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摘要:在电网中低压配电系统是其中不可或缺的重要组成部分之一,同时低压配电系统电气故障也是影响电网安全运行最为常见的问题。因此,文章在对低压配电系组成及配电系统接地形式进行分析的基础上,重点探究常见的低压配电系统电器故障问题,并提出相应的解决对策,旨在提高电网安全运行效率,确保广大群众的用电安全。
关键词:低压配电系统;电气故障;探究
近年来,在工业与民用建筑中,因低压配电系统电气故障所致的火灾事故明显增多,严重威胁着人们的生命财产安全。配电系统中低压配电接地系统作为其中的关键环节,能够对整个配电系统运行的稳定性与安全性产生直接性影响。由此可见,加强低压配电系统故障研究工作对维护配电系统安全运行而言是十分必要的。
一、低压配电系统的组成及低压系统的接地形式
(一)低压配电系统的组成分析
用电设备、降低变电所、输电线路是低压配电系统的主要组成部分。其详细内容如下:
第一,用电设备。在民用建筑内部,用电设备主要有单相用电设备以及三相用电设备组成,单相电源多以家庭照明、家用电器以及日常工作使用最多;三相用电设备在使用时必须将其接在三相电源位置才能够正常工作,多以空调使用、三相电机使用最多,。但就降压变电器来讲,其性质类似于多个抗阻不相同的单相设备。
第二,降压变电所。高压断路器以及降压变压器是降压变电所作为重要的组成部分,通常情况下,降压变压器的电容量是315kv,变比是10/0.4kv,其类型主要为干式变压器。高压断路器具备灭弧能力以及电压开断功能,可开通与管断负荷电流以及短路现象。
第三,输电线路与低压断路器是低压配电线路的主要组成部分。一般而言,低压断路器具备多重保护效能。输电线路在敷设10kv以内的线路时,需要采用铜芯或铝芯聚乙烯绝缘来架设高空电缆线。
(二)低压系统的接地形式
1、IT系统
一般而言,IT系统电源端带电部分都是不接地的,因此接地之前放置相应数量的电抗、阻抗或者高电阻,设备外露导电部分才属于直接接地系统。该系统中的各相应设备之间不会出现多次干扰问题,并且当系统出现单相接地问题时,接在线电压位置的单相设备仍可正常使用。但需要安装必要的单相接地劲爆系统。总体而言,IT系统使用可靠性能较高,适用于持续供电场所,如医院手术室等重要场所。
2、TT系统
TT系统电源中性点可直接做接地处理。一般情况下,PE线与中性线N之间并不存在直接的用电联系,在常态运行状况下,若PE线带电,则中性线N不会带电。TT系统以农村使用最多,主要原因为农村区域用电设备较为分散,且用电容量相对较小。
3、TN系统
电源系统中性点接地是TN系统的主要特点,该系统内所使用设备的金属外壳都必须连接保护中性线PEN,或者接地线PE。按照保护线与中性线之间的不同,可将其分为如下三种形式:
第一,TN-S系统。该系统在运行时具备如下特点:保护干线PE与中性线N相互间不存在联系,N线接地多在供电变压器二次绕组中性点位置处,接地电阻低于4Ω,N线对地是不带电;当系统处于常态工作时,保护干线上并无电流。
第二,TN-C系统。该系统又被称为四线制系统,中性线与保护线合并为一根线,使用十分经济、简单。但该系统突然出现相线接地情况,很容易导致设备裸露在外的部分导电,危险性较大。
第三,TN-C-S系统。该及系统将上述两种系统的优点融合在一起,使得线路敷设简单化的同时,又获得了相应的安全保障,多对于用电使用安全性较高的场所。该系统中的PEN线与PE线前端并不相连,因此,PE线带电,如果用电设备的外壳接地,很容易出现触电危险。
二、低压配电系统故障探究
(一)低压配电系统短路故障
短路多因电气线路中电势不相等的两个点相互接触,产生大量过电流所致。当线路短路时,回路中带有大量电流,在该位置极易产生十分强烈的电弧及电火花,导致金属导体高过熔点,进而造成导线绝缘层燃烧或周边易燃易爆物燃烧,最终酿成火灾。一般而言,在低压配电系统中,最容易导致发生短路故障问题的线路为两相接地线路、三相短路、单相接地线路以及两相相间短路。
(二)低压配电系统漏电故障
漏电多因电线外部绝缘能力不高,致使导线与大地之间或者两两导线之间有电流通过所致。因漏电所形成的电火花是电气火灾最主要的起火源头。当低压线路在常态运行时,受用电设备绝缘层介质特点及电气线路因素的影响,线路之间或线路与大地之间会存在一定电容,因此,系统中总是存在一定量的漏电电流,一般情况下,此时的漏电电流均匀分布在线路中,所通过的电流量极小,并不会损害线路绝缘层。但是,当线路在多种影响因素的交互作用下,便会导致电气绝缘能力降低,若与地面相连接的导体接触,便会出现大量漏电现象。
(三)低压配电系统接触电阻过大故障
当电源开关、大用电设备及保护装置的结合位置产生接触不良问题时,该位置的局部电阻就会增大。若此时电气回路中的电流经过该电阻,便会在线路上产生较大的热能,当热能将金属融化时,便会导致输电线路的绝缘保护层在高热能因素的作用下自动燃烧。
(四)低压配电系统过负荷故障
当线路中的电流量高出导线安全流量时,便会出现过低压配电系统过负荷问题。因导线具备电阻,当过电流经过导线时,便会导致内阻过热,若电流平方值与导线发热量为正比时,导线发热越严重,导线内所经过的电流便会越大,从而造成导线绝缘层老化,自燃。
(五)电弧及电火花
通常情况下,输电线路中的两极会在特殊条件下释放电火花,大数量的电火花聚集于一处便形成电弧,电弧温度十分高,当高于3000℃的时候,很容易引燃周边物体,从而引发火灾。
三低压配电系统故障预防措施
(一)严格控制电气操作技术
在对部分停电电气设备维修时,需严格依照停电、验电、装设接地线、悬挂警告牌以及装设遮拦等步骤进行,同时必须断掉44kv之内的设备、待检修设备、没有安全防护的设备等的电源,并选择对应等级的验电器进行验电检查。在验电之前也需在有电设备上做试验操作,确保电气的使用性能。
(二)积极做好电气安全检查工作
安全检查在电气作业时是十分必要的。首先,可检查电气设备的绝缘系统,如:绝缘的合格性、损坏情况、设备外部带电部分的防护情况等;其次,对线路的接零、接地线进行检查;再次,对各类照明电压设备进行检查;最后,对各类电气灭火装置、电气安装位置、各类用电设备等进行综合检查。
(三)加大组织管理力度
导致电气事故的主要原因之一为组织管理落实不到位。因此,加大组织管理力度对提高配电系统安全运行而言是十分必要的。首先,建立完善的规章制度,依照配电线路的特点科学合理的安排操作流程;其次,加强电气检修人员的安全教育工作,确保工作人员充分意识到安全用电的必要性;再次,要求电气检修人员熟练掌握电气维修技术,以及触电急救方法;最后,做好线路检查记录工作,以为下次电气检修提供借鉴经验。
结语
漏电、短路、过负荷、电弧等是低压配电系统常见的故障问题,这类问题严重降低了低压配电系统的运行效率,增大电气事故危害。因此,必须及时做好电气安全检修工作、加大组织管理力度,多方面减少电气故障问题,为人们的用电安全提供有利保障。
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