试论配网线路短路故障点的查找方法

田 康 赵骁哲

(国网河北省电力有限公司保定市满城区供电分公司)

0 引言

中国特色社会主义现代化建设不断取得新成果,各种各样的基础设施纷纷迎来了发展建设的高峰期,尤其事关人民群众生产生活水平的电力系统基础设施更是如此。但与此同时也必须要看到, 受到自然环境、运营条件等方面因素的影响, 配网线路仍然存在短路等一系列故障和问题, 这严重影响了电能供应的稳定性。在这种情况下, 对配网线路短路故障点的查找方法进行研究则尤为重要。

1 配网线路短路故障概述

1.1 应了解短路的基本概念

电力系统正常运行的过程中, 其电流、电压、频率等电气参数都能维持在安全范围内, 不会出现运行故障和安全风险, 但是在运行条件发生变化以后, 电力系统将无法正常运行并出现一系列故障, 而短路无疑是其中比较具有代表性的线路故障之一[1]。发生短路故障以后, 电力系统将难以正常运行, 电能会在短时间内发生急剧变化, 同时还会出现电流突然聚增、电压降低等情况, 直接影响到整个电力系统的正常供电, 给部分区域的正常生产生活带来不利影响。只有采取措施对其进行有效处理, 才能规避短路问题带来的一系列负面影响, 而采取合理手段查找短路故障点并进行及时抢修, 则是工作的重中之重。

1.2 要了解短路故障的类型

短路故障对电力系统运行有巨大的负面影响,其可能会影响到供电效率和供电安全等, 在发生短路故障的情况下快速查找故障点并进行处理, 是保证电力系统运行效果的必然选择。而想要准确实现短路故障定位, 就必须要对短路故障的类型进行了解。

1.2.1 单相短路接地

在出现此类短路故障的情况下, 电力系统中线路一相的一点对地绝缘性能降低, 该相电流经由此点流入大地, 会导致电力系统三相平衡系统受到破坏, 此时非故障相的电压升高到原来的3 倍, 这对电力系统的正常运行必然有巨大的不利影响。在实际工作中,单相接地短路是最常见的电力配网运行故障之一, 出现的几率非常高、形成原因也比较复杂, 比如金属性接地短路就是单相短路接地的一种情况, 其可能出现在一相导线的断线落地、树枝碰及导线、跳线因风偏对杆塔放电等情况下, 在确定故障点以后很快就能完成抢修。

1.2.2 两相短路

在两相短路故障的情况下, 配网线路任意两相之间直接放电, 这使得通过线路的电流在短时间内增大许多倍并在放电点形成强烈的电弧, 进而给导线造成破坏, 影响到本地区的正常供电。从实际工作经验来看, 两相短路的形成原因比较多, 因风两相碰线、自然灾害的雷击、外力破坏等都可能导致这一种短路故障。

1.2.3 三相短路

除了两相短路和单相短路接地两种故障之外, 三相短路也是配网线路故障的表现形式之一, 其表现为线路同一地点三相间直接放电, 相比于前两种短路故障, 其带来的后果更加严重、处理难度更大, 一般是由于线路倒杆、树障、外力破坏等情况导致的。

1.3 对配网系统短路故障的应对策略进行分析[2]

1.3.1 更新技术与设备

在长时间运行中, 配网系统发生故障的情况几乎是不可避免, 而通过更新技术和设备, 能够在一定程度上提升配网运行的稳定性。在用电需求不断增长的情况下, 确保一些长期投运的配网线路和设备得到及时的检修和处理, 则能够在一定程度上规避短路故障。

1.3.2 加大巡检力度

安排工作人员定期对电力系统设备线路进行检查和维护, 可以降低其发生短路问题的概率。在这个过程中应着重对关键配电设备(如绝缘设备等) 进行更新和检查, 及时发现其存在的短路风险并进行处理。

1.3.3 防范外界不良因素

配网线路故障, 尤其是短路故障很大程度上是因为外界环境因素导致的, 想要规避短路故障, 需要加强对外界不良因素的控制, 避免风力、雷击、空气污染、鸟类破坏、人为破坏等情况为线路带来不利影响。

2 配网线路短路故障点的查找方法

党和政府高度重视我国基础设施建设, 特别是电力系统的建设, 更是得到了资金资源、政策制度等多方面的支持, 在短时间内取得了阶段性成果。但是由于配网线路运行环境十分复杂多变, 建成后仍然有受到损坏、发生故障的可能性, 稍有不慎就可能出现短路等一系列故障, 影响到电力系统的正常运行[3]。而对配网线路短路故障点进行准确查找, 是解决短路故障、保证系统正常运行的必然选择, 具体来说, 配网线路短路故障点的查找方法包括:

2.1 单相接地短路故障排查

我国的电力系统已经十分完善, 但是在运行过程中仍然不可避免地会受到各种要素的影响而出现故障, 不同的诱发因素可能会造成不同类型的短路故障、带来不同的负面影响。比如单相接地短路故障就是比较常见的短路问题之一, 工作人员应结合其所具有的特征、性质, 采取针对性的查找措施进行定位。所谓的单相接地短路故障, 指的是在中性点直接接地系统处于单相接地状态下出现的短路故障, 此时线路当中的电流非常大, 远远高于系统的安全额定范围,会对系统正常运行造成巨大的负面影响。此时工作人员必须要确定故障所在的位置并隔离该故障点, 避免单相接地电流数值过大导致一系列问题。目前, 工作人员常采用中性点部分接地的方式进行处理。在出现单相接地短路故障的情况下, 电力系统的保护装置会自动运行、发出保护动作, 系统供电将会自动停止。在进行故障巡查工作的过程中, 工作人员需要第一时间对容易出现短路故障的位置进行检查, 确定查找范围内的杆塔有无倒塌、线路是否中断等情况, 为了保证短路故障查找的速度和效率, 还需要根据辖区实际情况初步预测故障线路位置, 并且对推测的故障线路实行瞬间试送电, 并测量此线路电流值, 如果发现中性线出现电压且电压值达到50V, 可以判断此线路出现了单相接地短路故障[4]。在确定短路故障的具体线路以后, 工作人员还需要采取措施对其进行排除, 比如要第一时间退出非故障相的运行, 对故障线路进行独立供电, 通过钳形计量设备对故障相、中性线等的电流大小进行测定, 在故障相隔中性线的电流测定值相差较多的情况下, 可以确定故障点确实存在于这一线路当中, 在此基础上可以根据测量得出的电流差辨别故障方向, 在反复测量试验以后, 对定位的短路故障点进行处理修复。

2.2 相线与中性线短路故障排查

相线与中性线短路故障也是比较常见的配网短路故障, 工作人员在查找相线与中性线短路故障点的过程中, 要考虑到其特殊性, 根据出现此类故障以后线路变化特点进行查找。在查找的过程中应首先确定变压器, 对推测出现故障的变压器进行检查, 确定其有无异响, 同时还需要观察故障相的用户灯亮度, 并在其与其它相亮度存在较大差异的情况下, 判定短路故障的位置[5]。特别需要提到的是, 在出现故障的相线中电流值会远超常规范围, 甚至可以达到上百安, 因此在进行工作的过程中, 工作人员必须要对故障相进行隔离, 避免短路故障给非故障相带来的负面影响,使其他仍然能够正常运行的电气设备不受损害。另外, 在进行检查的过程中要暂时中断非故障相线的负荷供电, 只对故障相独立送电, 并对分支线电流大小实施测量。在分支线与配电柜二者的电流大小相当、同中性线电流值大概保持一致的情况下, 可以判断后段线路内有严重的故障问题。另外, 还可以通过定位预测排查法来逐一排查故障线路, 在开关合闸的过程中对断路器进行观察, 如果断路器发出动作, 可以判定其存在短路故障, 在此基础上利用电流测量设备确定故障的具体位置, 也是有效的短路故障查找方法。

2.3 相线间短路故障排查

在实际工作中, 配网线路短路故障点的查找难度比较大, 工作人员必须要在充分了解各种短路故障成因和表现的情况下进行查找, 才能取得高效准确的查找结果。相线间短路故障也是比较常见的短路故障,它会导致瞬时电流过大、损坏熔断器等问题, 在短路比较严重的情况下, 还可能造成熔体下桩头的回电现象, 给工作人员带来严重的安全威胁, 此时如果工作人员没有按照安全规程开展安全防护和正确操作, 其人身安全也可能受到影响。在发现配网线路出现相间短路故障以后, 工作人员应根据其表现形式的严重程度进行查找, 比如在发现熔体损坏现象的情况下, 就需要首先对熔体下桩头进行排查, 确定其有无回电现象。在确定有回电现象的情况下, 利用万用表对电压进行深入测量, 经过测量明确得出具体出现短路问题的相别[6]。此外, 还需要利用电流测量设备测量分支线, 及时发现特殊的电流数据并据此判断故障点所在位置。

2.4 故障排查注意事项

配网线路短路故障点的查找方法比较复杂, 除了上文已经提到的几方面查找技术手段之外, 还需要考虑以下几方面注意事项: 第一, 采用通讯信息传输系统, 对工作人员进行集中调配, 保证所有工作人员能够第一时间到达故障所在位置并进行排查处理, 同时为杆上排查人员与地面指挥人员间提供信息沟通的渠道, 保证故障查找工作的效率。第二, 在检查短路故障的过程中, 工作人员应及时发现不同线路负荷的变化情况, 在某一线路电流、电压发生变化的情况下,对其是否存在突发性单相接地故障进行判断, 保证配网线路短路故障点的查找效果。第三, 在配网线路短路故障排查结束以后, 对中性线连接处进行紧固, 避免因中性线断开而导致电压急剧上升问题, 保证用户用电设备的安全性。第四, 为了确保配网线路短路故障点的查找效果, 工作人员应提前对排查工具、设备等进行检查, 并严格按照操作规程开展具体操作, 避免不必要的安全风险[7]。最后, 通过测定电流判断是否存在短路故障, 是实际工作中比较常见的方法之一, 在测量配网线路电流的过程中, 工作人员应合理利用电流计量设备(如钳形电流表) 提升测量的准确度, 从而更好地判断短路故障点的位置, 避免因测量精度不足而影响到配网线路短路故障点的查找效果。

3 结束语

电力系统的运行效果直接决定着广大人民群众的生产生活质量, 也影响着现代化社会的经济建设水平, 因此必须要采取措施以应对配网线路故障。短路故障是常见的故障情况之一, 其会导致配网线路无法正常供电甚至造成安全问题, 因此必须要根据实际工作经验, 采取措施对各种短路故障进行排查, 在准确定位的基础上采取措施进行处理, 避免产生负面影响。另外, 还需要在工作中不断积累经验、总结规律, 不断提出更具应用价值的配网线路短路故障点的查找方法。