(广东电网肇庆封开供电局广东肇庆封开526500)
摘要:低压供电在我国社会经济发展中占据十分重要的地位,近几年,低压供电漏电事故的发生越来越频繁,而这类电气事故的后果可能引起社会人员触电伤亡,或者引发火灾事故,给企业带来巨大的经济损失的同时,也给人们的生命安全造成严重威胁,甚至引发较为严重的社会公共安全事件。本文就针对低压漏电事故的防范进行了分析和探讨。
关键词:低压供电;漏电事故;防范
众所周知,造成电气漏电的原因有很多,包括电气设备低压导线绝缘老化、低压导线断落地面漏电、用户电器故障导致漏电、用户采用“一火一地”窃电方式窃电等多方面的因素,所有这些因素,所有这些导致漏电的原因均可能导致社会人员触电伤亡和引发火灾等事故,所以,有必要对漏电所产生的危害及其原因进行深入了解,并采取适当的防范措施。
一、低压供电漏电的主要危害
(一)目前低压供电系统主要采用IT接线系统(即变压器中性点不接地或经过高阻抗进行接地系统),如图1。IT供电方式系统在供电线路不是很长时,即使电源中心点不接地,一旦设备设备漏电,因供电线路对大地的分布电容可忽略,大地与供电线路即使形成回路,因回路中的阻抗几乎无限的,单相对地漏电流仍然小,不会破坏电源电压的平衡,供电可靠性高、安全性能好。但是,如果在供电距离很长时,因供电线路对大地的分布电容不能忽视,如图2。在负载发生短路或漏电使设备外壳带电时,漏电流经大地形成回路,保护设备不一定动作。这时,大地各点电压随与漏电位置的距离而改变,距离漏电点越近电压越高。各点之间会形成跨步电压,从而威胁社会人员,甚至导致人员触电伤亡事故。
(二)发生漏电事故将会造成非常严重的后果,其危害性主要表现在以下几个方面:第一,漏电将会导致电力资源被大量浪费,进而给国家经济带来严重的损失。第二,当电气设备或者线路发生漏电事故之后,将会出现极大的漏电电流,使得大地和供电线路之间发生电位差,如果漏电点周围有金属物体或水资源,金属物体和水资源将带电,进而给周边人员的生命安全带来极大的威胁。第三,漏电电流将会产生热效应,进而导致线路绝缘老化速度加快,最终发展为短路,如果不能得到及时遏制,长期以往便会造成电气火灾这一严重后果。近些年,我国因漏电而引发的人员触电伤亡、牲畜触电伤亡和火灾有增无减,特别是漏电引起的火灾的潜伏期很长,往往在不知不觉间就发生了,在出现火灾事故之后也很难在短时间内找到真正的元凶,许多故障分析人员很容易被短路等假象所蒙蔽,这就会导致其危害程度进一步加大。当前,在低压供电系统中大多是采用的过流保护装置、接零保护装置等来预防漏电,这类装置虽然也能起到一定的作用,但是仍存在一些细节性的问题,因此,很难实现对漏电事故的全方位防范。
二、低压供电漏电产生的主要原因
供电线路发生漏电的原因多种多样,但我们常见的有以下几种原因:
(一)公用低压供电线路或电气设备绝缘受潮或进水,造成相与地之间绝缘恶化或击穿,在供电环境较潮湿的时候或者金属接触时对周围形成放电回路。
(二)供电线路因外力作用跌落在地面,对地放电,形成漏电回路。
(三)树木或金属跌落或压在裸导线上,供电线路经过树木或金属物体对地放电,形成漏电回路;
(四)用户家中电器设备损坏出现漏电现象,抑或用户家中供电线路绝缘老化或损坏对地放电形成漏电回路。
(五)用户采用“一火一地”方式进行窃电,形成漏电回路。如图3所示。
正常情况,用户用电设备一段接火线L,另一端接零线N,电流从火线L流经用电设备,再回到零线N,形成供电回路。但用户为了少交或不交电费,采用冒险的方式,利用“一火一地”,即用户设备一端接火线L,另一端将导线接地再接用电设备的另一端,这样,电流从火线L流经用电设备,再回流到地面,使火线、用电设备和地面通过供电线路对地对地电阻(土壤电阻R1、地极电阻R2)形成供电回路,这样达到电流不流经零线回到计量表形成回路,从而不产生电量。“一火一地”窃电做法使大地之间存在电流回路,大地间不同点之间存在跨步电压,危及人员安全。
电气线路在实际运行的时候,如果发生漏电,就很可能导致其周边的物体带上电,特别是一些金属材质的外壳、穿线金属管以及受潮的物品等,引发系统温度过高、电弧、电火花等问题,情况严重时还会造成极大的触电安全事故。事实上,低压供电系统的漏电现象并不罕见,其在实际生活中发生较为频繁,而且也采取了相关措施对其进行预防,例如安装过流保护装置等。
图4亿安漏电开关
当发生电气设备漏电现象的时候,设备的零线、保护接零线、外壳将会形成一个闭合型的回路,一般在这样的条件下,漏电电流将会持续增长,最终启动过流保护装置来切断电源,从表面上看,这样的漏电现象仿佛是可以避免的,然而,由于以下因素的存在,导致过流保护装置很难在防范漏电方面发挥出应有的作用。第一,一般情况,低压供电网络出现漏电时,如果未发生金属性漏电或接地短路型漏电,其漏电电流一般比较微弱,有时漏电电流只有几十毫安,大的也只有十几到几十安左右,对于只安装过流保护装置而未安装三级漏电保护装置的供电网络,由于过流保护装置的过流定值设置至少在100A以上,十几或几十安的漏电流是不能使过流保护装置动作从而切断漏电故障线路。这样导致出现的漏电电流无法切断。第二,对于只安装了过流保护装置而未安装三级漏电保护装置的电压供电网络,某一支线发生金属性短路漏电,使漏电流达到足够大,从而启动变压器侧的过流保护装置动作切断电源。因过流保护装置一般安装在变压器端,该种漏电现象将导致整个变压器台区供电中断,这种情况下,过流保护装置对防范漏电方面发挥的作用也不理想。
以上情况在实际生活中发生的频率非常高,甚至有时会出现多种情况同时存在的现象,这些都是导致低压线路漏电长期存在的主要原因。
三、低压供电漏电事故的防范对策
(一)把好低压供电网络的设计关
低压供电网络处于供电网的终端,其特点是点多面广,一方面表现在低压供电线路分布面较广,用户有时较分散,所处的位置也较复杂,低压线路常常因某种原因出现漏电现象;另一方面,低压用户的用电类型较多且复杂,其中包括工业用电、商业用电、农业用电、居民普通用电等等,但就居民普通用电来说,因用户家里电器质量参差不齐,往往存在这种或那种原因的漏电现象。因此,在低压供电网络设计时,必须考虑到如何防范漏电现象。一方面,按照日常运行经验,防范漏电事故,最好采用“三级”漏电保护相配合的形式装设漏电保护开关。第一级漏电保护考虑在变压器侧安装具备漏电保护功能的低压开关(图4),漏电保护定值按台区实际运行情况可设置为300mA-1000mA。第二级漏电保护考虑在各分支线合适的位置安装具备漏电保护功能的低压开关,漏电保护定值按经验可设置为100mA-300mA。第三级漏电保护考虑在用户供电线路进户侧安装具备漏电保护功能的漏电保护装置,漏电保护定值按经验可设置为35mA。另一方面,采用等电位连联结的方式。漏电保护器的设置虽然也能起到一定的漏电保护作用,但是其往往只具备间接接触保护的功能,不能避免由元件磨损、质量不达标、接触不良等而造成的种种问题,因此,仅仅采用设置漏电保护装置的措施进行漏电保护是不科学的,很难从根本上确保低压供电的安全性和可靠性。正因为如此,在实际工作中还必须采用等电位联结的方式,以免发生漏电现象的电气线路与低电位的金属部件之间出现电火花、电弧等情况,这样就能在很大程度上降低因漏电电压而引发火灾的几率。所谓等电位联结,指的就是将建筑物的所有金属管道,如暖气管、煤气管、水管等与保护接零总线通过导线相连接的一种方式,具体如图5所示。采用这种连接方式能在建筑物内部电位平衡方面发挥出巨大的作用,特别是对于一些易燃易爆地区来说更是具有无可取代的优势。
图5
(二)把好低压供电网络的验收关
很多低压线路出现漏电现象的原因跟低压供电网络施工质量差有关。比如,因为低压网络施工比较紧张,很多情况下施工单位并没有完全按设计图纸进行施工,这样就会出现该装设绝缘子的电杆拉线并没有装设绝缘子,该做硬化处理的人口密集区的电杆没有硬底化,该装设PVC管的线段并未装设PVC管,必须作绝缘处理的低压线路驳接口未作绝缘处理,而且在施工过程常常因为用力过度或摩擦导致导线绝缘层损坏但并未处理,该安装漏电保护装置的地方未安装等等,这些问题只有在验收的时候严格把关,查出一处整改一处,使低压电网“零缺陷”投运,减少漏电的可能性。
(三)把好低压供电网的运行维护关
日常运行维护对低压电网的安全至关重要。加强日常运维工作,是发现低压供电网络的漏电隐患及整改工作的关键一步。在日常巡视工作中,要多关注诸如变压器接地引下线是否测量有电流(地极电流)、低压线路是否存在断线落地的现象、低压线路是否存在绝缘破损或老化严重的现象、低压电杆固定拉线是否未加装绝缘子、居民入户线是否存在未加装PVC管、人口密集地方的低压电杆是否未硬底化、人口密集处金属接地引下线是否未绝缘处理等等,三级漏电保护装置是否功能完好,特别要经常对用户家中电器及供电线路进行用电检查,检查用户家中的漏电保护开关是否投入、完好,检查是否存在“一火一地”形式的窃电行为。对发现的任何漏电隐患,均要安排人员跟踪处理,避免漏电严重化导致漏电事故发生。
另外,通过利用钳形电流表经常对变压器接地引下线、低压各分路开关引出线进行检查、测量,如图6。若发现变压器接地引下线、低压各分路开关存在漏电流,及时组织相关人员查找漏电原因(可按照上述可能存在的漏电隐患逐一查找)并及时整改。现介绍利用钳形电流表查找漏电点的方法。我们知道,正常情况,三相四线中各线电流的矢量和为零即Ia+Ib+Ic+In=0,单相线路各线电流矢量和也为零即IL+IN=0。当线路存在漏电的时候,以上(三相四线或单相线路)线路中各线电流矢量和是不为零的。根据这个原理,我们可以利用钳型电流表逐段线路进行测量,测量时必须将各线均卡在钳形电流表卡位内(若因导线较大无法将全部导线卡在卡位内测量,可以分线进行测量,再进行计算对比),只要测量段钳形电流表存在读数,则该位置下一线段内必然存在漏电,依次测量检查下去,就能找到漏电位置。
结语
总之,低压供电漏电事故对我国社会用电的安全性和可靠性来说具有严重的不良影响,为了避免漏电事故的发生,就必须明确导致漏电事故发生的主要原因,并采取针对性的防范措施,包括装设漏电保护装置、做好线路运行维护工作控制好各种人为因素等,这样才能从根本上降低漏电事故的发生几率,确保低压供电安全及供电质量。
参考文献:
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