王 晖

（中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北 武汉 430073）

在低压配电线路在地铁机电安装过程中，能够有效保障地铁电力系统设备的正常运转，为地铁的运行稳定起着非常重要的作用。随着我国社会经济的迅速发展，地铁轨道交通的发展也越来也迅速。但是，在地铁机电安装过程中，低压配电线路通常采用的是TN—S接低保护系统。低压配电系统还存在一些问题和故障，为地铁机电设备的稳定运行带来很大的困扰，给社会企业带来严重的经济损失。因此，要及时发现和解决低压配电线路的常见故障，做好有效的故障分析和防治工作，保障电气系统的稳定运行。

1 低压配电线路的常见故障

在低压配电线路的施工与管理过程中，设计与施工缺陷都会对线路的稳定运行造成一定的故障。加之有些维护人员的经验不足，在日常的线路巡视和检修过程中，不能够抓住线路的核心问题，进而无法准确排除线路存在的安全故障。经过梳理，低压配电线路的常见问题主要有以下几点。

1.1 断路故障

断路故障在低压配电系统中是一种十分常见的线路故障。它主要是由于导电的回路没有畅通，从而造成断路的现象。低压配电线路断路点，由于线路不同，而线路经过的电压很容产生电弧，严重情况下会产生火灾，造成电力系统的损坏，给设备的安全稳定运行带来很大的隐患。而造成断路故障的原因主要有以下几个方面。首先，低压配电线路的电线很容易受到外力的破坏，导致线路的受损。在低压配电线路的电线敷设过程中，电线很容易被尖锐的、坚硬的东西划伤损坏。例如，金属电气配管切割面未经打磨的毛刺或者焊接管内的焊缝，都极易划伤电线。其次，电线在正常的运行过程中，遭受外部环境的损坏。例如，预埋在地板下的低压配电线路，在水汽的侵蚀和破坏下，很容易使绝缘层受到破坏从而产生断路的问题。然后，在低压配电线路的电线连接处，由于没能对电线的接头进行合理的密封处理，使得配电线路在正常的运行中，由于接触电阻的增大，从而使电线连接处产生高温，损坏线路，造成断路现象。最后，在电路末端的终端头处，如果没能进行有效的加固处理，在外力的作用下发生松动，也极易造成断路现象的发生。

1.2 短路故障

在安全运行的电气系统中，短路故障通常是指载流导体接地或者没有经过负荷就产生接触，出现短路的线路点电阻较小，使得线路通过的电流瞬间增大，从而影响低压配电线路的稳定运行。低压配电线路发生短路的主要原因有以下几点：第一，配电线路的绝缘遭到损坏，使得线路绝缘失效。在低压配电线路设备设计安装的过程中，如果使用的电缆线横截面太小或者扩大生产增加负荷，这很容易导致配电线路的过载，造成绝缘的老化。配电线路在长期的电力运行中，会使得绝缘的完全失效，这就会引起线路的短路问题。此外，绝缘材料在长期的高温以及强电场环境下运行，很容易发生性能的改变。第二，电线的连接，金属裸线在外力的作用下，产生摆动碰撞，也容易导致线路的短路。第三，不符合标准的电气系统操作也很容易导致配电线路的短路。在拉闸与合闸的操作中，带负荷拉闸很容易造成电弧的短路，而带电合闸，也很容易产生配电线路短路的现象。

1.3 过载故障

在低压配电线路中，线路中所带的负荷超过了线路允许的安全电流量，就会引起线路过载的故障。造成线路过载的原因主要是配电线路在长期的运行工作中，由于电线本身具有电阻，当电流从电线经过时，会产生一定的热量。而电线的温度越高，经过的电流也就越大，形成恶性循环，最后在高温的环境下，线路绝缘材料就会慢慢的老化和损坏。一旦绝缘材料在高温的环境下，产生自燃，那就会给配电线路带来严重的火灾，影响电气设备的稳定运行。配电线路在长期的超负荷运行中，容易出现电路老化等问题，线路的接点经常会因为过负荷运行，产生高温，从而出现断线的现象。

图1 正常漏电流（IZ）示意图

图2 非正常漏电流（If）示意图

1.4 接地故障

在低压配电线路中，一旦电线或者绝缘路出现损坏和故障，而电线的对地绝缘能力也就会产生下降，从而增加了对地泄露的电流，使得电线产生接地故障。在单相接地故障中，对地泄露电流主要有两个部分，其一是正常的泄露电流，另外一部分是接地故障电流。在单相接地故障的产生中主要是接地故障电流。在金属性接地故障产生过程中，接地导体金属和电线金属出现直接连接的现象，使电阻设备无法产生作用，从而使得电线流过的电流量过大，出现故障电流。这些故障电流经过回路中的熔断器、过载保护器等，并产生相应的动作切断故障电路。而在非金属性接地故障中，接地金属和电线故障点没有彻底的连接，这就使得接地金属和电线故障点之间会不断产生电弧和放电现象，电弧和放电点的温度会在瞬间提高，一旦接地故障点有可燃物，那么就很容易引起火灾，损害电气设备。

1.5 漏电故障

在低压配电线路中，电线以及支架材料的绝缘性能较差，很容易使电线与电线之间或者电线与地面之间有电流通过，这就形成了漏电故障。低压配电线路在正常情况下运行，地面和配电线路之间或者电气线路和配电线路之间存在着电容。因此，低压配电线路中，就会存在着一定的漏电流，这些漏电流沿着线路均匀分布，由于电流量较小，线路的绝缘并不会受到损害，如图1所示。但是，一旦线路受某些因素的影响，那么就很容易使绝缘遭到破坏，配电线路与大地接触时，就会发生非正常漏电，如图2所示。这时候的漏电流在经过线路故障点、变压器节点构成了漏电回路。

2 低压配电线路常见故障的防治办法

2.1 断路故障的防治方法

在低压配电线路的故障防治办法中，要充分考虑线路的设计、安装以及检修等问题。首先，在三相四线制的低压配电线路中，要积极根据线路的电流量情况，合理地增加零线的横截面积，从而增加零线的机械强度，避免零线断路故障。同时，对于零线的连接端子以及接头出，要进行正确的操作处理，确保零线接触的可靠与牢固。另外，值得注意的是不能在零线上进行熔断器的串接，避免熔断器熔断，产生断路问题。其次，在选择熔断器的过程中，要充分保证三相线的熔断器与保护电器配套的熔断器规格一致。相线的连接处以及接头要连接好，保证接触稳定牢固。而线路的回路中各类的开关电器也要连接紧密，不能出现松动的现象。

2.2 短路故障的防治方法

在低压配电线路中，电线和绝缘材料都要具备耐热的性能。所以，在低压配电线路的短路保护设备中，可以合理地选用低压熔断器和电子脱扣器，以避免电气系统的短路故障。由于低压配电线路过长，使得电缆线路末端短路电流过小，平时低压配电线路中使用的断路器热磁脱扣器，对低压配电线路的保护作用十分小。而采用带电子脱扣器的断路器，通过设置短延时脱扣，可以满足断路保护灵敏度的要求。在正常的电流情况下，熔断器具有反时限发热的特性，就相当于一段电线。但是，在电路发生故障时，熔体能够迅速的熔断，切断电路，起到保护电路的作用。在过载系数要求较低的配电电路中，低压熔断器能够对较为严重的过载故障进行有效的保护。而过流脱扣器不仅可以保护反时限特性的过载故障，还可以作用于短路故障发生的瞬间动作保护。

2.3 过载故障的防治办法

对于低压配电线路过载故障防治，可以合理地在配电线路中安装过载保护器。过载保护器能够在线路中及时监测经过的电流量，当经过的电流量超过线路的允许流量时，过载保护器就会在一段延时后作用于主回路中串接的断路器动作，对产生故障的线路进行切断。另外，由于在线路在过载时，产生的过量电流，会引起线路的发热。所以，可以在低压配电线路中，安装低压熔断器和过流脱扣器，实现对过载故障的反时限保护。

2.4 接地故障的防治办法

在低压配电线路的接地故障防治措施中，可以通过使用漏电保护器对其进行有效的防治和保护。低压配电线路在出现接地故障时，漏电保护器通过瞬时动作，断开接地的低压配电线路，从而可以有效地避免接地电弧的产生。在选择和使用漏电保护器进行接地保护的过程中，要积极依据配电线路对地泄露电流的大小，充分考虑泄露电流对人体接触的触电危害，同时还要避免电流过大，产生电弧造成的火灾问题。要对配电线路进行分级保护，主要分成支线、主干线、电源总进线等这几个等级，根据等级的不同，合理选择和使用漏电保护器。漏电保护器的选择和使用时，还要充分考虑与低压配电线路的保护形式的配套问题，使漏电保护器能够进行可靠的动作，以保证可以成功地切断接地线路，从而避免接地故障。此外，还可以利用剩余电流动作保护，对接地故障进行保护。低压配电线路在产生电流泄漏等故障问题时，三相负荷电流与中性电流的矢量和为零。而一旦发生单相接地故障问题时，故障电流通过PE线与大地构成了通路，这就使得三相负荷电流与中性电流的矢量和不等于零，剩余电流I0就是等于接地故障电流加上配电线路以及电气设备的泄漏电流。剩余电流在实现接地故障保护的过程中，其动作电流要大于配电线路以及电气设备的正常泄漏电流，从而实现对接地故障的防治。

2.5 漏电故障的防治办法

在低压配电线路的TN-S接地系统中，PE线要与相关的电气设备可触及到的金属物体相连。但是，由于杂散电流的存在，而埋地线和保护钢管与结构钢筋绝缘效果特别差，很容易遭到电蚀，进而影响PE线的截面数值。所以，在PE线的选择中，可以选择多芯电缆的芯线、绝缘电线。这些PE线还要具有足够大的电导以及良好的电气连续性，见表1。

TN-S接地系统有着良好的接地措施，采用了合理的PE线，但仍然有可能存在漏电故障，因此，要积极采用漏电保护装置。在漏电断路器的选择中，也要根据相关的需要选择漏电保护的动作信号是用于报警还是跳闸。在分线和分干线的漏电断路器选择中，不仅要考虑到它的防触电问题，也要兼顾到它的火灾预防问题。所以可以根据相关的A=50mA·s原则，确定漏电动作电流值和动作时间，动作的时间不能超过0.2s。在干线上，其主要是以防止漏电为主，防触电作为次要考虑对象。因为干线漏电的电流量十分大，而且干线的敷设通常都是在人们很难接触到的地方。所以，为了避免发生错误动作，漏电断路器最好不要过于灵敏。根据相关的A=200mA·s原则，确定漏电动作电流值和动作时间。

表1 PE线的最小截面（mm2）

结语

随着我国社会经济的迅速发展，电气设备检修人员要积极加强对配电线路的常见性故障进行检测与维修，保障配电线路的稳定安全。这不仅能够有效维护电气设备的运行稳定与安全，满足人们日常生产的需要，还能够有效减少配电系统常见故障中引发的触电、火灾等现象，极大的保障人身安全。因此，在电力系统的建设发展过程中，要积极通过科学的管理技术和方法，对低压配电线路的网络系统进行管理和维护，从而进一步保障低压配电线路的安全性与稳定性。

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