10kV架空線(xiàn)路、設備常見(jiàn)故障的原因及查找方法
1、10kV線(xiàn)路故障分類(lèi)
1.1 速斷
故障范圍在線(xiàn)路上端,由三相短路或兩相短路造成。
主要原因有線(xiàn)路充油設備(如油斷路器、電力電容器、變壓器等)短路、噴油,春季鳥(niǎo)巢危害、雨季雷電、暴風(fēng)雨的影響、電桿拉線(xiàn)被盜破壞、伐樹(shù)砸住導線(xiàn)等自然災害或人為因素。
1.2 過(guò)流
故障范圍在線(xiàn)路下端,由用電負荷突然性增高,超出了線(xiàn)路保護的整定值或三相短路或兩相短路造成。原因基本同上。速斷、過(guò)流由于故障范圍較小,故障原因清晰,所以查找起來(lái)比較容易。
1.3 接地
全線(xiàn)路范圍內均可發(fā)生此類(lèi)故障,基本上可分為永久性接地和瞬時(shí)性接地2種。主要原因有斷線(xiàn)、絕緣子擊穿、線(xiàn)下樹(shù)木等原因導致多點(diǎn)泄漏。接地故障由于范圍較大,故障原因不明顯,有時(shí)必須借助儀表儀器才能確定故障原因。
2、根據保護動(dòng)作特點(diǎn)判斷線(xiàn)路故障性質(zhì)和地段
1、一般情況下,線(xiàn)路跳閘重合成功,說(shuō)明瞬時(shí)性故障,鳥(niǎo)害、雷擊、大風(fēng)等,重合不成功,永久性故障,倒桿斷線(xiàn)、混線(xiàn)等。
2、如果是電流速斷跳閘 ,故障點(diǎn)一般在線(xiàn)路的前段;如果是過(guò)電流跳閘 ,故障點(diǎn)一般在線(xiàn)路的后段。
3、如果是過(guò)電流和速斷同時(shí)跳閘,故障點(diǎn)一般在線(xiàn)路的中段。
在事故巡線(xiàn)時(shí),除重點(diǎn)巡查大致地故障范圍外,其他地段也要巡查,以免遺漏故障點(diǎn),延長(cháng)事故處理時(shí)間。
10kV線(xiàn)路故障快速查找
線(xiàn)路故障停了電,保護動(dòng)作巧判斷;
速斷動(dòng)作查前端,約為全長(cháng)數一半;
過(guò)流動(dòng)作值較小,故障較遠在后邊;
速短過(guò)流同跳閘,故障位于線(xiàn)中間。
3、10kV線(xiàn)路接地故障及處理
線(xiàn)路一相的一點(diǎn)對地絕緣性能喪失,該相電流經(jīng)過(guò)由此點(diǎn)流入大地,這就叫單相接地。
農村10kV電網(wǎng)接地故障約占70%。
單相接地是電氣故障中出現最多的故障,它的危害主要在于使三相平衡系統受到破壞,非故障相的電壓升高到原來(lái)的√3倍,很可能會(huì )引起非故障相絕緣的破壞。
10kV系統為中性點(diǎn)不接地系統。
3.1 線(xiàn)路接地狀態(tài)分析
1、一相對地電壓接近零值,另兩相對地電壓升高 √3 倍,這是金屬性接地
(1)若在雷雨季節發(fā)生,可能絕緣子被雷擊穿,或導線(xiàn)被擊斷,電源側落在比較潮濕的地面上引起的;
(2)若在大風(fēng)天氣此類(lèi)接地,可能是金屬物被風(fēng)刮到高壓帶電體上?;蜃儔浩?、避雷器、開(kāi)關(guān)等引線(xiàn)刮斷形成接地。
(3)如果在良好的天氣發(fā)生,可能是外力破壞,扔金屬物、車(chē)撞斷電桿等?;蚋邏弘娎|擊穿等。
2、一相對地電壓降低,但不是零值,另兩相對地電壓升高,但沒(méi)升高到√3 倍,這屬于非金屬性接地
(1)若在雷雨季節發(fā)生,可能導線(xiàn)被擊斷,電源側落在不太潮濕的地面上引起的,也可能樹(shù)枝搭在導線(xiàn)上與橫擔之間形成接地。
(2)變壓器高壓繞組燒斷后碰到外殼上或內層嚴重燒損主絕緣擊穿而接地。
(3)絕緣子絕緣電阻下降。
(4)觀(guān)察設備絕緣子有無(wú)破損,有無(wú)閃絡(luò )放電現象,是否有外力破壞等因素
3、一相對地電壓升高,另兩相對地電壓降低,這是非金屬接地和高壓斷相的特征
(1)高壓斷線(xiàn),負荷側導線(xiàn)落在潮濕的地面上,沒(méi)斷線(xiàn)兩相通過(guò)負載與接地導線(xiàn)相連構成非金屬型接地。故而對地電壓降低,斷線(xiàn)相對地電壓反而升高。
(2)高壓斷線(xiàn)未落地或落在導電性能不好的物體上,或線(xiàn)路上熔斷器熔斷一相,被斷開(kāi)地線(xiàn)路又較長(cháng),造成三相對地電容電流不平衡,促使二相對地電壓也不平衡,斷線(xiàn)相對地電容電流變小,對地電壓相對升高,其他兩相相對較低。
(3)配電變壓器燒損相繞組碰殼接地,高壓熔絲又發(fā)生熔斷,其他兩相又通過(guò)繞租接地,所以,燒損相對地電壓升高,另兩相降低。
4、三相對地電壓數值不斷變化,最后達到一穩定值或一相降低另兩相升高,或一相升高另兩相降低
(1)這是配電變壓器燒損后又接地的典型特征
某相繞組燒損而接地初期,該相對地電壓降低,另兩相對地電壓升高,當燒損嚴重后,致使該相熔絲熔斷或兩相熔斷,雖然切斷故障電流,但未斷相通過(guò)繞組而接地,又演變一相對地電壓降低,另兩相對低電壓升高。
(2)平時(shí)就存在絕緣缺陷的絕緣子,首先發(fā)生放電,最后擊穿。
5、一相對地電壓為零值,另兩相對地電壓升高√3倍,但很不穩定,時(shí)斷時(shí)續,這是金屬性瞬間接地的特征
(1)扔在高壓帶電體上的金屬物及已折斷變壓器、避雷器、開(kāi)關(guān)引線(xiàn),接觸不牢固,時(shí)而接觸時(shí)而斷開(kāi)形成瞬間接地。
(2)高壓套管臟污或有缺陷發(fā)生閃絡(luò )放電接地,放電電弧是斷續地,形成瞬間接地。
3.2 線(xiàn)路接地故障的查找方法
1、人工巡線(xiàn)法:
有經(jīng)驗人員首先分析線(xiàn)路的基本情況。線(xiàn)路環(huán)境(有無(wú)樹(shù))、歷史運行情況(原先經(jīng)常接地),判斷可能接地點(diǎn)。
2、分段選線(xiàn)法
如果線(xiàn)路上有分支開(kāi)關(guān),為盡快查找故障點(diǎn),可用分斷分支開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)辦法縮小接地故障范圍。由于絕緣子擊穿形成隱形故障,查找起來(lái)比較困難,可通過(guò)測量絕緣電阻辦法
3、用鉗型電流表查電纜接地故障
4、用接地故障測試儀查找故障接地
3.3 10kV線(xiàn)路接地故障判斷
接地故障巧判斷,一低兩高三不變;
負荷斷線(xiàn)又接地,一高二低也常見(jiàn)。
斷線(xiàn)、接地難分辨,用戶(hù)電壓分明顯。
斷線(xiàn)只有兩相電,接地用戶(hù)不明顯。
4、10kV架空線(xiàn)路短路故障原因及查找
4.1 線(xiàn)路短路故障
一是線(xiàn)路瞬時(shí)性短路故障(一般是斷路器重合閘成功);
二是線(xiàn)路永久性短路故障(一般是斷路器重合閘不成功)。
常見(jiàn)故障有:線(xiàn)路金屬性短路故障;線(xiàn)路引跳線(xiàn)斷線(xiàn)弧光短路故障;跌落式熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)弧光短路故障;小動(dòng)物短路故障;雷電閃絡(luò )短路故障等。
4.2 短路故障形成原因
4.2.1 線(xiàn)路金屬性短路故障
① 外力破壞造成故障有:架空線(xiàn)或桿上設備(變壓器、開(kāi)關(guān))被外拋物短路或外力刮碰短路;汽車(chē)撞桿造成倒桿、斷線(xiàn);臺風(fēng)、洪水引起倒桿、斷線(xiàn)。
② 線(xiàn)路缺陷造成故障,弧垂過(guò)大遇臺風(fēng)時(shí)引起碰線(xiàn)或短路時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起碰線(xiàn)。
4.2.2 線(xiàn)路引跳線(xiàn)斷線(xiàn)弧光短路故障
線(xiàn)路老化強度不足引起斷線(xiàn);
線(xiàn)路過(guò)載接頭接觸不良引起跳線(xiàn)線(xiàn)夾燒毀斷線(xiàn)。
4.2.3 跌落式熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)弧光短路故障
①跌落式熔斷器熔斷件熔斷引起熔管爆炸或拉弧引起相間弧光短路;
②線(xiàn)路老化或過(guò)載引起隔離開(kāi)關(guān)線(xiàn)夾損壞燒斷拉弧造成相間短路。
4.2.4 小動(dòng)物短路故障
①臺墩式配電變壓器上,跌落式熔斷器至變壓器的高壓引下線(xiàn)采用裸導線(xiàn),變壓器高壓接線(xiàn)柱及高壓避雷器未加裝絕緣防護罩;
②高壓配電柜母線(xiàn)上,母線(xiàn)未作絕緣化處理,高壓配電室防鼠不嚴;
③高壓電纜分支箱內,母線(xiàn)未作絕緣化處理,電纜分支箱有漏洞。
4.2.5 雷擊過(guò)電壓
4.3 短路故障查找
故障查找的總原則是:先主干線(xiàn),后分支線(xiàn)。對經(jīng)巡查沒(méi)有發(fā)現故障的線(xiàn)路,可以在斷開(kāi)分支線(xiàn)斷路器后,先試送電,爾后逐級查找恢復沒(méi)有故障的其它線(xiàn)路。
一條10kV線(xiàn)路主干線(xiàn)及各分支線(xiàn)一般都裝設柱上斷路器保護,按理論上來(lái)講,如果各級開(kāi)關(guān)時(shí)限整定配合得很好,那么故障段就很容易判斷查找。
在發(fā)生變電所斷路器跳閘的時(shí)候,首先應查看主干線(xiàn)柱上分段斷路器及各分支線(xiàn)柱上斷路器是否跳閘,爾后對跳閘后的線(xiàn)路,對照上面講過(guò)的可能發(fā)生的各種故障進(jìn)行逐級查找,直到查出故障點(diǎn)。
另外,對裝有線(xiàn)路短路故障指示器的架空線(xiàn),還可借助故障指示器的指示來(lái)確定故障段線(xiàn)路。
還有一點(diǎn)那就是當查出故障點(diǎn)后,即認為只要對故障點(diǎn)進(jìn)行搶修后,線(xiàn)路就可以恢復供電,而中止了線(xiàn)路巡查,這樣是非常錯誤的。
因為當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí),短路電流還要流經(jīng)故障點(diǎn)上面的線(xiàn)路,所以對線(xiàn)路中的薄弱環(huán)節,如線(xiàn)路分段點(diǎn)、斷路器T接點(diǎn)、引跳線(xiàn),會(huì )造成沖擊而引起斷線(xiàn),所以還應對有短路電流通過(guò)的線(xiàn)路全面認真巡查一遍。
5、低壓線(xiàn)路的常見(jiàn)故障及排除
5.1 配電變壓器高壓側熔斷器熔斷故障
此時(shí),配電變壓器低壓側a相電壓為零,其余兩相b、c相的電壓為原電壓的0.866倍,大約為190V。表現在電燈負載上,a相電燈熄滅,b、c兩相電燈亮度比正常時(shí)較暗(日光燈可能不能啟動(dòng))。
事實(shí)上,受配電變壓器鐵芯中不平平衡磁通的影響,配電變壓器低壓側a相繞組會(huì )感應出電壓,其大小取決于穿過(guò)a相繞組磁通的大小。這個(gè)電壓在一定條件下(如b、c兩相負荷很不相等,a相負荷很小等),可能電燈燈絲發(fā)紅(微紅),肉眼可見(jiàn)。普能220V白熾燈兩端施加大于15V的電壓就可使燈絲微紅。
可見(jiàn),當配電變壓器高壓一相熔斷器熔斷,低壓側對應相的電燈微紅或不亮(但有電壓);其余兩相電燈的亮度降低。推理:如果出現一相燈絲微紅或不亮但有電壓,其余兩相變暗時(shí),則可能是高壓側發(fā)生了一相熔斷器熔斷故障。
5.2 配電變壓器低壓側一相熔斷器熔斷故障
5.2.1 帶電燈負荷負載
未熔斷相電壓正常,熔斷相電壓為零。
5.2.2 帶電燈和電動(dòng)機負載(Y接)
分析證明:當低壓側a相熔斷器熔斷時(shí),a相電燈所承受的電壓取決于a相負載的大小,其兩端電壓總在73~110V之間變化,b、c兩相電壓正常。
可見(jiàn),在帶電燈和電動(dòng)機混合負載時(shí),低壓一相熔斷器熔斷后的主要特征是:未熔斷相電壓正常,熔斷相電壓嚴重不足,電燈亮度變暗,當把電動(dòng)機退出運行,熔斷相電燈立即熄滅。
5.3 低壓電網(wǎng)一相接地故障及查處
5.3.1 在中性點(diǎn)直接接地的系統中
當這種故障發(fā)生后,剩余電流動(dòng)作保護器等保護,應能迅速動(dòng)作,將故障點(diǎn)切除。否則將容易造成觸電事故或漏電及短路毀壞設備事故。
5.3.2 在中性點(diǎn)不接地系統中
(1)受接點(diǎn)的影響:接地相對地電壓為零。非接地相對地電壓升高倍(即達380V)。
(2)中性線(xiàn)的對地電壓升高為相電壓(即達220V)。
(3)各相間的電壓大小和相位仍然不變,三相系統的平衡沒(méi)有遇到破壞,因此可以暫時(shí)運行。
這種故障發(fā)生后,也應及時(shí)切除,否則,再有一點(diǎn)接地發(fā)生,將造成短路事故。同時(shí)中性線(xiàn)上帶有危險電壓也是很危險的。
5.4 中性點(diǎn)斷線(xiàn)故障及預防
故障發(fā)生后,有如下現象:
(1)中相線(xiàn)斷線(xiàn)點(diǎn)前的用電負荷正常工作。
(2)當三相負荷完全平衡時(shí),對斷線(xiàn)點(diǎn)后的負荷也無(wú)影響,但實(shí)際上在三相四線(xiàn)電路中,這一點(diǎn)已不可能。
(3)當三相負荷不平衡時(shí),就會(huì )產(chǎn)生中性點(diǎn)位移。三相負荷越不平衡,其中性點(diǎn)位移越大。造成負荷多的相,負荷實(shí)際承受的電壓低于額定值;用電負荷小的相,負荷實(shí)際承受的電壓高于額定值。
6、線(xiàn)路和用電設備故障及其處理方法
6.1 線(xiàn)路和用電設備故障
(1)線(xiàn)路和用電設備絕緣差、泄漏大,使保護器誤動(dòng)作或不能投入。
(2)各相對地絕緣不平衡,造成各相泄漏也不平衡,出現了所謂靈敏與不靈敏相。若在不靈敏相上發(fā)出觸電或作模擬觸電試驗時(shí),剩余電流動(dòng)作保護器可能拒動(dòng)。
(3)零線(xiàn)絕緣差或接地,與配變中性點(diǎn)接地線(xiàn)形成分流作用,導致漏電保護靈敏度下降或拒動(dòng)。
6.2 處理方法
用500V絕緣電阻表對低壓線(xiàn)路進(jìn)行遙測,若對地絕緣較低甚至為零時(shí),必須進(jìn)行整改。整改重點(diǎn)為:
(1)對線(xiàn)路采取分路、分段或分戶(hù)找出降低線(xiàn)路絕緣的薄弱點(diǎn)和接地點(diǎn)加以處理。
(2)把泄漏大的陳舊線(xiàn)路、照明線(xiàn)路、地埋線(xiàn)路平均分配到三相上,盡量保持泄漏平衡,減少零序電流。
(3)定期修剪接近線(xiàn)路的樹(shù)枝,其間距應在1m以上。
(4)安裝分路、分級剩余電流動(dòng)作保護器縮小剩余電流動(dòng)作保護器的保護范圍,當局部出現問(wèn)題時(shí),不影響總網(wǎng)供電,且故障點(diǎn)易排除。