10kV架空線路、設(shè)備常見故障的原因及查找方法
1、10kV線路故障分類
1.1 速斷
故障范圍在線路上端,由三相短路或兩相短路造成。
主要原因有線路充油設(shè)備(如油斷路器、電力電容器、變壓器等)短路、噴油,春季鳥巢危害、雨季雷電、暴風(fēng)雨的影響、電桿拉線被盜破壞、伐樹砸住導(dǎo)線等自然災(zāi)害或人為因素。
1.2 過流
故障范圍在線路下端,由用電負荷突然性增高,超出了線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、過流由于故障范圍較小,故障原因清晰,所以查找起來比較容易。
1.3 接地
全線路范圍內(nèi)均可發(fā)生此類故障,基本上可分為永久性接地和瞬時性接地2種。主要原因有斷線、絕緣子擊穿、線下樹木等原因?qū)е露帱c泄漏。接地故障由于范圍較大,故障原因不明顯,有時必須借助儀表儀器才能確定故障原因。
2、根據(jù)保護動作特點判斷線路故障性質(zhì)和地段
1、一般情況下,線路跳閘重合成功,說明瞬時性故障,鳥害、雷擊、大風(fēng)等,重合不成功,永久性故障,倒桿斷線、混線等。
2、如果是電流速斷跳閘 ,故障點一般在線路的前段;如果是過電流跳閘 ,故障點一般在線路的后段。
3、如果是過電流和速斷同時跳閘,故障點一般在線路的中段。
在事故巡線時,除重點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,延長事故處理時間。
10kV線路故障快速查找
線路故障停了電,保護動作巧判斷;
速斷動作查前端,約為全長數(shù)一半;
過流動作值較小,故障較遠在后邊;
速短過流同跳閘,故障位于線中間。
3、10kV線路接地故障及處理
線路一相的一點對地絕緣性能喪失,該相電流經(jīng)過由此點流入大地,這就叫單相接地。
農(nóng)村10kV電網(wǎng)接地故障約占70%。
單相接地是電氣故障中出現(xiàn)最多的故障,它的危害主要在于使三相平衡系統(tǒng)受到破壞,非故障相的電壓升高到原來的√3倍,很可能會引起非故障相絕緣的破壞。
10kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)。
3.1 線路接地狀態(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(jié)發(fā)生,可能絕緣子被雷擊穿,或?qū)Ь€被擊斷,電源側(cè)落在比較潮濕的地面上引起的;
(2)若在大風(fēng)天氣此類接地,可能是金屬物被風(fēng)刮到高壓帶電體上?;蜃儔浩?、避雷器、開關(guān)等引線刮斷形成接地。
(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,但沒升高到√3 倍,這屬于非金屬性接地
(1)若在雷雨季節(jié)發(fā)生,可能導(dǎo)線被擊斷,電源側(cè)落在不太潮濕的地面上引起的,也可能樹枝搭在導(dǎo)線上與橫擔(dān)之間形成接地。
(2)變壓器高壓繞組燒斷后碰到外殼上或內(nèi)層嚴重?zé)龘p主絕緣擊穿而接地。
(3)絕緣子絕緣電阻下降。
(4)觀察設(shè)備絕緣子有無破損,有無閃絡(luò)放電現(xiàn)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,負荷側(cè)導(dǎo)線落在潮濕的地面上,沒斷線兩相通過負載與接地導(dǎo)線相連構(gòu)成非金屬型接地。故而對地電壓降低,斷線相對地電壓反而升高。
(2)高壓斷線未落地或落在導(dǎo)電性能不好的物體上,或線路上熔斷器熔斷一相,被斷開地線路又較長,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(shù)值不斷變化,最后達到一穩(wěn)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(wěn)定,時斷時續(xù),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、開關(guān)引線,接觸不牢固,時而接觸時而斷開形成瞬間接地。
(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(xù)地,形成瞬間接地。
3.2 線路接地故障的查找方法
1、人工巡線法:
有經(jīng)驗人員首先分析線路的基本情況。線路環(huán)境(有無樹)、歷史運行情況(原先經(jīng)常接地),判斷可能接地點。
2、分段選線法
如果線路上有分支開關(guān),為盡快查找故障點,可用分斷分支開關(guān)、分段開關(guān)辦法縮小接地故障范圍。由于絕緣子擊穿形成隱形故障,查找起來比較困難,可通過測量絕緣電阻辦法
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;
負荷斷線又接地,一高二低也常見。
斷線、接地難分辨,用戶電壓分明顯。
斷線只有兩相電,接地用戶不明顯。
4、10kV架空線路短路故障原因及查找
4.1 線路短路故障
一是線路瞬時性短路故障(一般是斷路器重合閘成功);
二是線路永久性短路故障(一般是斷路器重合閘不成功)。
常見故障有:線路金屬性短路故障;線路引跳線斷線弧光短路故障;跌落式熔斷器、隔離開關(guān)弧光短路故障;小動物短路故障;雷電閃絡(luò)短路故障等。
4.2 短路故障形成原因
4.2.1 線路金屬性短路故障
① 外力破壞造成故障有:架空線或桿上設(shè)備(變壓器、開關(guān))被外拋物短路或外力刮碰短路;汽車撞桿造成倒桿、斷線;臺風(fēng)、洪水引起倒桿、斷線。
② 線路缺陷造成故障,弧垂過大遇臺風(fēng)時引起碰線或短路時產(chǎn)生的電動力引起碰線。
4.2.2 線路引跳線斷線弧光短路故障
線路老化強度不足引起斷線;
線路過載接頭接觸不良引起跳線線夾燒毀斷線。
4.2.3 跌落式熔斷器、隔離開關(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線路老化或過載引起隔離開關(guān)線夾損壞燒斷拉弧造成相間短路。
4.2.4 小動物短路故障
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采用裸導(dǎo)線,變壓器高壓接線柱及高壓避雷器未加裝絕緣防護罩;
②高壓配電柜母線上,母線未作絕緣化處理,高壓配電室防鼠不嚴;
③高壓電纜分支箱內(nèi),母線未作絕緣化處理,電纜分支箱有漏洞。
4.2.5 雷擊過電壓
4.3 短路故障查找
故障查找的總原則是:先主干線,后分支線。對經(jīng)巡查沒有發(fā)現(xiàn)故障的線路,可以在斷開分支線斷路器后,先試送電,爾后逐級查找恢復(fù)沒有故障的其它線路。
一條10kV線路主干線及各分支線一般都裝設(shè)柱上斷路器保護,按理論上來講,如果各級開關(guān)時限整定配合得很好,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候,首先應(yīng)查看主干線柱上分段斷路器及各分支線柱上斷路器是否跳閘,爾后對跳閘后的線路,對照上面講過的可能發(fā)生的各種故障進行逐級查找,直到查出故障點。
另外,對裝有線路短路故障指示器的架空線,還可借助故障指示器的指示來確定故障段線路。
還有一點那就是當查出故障點后,即認為只要對故障點進行搶修后,線路就可以恢復(fù)供電,而中止了線路巡查,這樣是非常錯誤的。
因為當線路發(fā)生短路故障時,短路電流還要流經(jīng)故障點上面的線路,所以對線路中的薄弱環(huán)節(jié),如線路分段點、斷路器T接點、引跳線,會造成沖擊而引起斷線,所以還應(yīng)對有短路電流通過的線路全面認真巡查一遍。
5、低壓線路的常見故障及排除
5.1 配電變壓器高壓側(cè)熔斷器熔斷故障
此時,配電變壓器低壓側(cè)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(xiàn)在電燈負載上,a相電燈熄滅,b、c兩相電燈亮度比正常時較暗(日光燈可能不能啟動)。
事實上,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(cè)a相繞組會感應(yīng)出電壓,其大小取決于穿過a相繞組磁通的大小。這個電壓在一定條件下(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。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,當配電變壓器高壓一相熔斷器熔斷,低壓側(cè)對應(yīng)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(xiàn)一相燈絲微紅或不亮但有電壓,其余兩相變暗時,則可能是高壓側(cè)發(fā)生了一相熔斷器熔斷故障。
5.2 配電變壓器低壓側(cè)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 帶電燈和電動機負載(Y接)
分析證明:當?shù)蛪簜?cè)a相熔斷器熔斷時,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,在帶電燈和電動機混合負載時,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 在中性點直接接地的系統(tǒng)中
當這種故障發(fā)生后,剩余電流動作保護器等保護,應(yīng)能迅速動作,將故障點切除。否則將容易造成觸電事故或漏電及短路毀壞設(shè)備事故。
5.3.2 在中性點不接地系統(tǒng)中
(1)受接點的影響: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(tǒng)的平衡沒有遇到破壞,因此可以暫時運行。
這種故障發(fā)生后,也應(yīng)及時切除,否則,再有一點接地發(fā)生,將造成短路事故。同時中性線上帶有危險電壓也是很危險的。
5.4 中性點斷線故障及預(yù)防
故障發(fā)生后,有如下現(xiàn)象:
(1)中相線斷線點前的用電負荷正常工作。
(2)當三相負荷完全平衡時,對斷線點后的負荷也無影響,但實際上在三相四線電路中,這一點已不可能。
(3)當三相負荷不平衡時,就會產(chǎn)生中性點位移。三相負荷越不平衡,其中性點位移越大。造成負荷多的相,負荷實際承受的電壓低于額定值;用電負荷小的相,負荷實際承受的電壓高于額定值。
6、線路和用電設(shè)備故障及其處理方法
6.1 線路和用電設(shè)備故障
(1)線路和用電設(shè)備絕緣差、泄漏大,使保護器誤動作或不能投入。
(2)各相對地絕緣不平衡,造成各相泄漏也不平衡,出現(xiàn)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,剩余電流動作保護器可能拒動。
(3)零線絕緣差或接地,與配變中性點接地線形成分流作用,導(dǎo)致漏電保護靈敏度下降或拒動。
6.2 處理方法
用500V絕緣電阻表對低壓線路進行遙測,若對地絕緣較低甚至為零時,必須進行整改。整改重點為:
(1)對線路采取分路、分段或分戶找出降低線路絕緣的薄弱點和接地點加以處理。
(2)把泄漏大的陳舊線路、照明線路、地埋線路平均分配到三相上,盡量保持泄漏平衡,減少零序電流。
(3)定期修剪接近線路的樹枝,其間距應(yīng)在1m以上。
(4)安裝分路、分級剩余電流動作保護器縮小剩余電流動作保護器的保護范圍,當局部出現(xiàn)問題時,不影響總網(wǎng)供電,且故障點易排除。