低壓供配電線路故障電弧檢測(cè)方法

侯利利，劉宇杰

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司水電熱力分公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024076）

低壓供配電線路故障電弧檢測(cè)方法

侯利利，劉宇杰

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司水電熱力分公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024076）

針對(duì)低壓供配電線路故障的檢測(cè)方法，分別進(jìn)行分析和論述。希望對(duì)有關(guān)部門以及有關(guān)技術(shù)能夠帶來(lái)一些參考價(jià)值。

低壓；供配電；線路故障

引言

我們?cè)谶M(jìn)行低壓供配電線路過(guò)故障進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中遇到了非常多的問(wèn)題，也是這些問(wèn)題能夠讓檢測(cè)手段不斷的進(jìn)步。在接下來(lái)的文章中，我將對(duì)檢測(cè)手段進(jìn)行一一分析與論述。每一種不同的檢測(cè)手段都有不同的優(yōu)勢(shì)，我們就根據(jù)其優(yōu)勢(shì)，對(duì)不同現(xiàn)象進(jìn)行選擇不同的檢測(cè)手段。在線路故障電弧檢測(cè)中，要通過(guò)相關(guān)的技術(shù)手段來(lái)保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1　低壓供配電線路

在低壓供配電線路中，導(dǎo)體因外絕緣老化、電接觸不良或斷裂等原因可能會(huì)發(fā)生電弧故障。與負(fù)載相串聯(lián)，線路電流一般比未發(fā)生電弧故障時(shí)小，不會(huì)引起微型斷路器動(dòng)作；發(fā)生在相線與中性線之間的并聯(lián)電弧故障雖然會(huì)使線路電流增大，但屬于間歇性故障。電弧放電產(chǎn)生的巨大能量是構(gòu)成電氣火災(zāi)的重要隱患，研發(fā)電弧故障保護(hù)裝置是當(dāng)前低壓電器的重要發(fā)展方向之一［1］。

當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生電弧故障時(shí)，電弧在電流過(guò)零點(diǎn)附近熄滅，電流出現(xiàn)“零休”現(xiàn)象，零休期間出現(xiàn)高頻分量，以此可以作為判定是否發(fā)生電弧故障的判據(jù)。例如，電流過(guò)零后出現(xiàn)這一特征判別線路是否發(fā)生電弧故障；美國(guó)專利（US8599523B1）也是根據(jù)線路電流信號(hào)的寬帶噪聲判別是否發(fā)生了電弧故障。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，小波分析及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用于電弧故障的識(shí)別。

2　故障原因及分類

1）機(jī)械損傷。人工打樁時(shí)未上報(bào)區(qū)域單位獲得允許、機(jī)械開(kāi)挖人為誤操作，均會(huì)造成斷線故障。敷設(shè)后未標(biāo)明電纜標(biāo)志牌而受到較大外力，也會(huì)導(dǎo)致電纜的斷線。經(jīng)實(shí)地走訪調(diào)查，此類原因在線路故障中尤為突出。2）絕緣老化變質(zhì)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電流流經(jīng)電纜發(fā)熱，甚至過(guò)電流時(shí)電纜溫度急劇升高，破壞了電纜的絕緣膠層；地下土壤的酸堿性等自然因素長(zhǎng)期來(lái)也會(huì)造成電纜絕緣外套的腐蝕。3）電纜施工質(zhì)量問(wèn)題。在安裝過(guò)程中，施工人員未按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行敷設(shè)；在工程中出現(xiàn)的不同程度地面沉降，使電纜受到了過(guò)大的壓力，均可能造成斷線和短路故障。

電力電纜的故障分類有很多種方法：根據(jù)發(fā)生的方式，可以分為擊穿故障和行擊穿故障；根據(jù)發(fā)生的位置，可以分為本體故障和接頭故障；根據(jù)發(fā)生的相數(shù)，可以分為單相和多相故障。文章探討故障的診查和防范，重點(diǎn)關(guān)注故障相別絕緣電阻的大小——將其分為開(kāi)路故障、低阻（短路）故障和高阻故障。

3　故障測(cè)距法

故障錄波分析方法在故障錄波分析中記錄了各種故障，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員進(jìn)行全面的分析，故障定位。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，故障錄波分析方法可以很快完成自動(dòng)化設(shè)備。但該方法受系統(tǒng)阻抗和故障點(diǎn)過(guò)渡阻抗的影響，導(dǎo)致故障定位精度的降低。

建立了基于電壓平衡方程的阻抗，通過(guò)建立電壓平衡方程，應(yīng)用數(shù)值分析方法求解故障點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的電抗，從而引入故障近似位置。根據(jù)不同的電氣量，將阻抗法分為兩種類型，一種是端法和雙端法。對(duì)于單端法，簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)可以概括為迭代法和雙方程法。迭代方法可能出現(xiàn)偽根，有可能不收斂。二次方程法的解雖然在原理上優(yōu)于迭代法，但在本質(zhì)上仍然存在一些問(wèn)題。此外，單端阻抗法的精度不高，特別是故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻、系統(tǒng)阻抗和負(fù)載電流的影響。

4　低壓設(shè)備故障分析及措施

由運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，低壓配電設(shè)備出現(xiàn)故障的概率要高于高壓配電設(shè)備，而故障種類也遠(yuǎn)比高壓配電設(shè)備多，而且其中有很多是人為因素。一般情況下，低壓配電設(shè)備大多是在夏季和初秋季節(jié)發(fā)生故障。因?yàn)檫@段時(shí)間的用電量比較大，所以，會(huì)出現(xiàn)低壓配電設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和過(guò)載發(fā)熱等問(wèn)題。低壓配電設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的種類比較多，除了與高壓配電設(shè)備相似的機(jī)械結(jié)構(gòu)變形、線路絕緣老化、各類開(kāi)關(guān)失效等原因外，運(yùn)行維護(hù)人員操作不當(dāng)引發(fā)事故的概率也比較大。通常情況下，低壓配電設(shè)備是安置在一個(gè)小型的密閉配電箱中的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，環(huán)境問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致低壓配電設(shè)備的結(jié)構(gòu)變形，彈簧松動(dòng)、老化等。這些問(wèn)題出現(xiàn)的原因與高壓配電設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的原因較為相似。但是，考慮到低壓配電設(shè)備的數(shù)量比高壓配電設(shè)備多，所以，低壓設(shè)備發(fā)生故障的概率和范圍都比較大。此外，在日常檢修、維護(hù)低壓配電設(shè)備時(shí)，運(yùn)維人員可能會(huì)因?yàn)橛^察不仔細(xì)、工作不認(rèn)真而不能準(zhǔn)確判斷出故障原因，只是隨意地閉合和斷開(kāi)部分開(kāi)關(guān)。這種試圖通過(guò)不斷嘗試尋找故障根源的方法是千錯(cuò)萬(wàn)錯(cuò)，斷然不可取的。這樣做，極可能使低壓配電設(shè)備遭到二次破壞，甚至擴(kuò)大停電范圍，影響工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活［2］。

要想預(yù)防低壓配電設(shè)備可能發(fā)生的故障，最簡(jiǎn)單的方法就是及時(shí)檢測(cè)用電負(fù)荷的變化規(guī)律，然后根據(jù)波峰負(fù)荷和波谷負(fù)荷調(diào)整電流值和功率值，保證供電負(fù)荷，確保供電的安全性和穩(wěn)定性，將停電事故發(fā)生的概率降到最低。對(duì)于低壓配電設(shè)備引發(fā)的安全問(wèn)題，運(yùn)行維護(hù)人員要勤于巡檢，做好低壓配電設(shè)備的維護(hù)工作，重點(diǎn)檢查開(kāi)關(guān)問(wèn)題，及時(shí)更換存在問(wèn)題的零部件。對(duì)于人為因素引發(fā)的低壓配電設(shè)備事故，要加大對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員的培訓(xùn)力度。只有工作人員掌握足夠的專業(yè)知識(shí)和各項(xiàng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的性能、物理結(jié)構(gòu)，才能在故障發(fā)生的第一時(shí)間找到原因，明確事故處理辦法。此外，國(guó)家電網(wǎng)及其下屬供電公司還要定期組織培訓(xùn)。運(yùn)行維護(hù)人員在學(xué)習(xí)相關(guān)技能的基礎(chǔ)上，還要有良好的工作態(tài)度，以便有條不紊地完成檢修工作。運(yùn)維人員在動(dòng)手排除故障、恢復(fù)供電時(shí)，一定要耐心分析，在全面考慮問(wèn)題的基礎(chǔ)上做出判斷，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

5　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本文的論述，可以發(fā)現(xiàn)低壓供配電線路出現(xiàn)故障的原因有很多種，對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)的方法有很多種。根據(jù)文章我們可以發(fā)現(xiàn)不同的檢測(cè)手段，對(duì)不同的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)都是作用是不一樣的。文章對(duì)此描述的非常清楚，我們希望對(duì)有關(guān)部門以及有關(guān)技術(shù)能夠帶來(lái)一些參考價(jià)值。在低壓供配電線路故障電弧檢測(cè)中，我們要對(duì)故障進(jìn)行分類，根據(jù)故障產(chǎn)生的類型采取相關(guān)的措施。

［1］李建輝.電力電纜故障檢測(cè)方法與應(yīng)用［J］.河北電力技術(shù)，2009（3）：36-38.

［2］張金華.淺析高低壓配電設(shè)備常見(jiàn)故障的分析與處理［J］.電子測(cè)試，201 5（20）：5 7-5 8.

（編輯：劉楠）

Low Voltage Power Supply and Distribution Line Fault arc Detection Method

Hou Lili，Liu Yujie
（Neimenggu Pingzhuang Coal Industry（Group）Co.，Ltd.Hydropower Heat Branch Company，Chifeng Neimenggu 024076）

This paper analyzes and discusses the low-voltage power supply and distribution line fault detection method respectively，which hopes to provicle reference to related departments and staff.

low voltage； power supply； line fault

TM726.2

A

2095-0748（2016）15-0086-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.37

2016-06-12

侯利利（1989—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，畢業(yè)于北方民族大學(xué)，助理工程師，研究方向：電氣自動(dòng)化方向。