反应,使发电机端电压下降,同时短路电流流过线路、电抗器等还将增大电压损失。因而短路故障发生时,造成故障相的电压大幅度降低甚至消失,且越靠近短路点,电压下降得越多,而流经故障点的电流却剧增,有时会达到数千安培,对线路的薄弱环节造成冲击而引起断线。配电网络中的设备会因为大电流通过而发热变形,造成损坏。短路故障发生的同时还有电弧产生, 弧光电流产生巨大热量,使设备烧坏或爆炸,还会危及邻近设备的安全运行。短路对变压器的运行也有严重的影响:在电力系统正常运行情况下,变压器在稳态下工作发生短路时,将产生很大的短路电流,短路电流的幅值可达额定电流的30倍左右。一方面由于电磁力与电流的平方成正比,可知发生短路时变压器内部绕组所受的电应力是额定运行所受力的900倍左右;另一方面短路电流将产生很大的热量,损坏变压器的绝缘。
(二)接地故障
在中性点直接接地的电网中,一相接地就可形成短路,由继电保护装置动作将故障切除。在小电流接地电网中,在正常情况下三相对地的电压都等于相电压,单相接地故障发生后,接地相电压降低,非接地相电压升高。故障点只通过较小的电容电流,一般情况下发生单相接地时可以继续运行2h。但是如果不及时查出故障点加以处理,由于非故障相电压升高为线电压,长期运行可能引起正常相的绝缘击穿而造成相间短路。同时高电压将危及电气设备的绝缘安全,而且使电压互感器铁心饱和,励磁电流增加,长时间运行将烧毁电压互感器。而且,由于间歇性弧光接地产生几倍于正常电压的过电压,可能会使线路上绝缘薄弱处以及避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,造成严重的短路事故。
三、故障判断
线路出现故障,必须进行故障巡查,查找出故障发生的原因,特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键,它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。
(一)短路故障: 1、变电所10kV线路一般是采用电流速断或限时速断和过电流保护,可以根据变电所断路器保护动作情况进行初步判断。如果断路器是电流速断保护动作,则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起,且故障点在主干线或靠变电所较近的线路可能性较大。因为速断或限时速断保护动作的起动电流较大,它是按最大运行方式(即躲过下一条线路出口短路电流)来整定的,这种故障对线路及设备的损害较大。如果线路发生的是过电流保护动作,一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。
2、因为线路柱上断路器一般只设一种过流保护(最大时限为0.2s),且是采用逐级增加的阶梯形时限特性,故可以根据线路断路器保护动作逐级来判断是属哪条线路发生故障。
(二)接地故障:线路永久性接地故障,要采用对线路支线断路器进行分段试拉的方法,来判断故障线路段。如果是瞬时性接地故障,则线路的每一点都有可能发生。
1、恶劣天气,台风、暴雨、雷阵雨期间,常发生接地故障,如倒杆断线、杆基塌方、树木压导线。
2、冬季过后的第一场春雨时,常发生接地故障,多发生在粉尘较严重的沿公路、街道两侧架设的线路上,如绝缘子因污垢沉积过多而发生闪络击穿。
四、故障查找
故障查找的总原则是:先主干线,后分支线。对经巡查没有发现故障的线路,可以在断开分支线断路器后,先试送电,尔后逐级查找恢复没有故障的其它线路。
(一)短路故障的查找:一条10kV线路主干线及各分支线一般都装设柱上断路器保护,理论上来讲,如果各级开关时限整定配合得很好,那么故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候,首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸,尔后对跳闸后的线路,对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找,直到查出故障点。另外,对装有线路短路故障指示器的架空线,可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。其次当查出故障点后,即认为只要对故障点进行抢修后,线路就可以恢复供电,而中止了线路巡查,这样是非常错误的。因为当线路发生短路故障时,短路电流还要流经故障点上面的线路,所以对线路中的薄弱环节,如线路分段点、断路器T接点、引跳线,会造成冲击而引起断线,所以还应对有短路电流通过的线路全面认真巡查一遍。
(二)接地故障的查找:线路永久性接地故障点的查找,可以按照上面所讲的在确定接地故障段后,根据它可能形成的原因和各种环境因素进行查找,而对瞬时性接地故障则只能是对全线进行查找。
在故障巡查过程中对架空线路经过的一些特殊地段,如采石场、重污染区、沿海线路、土地开发区等要特别留意,因为人为造成的原因,如违章爆破损伤导线,违章开发破坏杆基。还有各种环境污染以及自然因素对线路形成的腐蚀,都有可能是引起线路故障的起因,所以在线路故障巡查的时候,就要加倍小心,不放过任何蛛丝马迹。
【参考文献】
[1]陈家斌.电气设备故障检测诊断方法及实例,北京:中国水利水电出版社,2003。
作者简介:高健,男,专科学历,雄县供电有限责任公司助理工程师
【关键词】线路故障;危害;判断;查找
一、故障分类
(一)短路故障:一是线路瞬时性短路故障(一般是断路器重合闸成功);二是线路永久性短路故障(一般是断路器重合闸不成功)。 常见故障有:线路金属性短路故障;线路引跳线断线弧光短路故障;跌落式熔断器、隔离开关弧光短路故障;小动物短路故障;雷电闪络短路故障等。
(二)接地故障:线路瞬时性接地故障;线路永久性接地故障。
二、故障的危害
(一)短路故障:
短路是电力系统中出现最多的一种故障,所谓短路,就是电力系统中除正常运行以外的一切相与相之间,相与地之间的短接。短路故障严重影响到电网的安全运行。在电力系统中发生单相或两相不对称对地短路故障时,健全相的电压都要升高,其中单相对地短路时健全相的电压可能达到更高的数值,这样就有可能击穿线路的绝缘薄弱点。由于短路电流基本上是电感性电流,它将产生去磁性电磁反应,使发电机端电压下降,同时短路电流流过线路、电抗器等还将增大电压损失。因而短路故障发生时,造成故障相的电压大幅度降低甚至消失,且越靠近短路点,电压下降得越多,而流经故障点的电流却剧增,有时会达到数千安培,对线路的薄弱环节造成冲击而引起断线。配电网络中的设备会因为大电流通过而发热变形,造成损坏。短路故障发生的同时还有电弧产生, 弧光电流产生巨大热量,使设备烧坏或爆炸,还会危及邻近设备的安全运行。短路对变压器的运行也有严重的影响:在电力系统正常运行情况下,变压器在稳态下工作发生短路时,将产生很大的短路电流,短路电流的幅值可达额定电流的30倍左右。一方面由于电磁力与电流的平方成正比,可知发生短路时变压器内部绕组所受的电应力是额定运行所受力的900倍左右;另一方面短路电流将产生很大的热量,损坏变压器的绝缘。
(二)接地故障
在中性点直接接地的电网中,一相接地就可形成短路,由继电保护装置动作将故障切除。在小电流接地电网中,在正常情况下三相对地的电压都等于相电压,单相接地故障发生后,接地相电压降低,非接地相电压升高。故障点只通过较小的电容电流,一般情况下发生单相接地时可以继续运行2h。但是如果不及时查出故障点加以处理,由于非故障相电压升高为线电压,长期运行可能引起正常相的绝缘击穿而造成相间短路。同时高电压将危及电气设备的绝缘安全,而且使电压互感器铁心饱和,励磁电流增加,长时间运行将烧毁电压互感器。而且,由于间歇性弧光接地产生几倍于正常电压的过电压,可能会使线路上绝缘薄弱处以及避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,造成严重的短路事故。
三、故障判断
线路出现故障,必须进行故障巡查,查找出故障发生的原因,特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键,它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。
(一)短路故障: 1、变电所10kV线路一般是采用电流速断或限时速断和过电流保护,可以根据变电所断路器保护动作情况进行初步判断。如果断路器是电流速断保护动作,则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起,且故障点在主干线或靠变电所较近的线路可能性较大。因为速断或限时速断保护动作的起动电流较大,它是按最大运行方式(即躲过下一条线路出口短路电流)来整定的,这种故障对线路及设备的损害较大。如果线路发生的是过电流保护动作,一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。
2、因为线路柱上断路器一般只设一种过流保护(最大时限为0.2s),且是采用逐级增加的阶梯形时限特性,故可以根据线路断路器保护动作逐级来判断是属哪条线路发生故障。
(二)接地故障:线路永久性接地故障,要采用对线路支线断路器进行分段试拉的方法,来判断故障线路段。如果是瞬时性接地故障,则线路的每一点都有可能发生。
1、恶劣天气,台风、暴雨、雷阵雨期间,常发生接地故障,如倒杆断线、杆基塌方、树木压导线。
2、冬季过后的第一场春雨时,常发生接地故障,多发生在粉尘较严重的沿公路、街道两侧架设的线路上,如绝缘子因污垢沉积过多而发生闪络击穿。
四、故障查找
故障查找的总原则是:先主干线,后分支线。对经巡查没有发现故障的线路,可以在断开分支线断路器后,先试送电,尔后逐级查找恢复没有故障的其它线路。
(一)短路故障的查找:一条10kV线路主干线及各分支线一般都装设柱上断路器保护,理论上来讲,如果各级开关时限整定配合得很好,那么故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候,首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸,尔后对跳闸后的线路,对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找,直到查出故障点。另外,对装有线路短路故障指示器的架空线,可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。其次当查出故障点后,即认为只要对故障点进行抢修后,线路就可以恢复供电,而中止了线路巡查,这样是非常错误的。因为当线路发生短路故障时,短路电流还要流经故障点上面的线路,所以对线路中的薄弱环节,如线路分段点、断路器T接点、引跳线,会造成冲击而引起断线,所以还应对有短路电流通过的线路全面认真巡查一遍。
(二)接地故障的查找:线路永久性接地故障点的查找,可以按照上面所讲的在确定接地故障段后,根据它可能形成的原因和各种环境因素进行查找,而对瞬时性接地故障则只能是对全线进行查找。
在故障巡查过程中对架空线路经过的一些特殊地段,如采石场、重污染区、沿海线路、土地开发区等要特别留意,因为人为造成的原因,如违章爆破损伤导线,违章开发破坏杆基。还有各种环境污染以及自然因素对线路形成的腐蚀,都有可能是引起线路故障的起因,所以在线路故障巡查的时候,就要加倍小心,不放过任何蛛丝马迹。
【参考文献】
[1]陈家斌.电气设备故障检测诊断方法及实例,北京:中国水利水电出版社,2003。
作者简介:高健,男,专科学历,雄县供电有限责任公司助理工程师