电气低压配电系统常见故障与解决措施

摘 要：低压配电系统是电力系统与用户联系最密切的最后环节，因此，低压配电系统的合理、安全、高效与稳定的运行显得非常重要。在低压配电系统中，由配电线路和电气设备引起的故障，往往会危及到人们的生命和财产安全。本文对低压配电系统中常见的配电线路及变压器的故障进行了简要探讨和分析，并总结了相应的防范措施。

关键词：低压配电系统；电气故障；分析；措施

1 引言

在我国电网中低压配电系统在是不可或缺的一部分，其作用是通过从电网中获得满足各项技术指标的高质量电能提供给电力用户，以此满足人们生产生活中的用电量[1]。目前，人们工作和生活所需要的电量越来越多，它给人类带来了光明但是也存在一些安全隐患，所以我们在利用电力资源的同时，需要采取有效的防范措施来避免这些电危害事故的发生。

2 低压配电系统的组成

低压配电系统主要有降压变电所、输电线路以及用电设备组成：

（1）在降压变电所中主要由降压变压器和高压断路器是最重要的部分，一般降压变压器的变比为10/0.4kv，主要有油浸式和干式。而高压断路器则主要具有开断性能以及灭弧能力等特性，能够对短路和负荷电流进行开通与管断。

（2）在低压配电线路中则主要由低压断路器与输电线路组成。输电线路大多采用三相四线制，以绝缘导线缘进行架设，因此出现短路接地故障的机会不大。一般情况下低压断路器可以接通以及切断电路，拥有多重保护功能。

（3）在居民建筑用电设备中主要由三相和单相用电设备组成，三相用电设备必须接在三相电源上才可以工作，比如三相电机、空调等都属于这一类型，该类设备的每相阻抗相等，所以又被成为三相对称性负载[2]。单相电源则主要用于工作、照明以及家用电器等，就降压变电器而言，它属于各阻抗不一致的多个单相用电设备，所以它们又可以组成三相非对称负载。

3 常见的低压配电系统电气故障原因分析3.1低压配电线路故障

目前，低压配电系统常采用TN-C系统，以三相四线制方式进行供电，如图1所示。其电源中性点引出一条PEN线，其中设备的外壳接零线引到PEN线上，此系统由于N线与PE线合二为一中性线，从而可节省导线材料，比较经济。由于低压配电线路大多采用绝缘导线架设，线路故障中最为常见、也是最需要引起我们重视的就是断线故障。断线故障包括相线和中性线断线，前者将导致用电设备不能正常工作，如电动机无法转动甚至发热烧毁，后者将引起相电压升高，烧坏用电设备等，这里重点讨论后一种情况。

当中性线因为某种原因断开时，电压相量图如图2所示。利用节点法可得中性线的电压为

；

由于中性点位移，使得三相电压不对称，三相电压相位不再互差120°，引起三相电压严重不平衡，影响生产负荷的正常运行，甚至造成用电设备的损坏。

严重威胁设备的正常运行，甚至烧毁用电设备。另一方面，当中性线断开时，当某台用电设备发生单相碰壳事故，其泄露电流将无通路，故障设备与非故障设备间将会出现不等电位，引起非故障设备外壳带电现象，人员触碰外壳将可能导致触电，这种情况是非常危险的。

3.2 配电变压器常见故障

配电变压器常见故障分为绝缘受潮和继电保护故障。绝缘受潮原因有两个：绝缘油质不佳、油面降低导致，配电变压器在未正式使用前，放置在潮湿地方、多雨地区，由于其过于潮湿，潮气进入使绝缘受潮；另外，如果在储存、运输过程中不注意维护，致使水分或其他杂质混入变压器油中，使绝缘强度能力下降；在制造过程中，如果存在绕组内层浸漆干燥不彻底、绕组引线接头焊接不良等绝缘不彻底的问题也容易导致匝间、层间短路；还有在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，绝缘特性下降，是老旧变压器故障的主要原因；某些年久失修的变压器，因各种原因致使油面降低，绝缘油与空气大面积、长时间接触，空气中水分大量进入绝缘油，降低绝缘强度。

继电保护装置常见故障是电流互感饱和、继电保护装置中元器件的损坏。电力互感器饱和简单来说，就是短路问题的发生使得电流非常大从而导致电流互感器出现饱和现象，并且直接导致定时限过流保护装置无法正常的进行工作，进一步导致了配电系统断电现象出现，最终使得供电区域发生大面积停电[3]。元器件损坏容易导致继电保护装置的失灵，进而就会影响到整个配电系统的安全。

4 应对低压配电系统电气故障的措施

4.1 配电线路故障应对措施

应对低压配电线路故障，主要应该从防止断线故障方面入手，应对措施主要有以下几个方面：

（1）相线和中性线要符合设计要求，中间接头、端子连接要牢固可靠，接触良好，要有足够的机械强度。中性线截面应与相线截面相同或相近，保证足够的不对称下的负荷载流量。

（2）在用电设备运行时必须保证中性线不能断开，中性点不会发生位移。中性线上不允许接开关或熔断器，以防当开关打开或熔断器熔丝熔断后，人为造成断开中性线。

（3）中性线上应在多点处进行必要的重复接地，以防某点重复接地失效后其它重复接地点，仍能保证有接地，可以有效解决故障设备与非故障设备间发生不等电位，避免非故障设备外壳带电问题。

4.2 变压器受潮的处理方法

在检测变压器受潮故障过程中，着重检测与变压器受潮有关的几项数据，包括绝缘电阻、介质损耗率、绝缘油中的微水分分析、极化指数、绕组泄漏电流大小等指标。当运用检测技术确定变压器受潮时，常见的可以采取两种方法来处理：

（1）对变压器进行离线干燥处理，通过加热升温进行排潮处理，具体升温程序要根据变压器容量的大小和不同变压器结构形式的不同来调整，具体可采用油箱铁损或短路铁损和热油喷洒或淋洗的方法进行排潮处理。但是离线干燥处理比较容易受到现场条件的制约，因此实施难度通常较大，且由于停电时间较长，易造成变压器绝缘部件非正常老化现象的发生，因此在现实解决受潮问题时通常不采用此法。

（2）采用在线处理，利用变压器正常工作时所产生的负载损耗和空载损耗时产生的热量作为进行干燥处理的发热源，使变压器绝缘纸中的水分逐渐渗透进入到变压器绝缘油中，然后利用在线滤油装置进行变压器油的滤水处理，变压器油经由过滤器进入真空容器内后借助真空压力由喷嘴喷出，从而达到绝缘油的脱气和脱水步骤，经滤芯过滤后，收集处理后的变压器绝缘油进入变压器，便完成了整个在线排潮的处理工作。这种方法具有停电时间短、受热均匀、能量损耗小的特点，不易造成变压器的绝缘损伤，并且在充分做好安全措施的前提下能够很好的保护工作人员避免变压器的瓦斯保护动作。

4.3继电保护故障的应对措施

继电保护故障的检测方法包括如替换法、参照法、短接法等。替换法是指利用完好的元件去取代疑似有故障的元器件，通过接入后若是设备恢复正常运行，说明所替代元件故障，方便维修人员快速检测出故障原因；参照法是要通过对比正常设备和非正常设备的各项技术参数，并从中找出不正常设备的故障点。在检测人员进行接线错误等检测测试值与预想值有比较大差异的故障设备时可采用此方法，这要求检测人员有十分深厚的基础。

还有一种是短接法也较为常用，人为制造小段的短路，将可能故障的线路进行短路，来判断该处是否发生了故障。这种方法通常适用于电流回路开路、判断控制等转换开关的接点是否完好的情况下进行使用。确定故障点后，就要进行故障的检修[4]。这时候，为了更加高效的完成检修工作，需要工作人员明确工作目标，选择最适当的检测盒维修方法，尽可能避免损失和设备损耗，所以相关电力单位要出台完善的继电保护系统工作规章制度，采用计算机等对继电保护设备台账、事故分析、运行维护、缺陷处理、定期校验等档案进行登记管理和跟踪检查、对工作人员严格考核，将继电保护系统日常维护做好，减少故障发生。

5 结束语

降压变电所、配电线路以及用电设备是低压配电系统的主要组成部分。但是在系统运行过程中会因为各种原因出现断线、短路等故障，由此会对低压配电系统产生严重的安全隐患。本文对低压配电系统中一些常见的故障进行了分析，可以根据这些常见故障的原因做出相应的应对措施进行防范，提高系统的安全运行水平，保证供电可靠。

参考文献

[1] 曾明奇.关于水电站的电气设备的可靠性分析与探讨[J].科技传播.2014（11）

[2] 杨阳.浅谈动态无功补偿装置在低压配电系统中的应用[J].科技传播.2014（02）

[3] 吕阿率.低压配电系统接地型式与保护配置[J].科技传播.2013（08）

[4] 马巍.浅谈电气系统故障检修在数控设备检修中的重要作用[J].黑龙江科技信息.2013（26）

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