低压配电线路漏电引起的建筑物火灾及其预防监测
建筑物低压线路漏电引起火灾,可发生在相线、相线与中性线、相线与大地之间。低压线路漏电引起火灾,是造成线路电气原因火灾中较为特殊的和难以防止的一种,它往往又是造成线路短路火灾的隐患。即便是近几年国家有关电气安全的规范、标准、规程不断的修订而完善各种安全保护措施,至今也还未能对直接防止漏电引起线路火灾作出较为系统全面的规定(仅从漏电保护用于线路防触电保护、过电流后备保护作出了规定),但线路本身漏电造成电气火灾,已经是当前电气火灾不断增多的一种重要原因,对此不得不加以重视和防范。
1.低压配电线路绝缘老化非正常漏电的形成及检测的必要性
众所周知,研究漏电需从线路绝缘谈起,绝缘体是由气体、液体、固体等多种绝缘材料组合而成的。绝缘体在运行中要受到热、电、化学、机械和环境等因素的影响,这种影响不是固定不变的,而是会随着时间的变化相互作用的。为了防止绝缘老化,就目前绝缘技术而言,在理论、材料、绝缘结构设计、试验评价等诸多方面都有了很大的进步和发展。技术的进步发展对绝缘可靠性的要求也越高,并且涉及到绝缘应用的各个领域。所以,绝缘老化这个既陈旧又新鲜的话题,在很多惨痛的电气火灾教训后,却不得不被反复提起,警示着绝缘材料研究人员、绝缘体制造商、工程设计院和消防人不断思考。
建筑物正常低压线路通电运行时,由于绝缘层介质特性及分布电容的影响,总存在一定的漏电流。其特点是漏电流沿线路均匀分布,线路每处通过微小电流,并不对线路绝缘造成损害。当线路某处受一种或多种因素的影响绝缘。降低或遭损坏形成故障,发生非正常漏电时,漏电流将主要集中在线路故障处,并通过接地点流入大地,流回变压器接地中性点。
建筑物低压配电线路非正常漏电一旦形成,因漏电流相对较小,线路过流保护电器无法检测动作(如防短路、过负荷的熔断器、断路器),往往由于下列情形造成电气火灾:绝缘降低但电阻大的故障处搭接接地导体、潮湿建筑物等,与地构成回路,漏电流大,由于故障处局部发热造成绝缘物起燃(经验表明,1A以上的漏电流就可能起火);绝缘破损的故障处与接地体“时接时断”故障处产生电弧或电火花引燃绝缘层或近处燃爆物;故障处接触木材等不良导电体,由于微小电流的反复电化作用,形成导电通路,电流增大发热引起火灾(如木材由不定形碳转化为定形碳成为导电体)。线路绝缘性能遭损害产生非正常漏电主要有下列原因:线路使用时间过长,绝缘老化失效;线路受潮湿、高温、多尘、腐蚀性等恶劣环境影响绝缘降低;线路经常过电流运行,绝缘受热作用损坏;接头绝缘恢复处理不当,绝缘失效;线路绝缘受机械性损伤,如磨擦、划伤、动物啃咬等。
漏电在线检测技术的主要特点:长年不间断地检测用电系统的漏电电流,能随时掌握电气线路或电气设备绝缘状态的变化情况,防微杜渐、防患于未然;漏电实时报警、远程异地报警、电话自动拨号报警等多种报警形式。可以形成区域网,消防或用电安全管理部门通过信息网络能及时了解所辖地区用电单位的电气绝缘状况。报警但不断电,避免突然断电造成经济损失和不良社会影响,还能提示漏电方位,便于查找故障点。
在检测实践中,通过在线检测来估算绝缘材料的寿命。对绝缘材料进行诊断就需要有诊断手段,即要硬件(仪器)和软件(对他进行判断的理论或标准)的支持。目前市场上国内和国外检测漏电的仪表已能满足相关的要求,国家标准“建筑电气装置检验与初检”也已实施。可以说,开展漏电检测的硬件和软件都已经成熟。低压配电线路漏电的产生于电缆产品的绝缘性能有关,制造商在生产低压电线电缆时必须把漏电限制在国家标准允许范围内。安装现场应在施工前认真检测电线电缆的绝缘完好情况,保护好绝缘层并认真施工。
电气工程验收时应认真检验漏电电流是否符合国家标准。电气火灾的发生与绝缘老化损坏有直接关系。过负荷也会使绝缘受损,而且能使绝缘受损的还有一些其他的因素等。
导线绝缘受内部和外部的热作用,形成的漏电电流能引发电气火灾。漏电电流的大小可以反映导线绝缘的电老化和热老化情况。对线路漏电电流进行实施监视与定期检测,可以及时判断线路的漏电情况,排除漏电隐患,防止漏电火灾的发生。
国外对电线电缆的耐火性能已采取了相应的措施,普遍采用氟塑料来取代聚氯乙烯和聚乙烯。由于氟塑料阻燃性能好,可与混凝土耐火性能相媲美,无毒,耐压强度高,质量轻等,严谨获得了普遍使用。有关国家建筑设计防火规范对建筑物防火性能规定的相当严格。随着我国经济的发展,社会安全需求的提高,这将是电气防火科学发展的趋势,对防止漏电火灾也具有积极的意义。低压线路的漏电防火保护,是一项涉及线路安装、漏电检测、保护电器水平、质量及人员技术、经验等多环节的问题,由于受多种因素影响,线路漏电防火保护还不普及,但从国外先进国家广泛采用漏电防火保护的情况,以及同电气火灾现实作斗争的需要考虑,线路漏电防火应该更进一步引起重视并加以不断完善和提高。
2.低压配电线路绝缘老化的原因分析
近些年来人们常见住宅区因电气线路发生老化而造成火灾、触电所占比例很大,尤其是老住宅区,由于线路多年失修,过去选用的导线较细,随着近年来家庭用电量剧增,导线长期在满负荷和过负荷下运行,更加速了线路绝缘的老化。为了避免电气火灾、触电事故发生,应及时更换老化的线路,更换超负荷的线路。电线线路老化是指电线绝缘层老化,失去绝缘功能,绝缘层老化会引起漏电,表皮的老化会与电线发热的程度、使用环境、电器负荷有关。
建筑物低压配电线路中线路老化放电的故障特征和配电线路发生接触不良表现的特征具有共同之处,都是会发生故障电弧,引燃导线外皮或周围可燃物质。防控方法是采用故障电弧探测装置与切断装置的组合方式。在传统的测量配电线路老化手段中都应用了测试配电线路绝缘电阻的方式。但是在干燥、没有外力使导线破损的情况下,线路的绝缘电阻并不能下降。只要有外力,如振动、建筑产生位移等情况发生,都会使导线发生形变导致导线外皮破损,发生放电现象。预防低压配电线路绝缘老化引起的电气火灾是一个很重要的技术问题,要特别关注影响绝缘老化的相关因素,绝缘老化是绝缘体遭受到不可恢复的损坏。绝缘损坏的原因可以归纳为点、热、环境和机械回血等多种因素的影响,其中关注热老化的时间最长,对其机理和评价方法也有诸多详细的研究。建筑电气工程技术在建筑过程中发挥着重要的作用,是非常重要的一个环节。其不仅关系到建筑的使用状况,更关系着建筑人员的生命。
绝缘老化的速度与绝缘结构、材料、制造工艺、运行环境、所受电压、负荷情况等有密切关系。绝缘老化最终导致绝缘失效,电力设备不能继续运行。为延长电力设备的使用寿命,需针对引起老化的原因,在电力设备绝缘制造和运行时,采取相应的措施,减缓绝缘老化的过程。引起绝缘老化的原因可归结为电的作用、热的作用、化学作用、机械力作用、湿度的影响等。电老化是电力设备绝缘在运行过程中会受到工作电压和的作用。在长期工作电压下,绝缘若发生,将会使绝缘材料发生局部损坏。绝缘结构的过大,则在长期工作电压作用下,绝缘将因过热而损坏。在雷电过电压和操作过电压的作用下,绝缘中可能发生局部损坏。以后再承受过电压作用时,损坏处逐渐扩大,最终导致完全击穿。
热老化是电力设备绝缘在运行过程中因周围环境温度过高,或因电力设备本身发热而导致绝缘温度升高。在高温作用下,绝缘的机械强度下降,结构变形,因氧化、聚合而导致材料丧失弹性,或因材料裂解而造成绝缘击穿,电压下降。户外电力设备会因热胀冷缩而使密封破坏,水分侵入绝缘;或因瓷绝缘件与金属件的热膨胀系数不同,在温度剧烈变化时,瓷绝缘件破裂;化学老化是绝缘材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下,物质结构和化学性能会改变,以致降低电气和机械性能。例如变压器油在空气中会因氧化产生有机酸,使介质损耗增加,同时还会形成固体沉淀物,堵塞油道,影响对流散热,使绝缘的温度上升而使绝缘性能下降;机械力老化是在机械负荷、自重、振动、撞击和短路电流电动力的作用下,绝缘会破坏,机械强度下降。例如槽口处的绝缘由于长期振动、高温作用,很容易开裂分层,最终损坏;湿度老化是环境的相对湿度对绝缘材料耐受表面放电的性能有影响。如果水分侵入绝缘内部,将会造成介质电损耗增加或击穿电压下降。
绝缘材料在水分、酸、臭氧、氮的氧化物等的作用下,物质结构和化学性能会改变,以致降低电气和机械性能。例如变压器油在空气中会因氧化产生有机酸,使介质损耗增加:同时还会形成固体沉淀物,堵塞油道,影响对流散热,使绝缘的温度上升而使绝缘性能下降。
绝在户外使用的绝缘材料受日光直接照射,在紫外线作用下也会发生老化。在核反应堆、X射线装置中用的绝缘材料受到辐射作用,均会发生老化。此外,在温热带地区绝缘材料还会受到各种微生物的损害,即所谓微生物老化。
由于配电线路绝缘老化机理复杂,因此评价试验的方法还不十分完善;环境老化由于其使用工作环境地复杂多变,也不能一概而论,而且在理论和实际的研究领域都没有得到开展。造成机械老化的原因大致可以分为纯机械和电磁两种,研究表明就电线和电缆而言,热和电对其影响最大,环境和机械则相对较小。但广义的环境因素也绝不能忽视。
所有电绝缘在使用中,都处在多种因素影响之下:绝缘老化作用量是指绝缘的一次变化,即作为老化反应的结果产生的某一单一化学成分的浓度变化或者生成物的量。与此相反,所谓老化的程度是指物理性质,如绝缘击穿强度的变化等。热老化是指给材料施加上热能,在材料中产生不可逆的化学变化而使特性下降的一种现象。热老化现象与化学反应速度有关。热老化过程大致可分为化学老化过程和物理老化过程两类。狭义热老化过程,它是在没有其他氧化物质参与的情况下,只是绝缘材料本身受到热作用而引起的老化;氧化分解老化过程;加水分解过程。热老化能使绝缘材料的机械性能变坏。在实践中要看他们之间有无相互作用发生,通常是根据绝缘老化程度进行判断,通过人们的感官和仪器来测定。
3.低压配电线路绝缘老化漏电的常用检测方法
近年来,科学技术人员正致力于漏电在线检测技术的研究,并开发出一系列相关产品,这就是电气火灾监控系统,(即报警式剩余电流保护装置,又叫漏电报警装置)。这是一种智能化检测仪表,信息采集、计算、处理等全由CPU完成。报警装置由电流互感器、监控探测器、监控设备组成。电流互感器、监控探测器安装于变电室或配电室,监控设备安装于值班室。报警装置实时在线监测电气线路、电气设备的绝缘状态一目了然,一旦发生漏电,立即发出声光报警信号,显示漏电电流大小,指示漏电方位。并可以随时或定期查看供电线路的实际泄漏电流值、漏电电流值,从而掌握线路漏电的变化过程,可以防微杜渐,确保用电安全。漏电监测报警装置克服了漏电断路器的供电不间断性与用电安全的矛盾,又不受安装场合的限制,它能有效的预防电弧性接地故障引起的电气火灾事故。对切断电源会大面积停电而造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所,安装电气火灾漏电报警装置的功效是显而易见的。同时,上级管理部门可以通过联网信号,科学管理辖区电网的绝缘状态。
通过漏电火灾报警系统来实现阀值前的报警或达到阀直时及时切断线路电源的功能;漏电火灾报警系统可以单独设置,也可以根据建筑规模的大小将漏电火灾报警系统连成独立的系统,更可合并到“火灾自动报警系统的设计规范”中,以达到集中显示和控制。用钳形漏电电流表定期检测低压配电的目标线路漏电电流的大小的情况。在电线电缆集中的区域,通过抽气式报警器,实施监控电线电缆周围空间气体成分和浓度的变化,从而达到判断绝缘材料是否过载受热分解的目的;通过绝缘材料的热分解物间断判断电缆电线是否漏电。
由于需要区分线路正常和非正常漏电,以及漏电故障处的确定。因此线路漏电检测是一项对检测仪器、检测技能和实际经验都要求较高的工作,目前常采用以下方法:
一是用试电笔直接检验,判定绝缘破损。此法简单、直观,但由于是“点”检测,检测控制线路范围很受局限,有时难以确定故障线路。
二是测电压法。常用的低压TN、TT接地供电方式,正常时三相电压(及线电压)基本是平衡的,如测得有较大的不平衡电压,则一般电压偏小的相存在漏电。此法检测控制的范围广、简单直观,但对于三相不平衡负载线路,因中性线存在一定的电压降,正常时也会造成电压不平衡,对小量漏电流难以判定。
三是绝缘检测法。用兆欧表在线路断电情况下,检验线路对地绝缘水平,正常环境线路绝缘阻抗应不小于0.5兆欧,或每伏工作电压不低于1000欧,潮湿环境可适当降低。此法检测控制范围广,可逐级检测,但需断开电源影响供电,检测结果又往往受环境影响,有时难以确定线路是否存在漏电。
四是漏电仪检测法。漏电仪由零序电流检测头(表头)及信号处理器(表身)组成,一般分辩率可达0.1毫安。使用漏电仪重要的一点是要掌握线路正常漏电水平,以确定非正常漏电,但目前国内线路生产厂家还少于提供正常线路漏电值,往往根据线路长度、环境、使用年限等因素综合判定。
对于电工技术来说,由于用电设备往往具有一定程度的危险性,因此在进行工作时,安全方面的问题也是十分的重要的。通常而言,为了确保电气设备的使用安全,大家不但需要定期做好电路的维护,而且在很多时候还需要尽早的发现电路出现的问题及时的做好解决。在进行漏电检测的过程中,可以合理的利用万用表来简化检测过程。在测量时可首先将万用表的转换开关放在交流电测量档,此时,大家可以先将黑色表笔插入设备附近的土壤中,然后在用红色表笔接在设备的外壳表面。通常来说,若是有漏电的情况出现,指针便会有偏角出现,然而值的注意的是,虽然一些高电压档位下可能并没有指针的偏转,不过为了保障测量精准,需要依次减小电压档位来进行分别的测量,只有在最低档位都没有偏转情况出现时,才能够说明没有漏电的情况产生。验电笔是最为简单也是十分有效的一种检测漏电情况的工具,验电笔可以很及时并且很准确的判断出漏电情况的出现,并且其对于漏电位置的确定也可以做好十分的精准。通常来说,正常使用的电气设备,在没有受到气温的严重影响的前提下,其自身的温度往往是会在一个固定的范围内的,若是有了漏电的情况出现,由于电流作用的影响,用电设备的温度也可能会有一定的提升,在漏电较为严重的情况下,用电设备甚至可能会有焦黑的情况出现。对此,要想检测漏电情况,可先断开电源,然后迅速的判断外壳的温度,若是发现异常,那么则可能有漏电的情况产生。当然,这种方法准确性并不是很强,所以可能并不适宜于部分漏电情况的检测。
一般家庭住宅低压配电线路,漏电分强弱,还分火线零线漏电,漏电检测方法要看具体情况:电气线路由于使用年限较长,会引起绝缘老化、绝缘子损坏、绝缘层受潮或磨损等情况,在线路上产生漏电现象。此时在总刀闸上接一只电流表,取下负载,并接通负载开关。若电流表指针摆动,说明线路漏电。切断零线,若电流表指针不变,说明火线与大地之间漏电;电流表指针回零,说明火线与零线之间漏电;若电流表指示变小,但不为零,则表明火线与零线、火线与大地间均有漏电。取下分路熔断器或拉开刀闸,电流表指示不变则表明总线漏电;电流表指示为零说明分路漏电;电流表指示变小,但不为零,则表明总线与分路都漏电。确定好漏电分路后,依次拉断该线路的开关。当拉断到某一开关,电流表指示为零,说明该线路漏电;若变小说明该线路漏电外还有别处也漏电;若所有的开关都拉断,电流表指示不变则表明该线路的干线漏电。如果一合闸,漏电开关就跳闸,这类属火线漏电,检查方法如下:把各分开关全断开,合上总闸,逐一合上分开关,合到哪个,漏电开关就跳,就是那路有问题;把电器的插头全拔下,逐一插上电器插头,插到哪个引起跳闸,就是哪个电器有问题;把灯全关了,逐一开灯,开到哪个灯引起跳闸,就是该灯(或线路)有问题;如果合闸,并不马上跳闸,时间一长,就跳闸,而且跳闸时间不一致,这类属零线漏电,检查方法比较专业,用兆欧表才行(如果把所有插座上的电器全拔下插头还会跳闸,问题应出在线路上)。方法是先把主零线拆开,把所有分开关断开,用兆欧表逐一查每路线路零线对地绝缘,找出问题线路后,再看看该专线有哪些电器是直接接线的(比如电灯或某些空调机等),分别查,如果不管电器的事,就是线路出问题了,只能换线。电线漏电会产生强大的电磁感线,可以用一个有磁性的针放在纸上,放到测试部位,若针方向发生偏转,说明有电。最简单的工具电笔和万用表,家庭线路最好装漏电保护器。
4.电气火灾监控为有效预防提供了全面的解决方案
面对愈加严峻的电气火灾形势,本着“预防胜于救灾”的先进理念,预防电气火灾监控系统由此而诞生。该监控系统能准确、全天候地监测线路中的漏电、电流、温度等变化。当线路中发生异常时,可迅速发出报警信号并准确报出故障点,并通知电气专业人员及时排查电气火灾隐患,不让线路带故障及异常运行,把看不见摸不着的用电情况变成可视的数字化监控,从而把电气火灾消灭在萌芽状态,为有效预防电气火灾提供了全面的解决方案。
漏电电流的大小可反映导线绝缘的电老化和热老化情况。对线路漏电电流进行实施监视与定期检测,可及时判断线路的漏电情况,排除漏电隐患,防止漏电火灾的发生。
正确选择漏电保护器的安装位置和整定值,定期检测漏电保护器的灵敏度和动作时间,检测漏电保护器的线路的漏电电流,是确保漏电保护对象防火安全的一项重要措施。能使人感知的漏电电流为1mA,在低压配电线路中即使有1mA漏电电流流过,交流电流(50Hz)流过人体时对人体造成的触点危害,即使它集中在物体的一个部位,根据经验和火灾案例证明也不一定会引起火灾。可能引起火灾的危险漏电电流的数值一般界定为1A以上,日本电气协会的JEAG8101低压电气线路接地保护导则中则规定为100mA以上。在进户配电箱处,我国规定为300~500mA,当然在符合设备上仍应以能使人致命的30mA为整定界限值。在线路各级保护之间有时间差的配合关系,以保证供电电源的安全运行。
当低压配电线路漏电时,可使用钳形电流表,在检测漏电电流的同时检查和排除漏电电流产生的部位。这种钳形漏电电流表可以在线路带电运行的状态下,对线路漏电电流的大小在线进行测量,这种方法简单、方便,检测出的数值即时可读,就目前技术发展状况来看,这是对低压配电线路和电器设备进行漏电诊断的最佳方法。
电气火灾监控装置安装在低压配电系统中,用于检测系统中的剩余电流、温度等有关电气火灾隐患产生的电气参数,当被保护线路中监控装置参数超过报警设定值时,能发生报警和控制信号,以便消除剩余电流引起的电气火灾隐患。产品采用RS485总线进行通讯,可以与其它监控报警器、监控单元或监控主机联合组成火灾监控系统,可根据用户需要选择集中总线型的信息管理模式或功能分区型的信息管理模式。
电气火灾监控系统基本原理是,当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时,终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集,并输送到监控探测器里,经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断,并与报警设定值进行比较,一旦超出设定值则发出报警信号,同时也输送到监控设备中,再经监控设备进一步识别、判定,当确认可能会发生火灾时,监控主机发出火灾报警信号,点亮报警指示灯,发出报警音响,同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息,迅速到事故现场进行检查处理,并将报警信息发送到集中控制台。
电气火灾监控探测器(简称电流探测器)是一种独立式的智能型探测器。电流探测器作为电气火灾监控系统信号处理的中继部分,能通过内置电路及软件对下级终端电流探头传递过来的信号进行智能分析处理,由此可判断出下级终端每一只电流探头的状态(即故障状态、火灾报警状态、正常工作状态),适用在电气火灾发生机率最大的工厂、大型库房、办公室、商业建筑、宾馆、住宅及娱乐场所等线路复杂的场所中。
电气火灾监控系统的安装。网络健康水平较高、负荷类型比较复杂及重点单位的配电网,根据国标GB13955《剩余电流动作保护装置安装与运行》,应采用以下保护方式:末级保护采用漏电断路器,Ⅰ、Ⅱ级保护采用电气火灾漏电报警装置(即报警式剩余电流保护装置),报警装置在线监测电气设备、线路的绝缘状态,一旦发生漏电,立即实施报警。
如果想监测本单位用电系统的总体绝缘状态,可以检测系统的总漏电电流。电流互感器安装于变压器接地线中以提取漏电电流信号,漏电信号经探测器处理后送至报警器实施报警。此种漏电电流检测要求供电系统的接地形式为TN-S系统。
用于干线漏电电流检测。干线指低压配电线路的主要支路,电流互感器安装于干线线路中,检测的信号是互感器以后线路及负载产生的漏电电流。
用于多路干线漏电电流检测。以8路检测为例:8个电流互感器分别安装于配电盘的各输出干线上。例如,安装于某大楼的电气火灾监控系统,要求对所有配电线路进行漏电监测。电流互感器安装于配电盘内,探测器安装于配电室的墙上,报警器安装于值班室。漏电报警时报警器发出声光报警信号,同时显示漏电电流大小。安装于一座五层新建筑处所低压配电线路的电气火灾监控系统,这是科研生产办公场所,配电系统8条分支电缆。漏电探测报警对所有的配电主线路(8条电缆)进行漏电监测。电流互感器安装于配电柜内出线电缆上,探测器安装于配电室的墙上,监控设备安装于值班室,漏电报警时监控设备显示所有漏电信息。
5.低压配电线路绝缘老化漏电电气火灾的预防技术措施
我国目前已经普及了漏电断路器(又称剩余电流动作断路器,漏电保护开关),它是指电路中相对地漏电所产生的剩余电流超过规定值时能够自动切断电源的保护装置,其主要作用是防止人畜触电,对电气火灾的防护也有一定作用。为了减少人身触电伤亡事故和缩小接地故障切断电源时的停电范围,通常在供电线路的不同地点安装不同容量的漏电断路器,形成分级保护。根据用电负载及线路情况,多采用三级保。但是,三级保护都采用漏电断路器是有其局限性的,这就是:一是安全性与供电不间断性的矛盾。漏电断路器的动作电流设定值越小,保护效果越好,但供电不间断性差,此级保护的范围也有限。动作电流设定值加大,供电不间断性得到提高,但安全性下降。漏电断路器由于互感器的加工难度,其性能往往不尽人意,一些产品会出现误动作、拒动作、越级跳闸等现象,这就是为什么供电线路有三级保护却仍然频频发生电气火灾的原因,这就限制了它的使用。对一旦发生漏电超过额定值切断电源时,因停电造成重大经济损失及产生不良社会影响的电气装置或场所是不允许安装漏电断路器的。例如,公共场所的应急照明及消防电源等重要建筑;二是不知漏电的具体情况。断路漏电器的作用就是漏电严重时切断电源,它无法探知电路的泄漏电流、漏电电流大小,无法了解电路绝缘状态的变化,也就无法对电气火灾作出预报;三是谐波影响使断路漏电器无法运行。供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波实际是一种干扰量,使电网受到“污染”。其中的奇次谐波特别是3次5次谐波的影响最大,其原因是,3次谐波分量在N线与PE线中是同相相加的,使得通用的漏电断路器由于线路剩余电流过大而无法投入使用,合闸后立刻跳闸。如果三级保护都采用了漏电断路器,则一二级保护处的漏电断路器将不得不拆除。
低压配电线路绝缘老化漏电预防措施主要体现在线路安装敷设、检测维护、适时保护(安装固定式保护器)三个方面。线路安装敷设的防范措施:严格根据环境条件,如高温、潮湿、腐蚀性、多尘或正常环境选择绝缘保护相适应的导线,并视需要作隔热、防腐蚀、防潮、防尘等加强性保护措施;敷设线路注意线间、线路与建构筑物间保持规定距离、严格接规定作好线路固定、支撑;穿墙过洞必须穿管保护;在建筑吊顶、夹层内布线必须穿金属或难燃塑料管敷设,以防老鼠啃咬破坏绝缘层;安装敷设线路严禁损坏绝缘层,如钉破绝缘层,对线路接头要落实好绝缘恢复措施;严格按负荷量按装相应截面导线和过流保护电器,防止线路受短路、过负荷高温作用损坏绝缘层。
当供配电线路出现接地故障时,要想保证供配电线路正常工作,必须在供配电线路中对各种故障类型进行正确分析,及时排除故障,并且采取不同的预防措施维修设备。
保护电器的作用就是在规定的时间内及时切断接地故障电流,而且切断消除故障线路。当供配电线路发生接地故障后,运行维护人员必须立即组织人员巡视线路,检查故障原因,并且根据故障现象,查找故障点。在查找过程中,可以采取分段与分片以及分设备的排除法,再结合绝缘电阻测量与登杆检查等办法,进行综合分析,尽快找到故障点。找到故障点之后,及时消除故障。最后根据查找的故障点,安排专业人员对故障进行现场分析,根据不同的故障原因采取不同的措施消除故障,保证尽快恢复供配电线路的正常运行。
采用带有单相接地保护的断路器或设零序电流,当过电流保护电器不能满足要求时,可以采用带有单相接地保护的断路器或设零序电流保护措施。当发生单相接地故障时,故障电流可以通过保护线PE及与地相联的金属构件,流入大地,此时电流为正常泄露电流,产生三相不平衡电流。当单相接地时产生的接地故障电流从 PEN线上流过时,无法检测出是不平衡电流还是接地故障电流。系统中性点接地与PE线接是分开的,中性线N与PE线没有连接,而供电线路一般比较长且阻抗较大。而发生接地故障时,阻抗大,故障电流小,过流保护元件不会启动。因此,在系统中采用单相接地保护是有效的措施之一。
为了确保用电安全,采用接地故障保护的同时,还需要进行可靠的接地。工作人员一般可采用等电位连接方式。等电位连接的主要作用是在发生故障情况时,降低电气设备间或者电气设备与其他设备之间的接触电压,提高电气安全水平。与此同时,将人体在接触时身体所承受的电压降至最低,防止造成人身伤亡事故。
完善供电网络,增加配变布点,整改线路,改善线路无功,提高电压合格率,降低线损。及时调整变压器和线路的三相负载。在低压网络中,由于大功率的单相家用电器进入家庭,加上用户的负荷分配不均匀,经常造成供电方变压器和线路三相电流不平衡,不但导致相线中总损耗增加,还在中性线上损耗电能,使线路压降增大。因此应在电房设立负荷登记簿,随时跟踪、登记、了解负荷变化,及时调整三相负荷,使不平衡电流控制在以下范围:变压器出口处三相负荷不平衡度不大于 10%,干线及分支线前端的不平衡度不大于 20%。
增加配网中的无功补偿设备,并加强对用户端的电容补偿管理,以提高配网中的功力因数。网络中输送同样的有功功率,提高功率因数后,相当于将负载中的无功分量减少,在 COSα=1时,把无功电流减为零,负载最小,有利于降低损耗,改善供电电压质量。把无功补偿设在变压器低压配电柜和用户端就地,用户端就地补偿在日常用户报装或增容申报时,予严格控制,将电容器安装在用户的总开关旁,补偿容量一般按 25%~30%。
完善各级表计,开展区域电量分析,及时发现问题。计量回路应专用,不得与保护、测量、负控等回路共用,不得串并接任何负荷及器件。电流互感器变比的选择应使实际负荷电流为其一次额定值的2/3左右,不要过大,也不要过小。应注意互感器二次侧所带负荷,电流互感器二次接线应用铜线连接,禁止用铝线连接,以免氧化造成表计不走。做好计量装置的电脑入档管理,定期轮校、轮换电能计量表工作。电表在使用中经常会因种种原因损坏,同时也面临老化、淘汰等问题,所以一旦发现破损电表立即更换;当某型号电表要淘汰时,可从电表档案中筛选出来更换;另一方面也从电脑表计档案中,按时间先后筛选,每5年对使用的有电表校验、轮换一次。究其原因,是许多用户电表从安装开始至今就没有校验、更换,残旧、破损非常严重,线损率自然就高。
近年来,由于电气火灾事故居高不下,有关专家积极呼吁加快采取有效的技术措施,遏制电气火灾的上升势头,消防及供电部门非常重视,做了大量的工作,漏电在线检测技术的推广已势在必行。“高规”关于电气部分增加了防止电气火灾的相关内容,明确指出在一些场合宜设置漏电火灾报警系统。“建规”关于电气部分也增加了防止电气火灾的相关内容,指出在一些厂房、仓库、影剧院等人员密集场所、公共建筑、古建筑等场所宜设置剩余电流动作电气火灾监控系统,即漏电火灾报警系统。国标GB13955-2005剩余电流动作保护装置安装与运行中明确指出:为防止电气设备或线路因绝缘损坏形式接地故障引起的电气火灾,应装设当接地故障电流超过预定值时能发出报警信号或自动切断电源的剩余电流动作保护装置。
当低压配电线路故障保护出现问题故障时,可能造成的电器火灾以及线路损坏,甚至给电力企业与客户都造成不可估量的重大损失。因此,我们一定要采取不同的预防措施,及时排除线路中对各种故障,以保证供配电线路正常工作
6.结束语
综上所述,低压配电线路故障的巡视对保证供配电线路正常运行具有非常重要的意义。而随着科学技术的不断进步与经济的不断发展,人民的生活水平不断提高,人们更加需要可靠、安全以及高质量的电能,对供电质量的要求越来越高。低压配网是电力系统与用户直接相连的重要环节,它运行安全与否与电力用户的生活密切相关。电力故障中低压配电线路故障是最普通、常见的线路故障,可能造成的线路损坏甚至给电力企业与客户都造成不可估量的重大损失。作为配电线路抢修、检修人员应该及时迅速的发现和扫除故障,预防配电线路故障是一项长期、艰巨的任务,我们应通过理论、实践不断总结、发展,不断提高。企业必须做好低压供配电线路接地故障的巡视工作,进行定期巡视,并且注意正确分析各种故障类型,及时排除线路故障,提高供配电网的安全性与可靠性,以保证供配电线路正常运行。