低压线路过载原因分析及控制措施探讨

低压线路过载原因分析及控制措施探讨

摘 要：随着社会与经济的快速发展，电力行业作为国民经济发展的基础产业，和社会生产、人们日常生活息息相关，为人们的生活带来了很多便利。低压配电线路在整个电力系统运行中发挥着重要作用，但低压线路也常常会出现各种故障，造成各种不同程度的灾害，其中线路过载是一种较为常见的线路故障，本文主要针对低压线路出现过载的原因进行分析，并在此基础上提出了几点控制措施。

关键词：低压线路；过载；原因分析；控制措施

0 引言

欧洲电网在2006年11月4日晚出现大面积停电事故，受到该事故影响的大概有1000万人口（5百万用户），该次事故主要是由轮船经过使得2条380kV跨河线路停运导致另外1条线路过载，使潮流和安全限额比较接近。调度人员发现后将原来双母线变电站运行方式改为双母线并列运行模式，极大的增大了线路潮流，进而导致线路过载保护功能失常，造成短时多条联络线路跳闸，诱发“多米诺效应”，最后引发严重的大面积停电事故。因此，线路过载会造成非常严重的危害，若未采取及时、有效的调整措施，极易使事故进一步扩大，导致不可估量的损失。低压配电线路在电力系统输电过程中扮演着重要角色，但是低压线路线损问题比较严重，若出现过载，不仅会导致大面积停电，也会导致电气火灾事故，不仅会影响线路输电质量，也会影响整个电力系统的安全稳定运行，造成严重的经济损失，也会给社会生产及人们的生活造成严重影响，甚至会损害人们的人身安全。因此分析低压线路过载的原因，并总结相应的防范措施非常必要。

1 低压配电线路过载造成的不良后果及原因分析

1.1 低压线路过载的后果

一旦低压线路处于过载运行状态，长期会导致配电线路老化，不仅会导致电压问题，严重的话可能会导致整个配电线路瘫痪，导致大范围停电事故，对于人们的日常生活造成严重的影响。同时，电气线路或者设备的绝缘层受到损伤，会导致周围潮湿木材、电气装置金属外壳、穿线金属管等靠近物质带电，可能会出现触电，在某一特定环境下可能会出现火花、过热高温、电弧等各种电力问题，然而因接地装置不符要求或保护装置不合理等问题很可能导致过流保护装置保护作用失效，产生漏电，继而极易导致触电甚至火灾事故，造成更严重的损失。

1.2 低压配电线路过载的原因分析

一般线路主要是由保护层、绝缘层、金属导体等构成，而保护层、绝缘层的材料主要是氯丁橡胶、天然橡胶、聚乙烯等含氢、碳较高的高分子有机材料，热不稳定性较高，一旦通电发热，很容易产生一系列化学反应，使绝缘材料老化受

损。如果线路长时间连续以在安全载流量以下电流通过时，只要线路温度在最高允许的工作温度以下，则材料老化速度较慢。但是如果电流在安全电流以上，就会使线路过载，线路温度也会高于最高允许工作温度。此时的过载量如果较小，或者时间不短的话，也不会直接造成火灾，只会加速绝缘层老化，若低压线路严重过载，过热较为严重会导致异常高温，破坏线路绝缘并燃烧，进而导致火灾。根据相关试验研究证明。

1.2.1 电流和升温的关系

绝缘材料中的通过电流每增加1级，线路线芯的温度差不多会升高1倍左右。而导线的过载能力和导线截面成正比，也即是说导线截面增大，导线过载能力也会相应提高。线路中通过的电流相同，但是截面小的导线相比于截面大的导线在稳定温度方面要高，因此，电流增加，小截面导线的升温现象更为显著。

1.2.2 电流和热稳定时间

若电流比安全载流量范围小2倍，则通过的电流越大，则导线线芯的温度想要达到热平衡的时间也就会越长；如果比安全电流超过2倍，则通过的电流越大，线芯热平衡达到时间也就越短。这主要是由于绝缘层受到不同电流的破坏程度不一，若电流在安全电流的2倍以下，绝缘层的破坏并没有使绝缘受损，仍然具有阻止散热的作用。如果是相同的散热条件，则导线流过电流越大，导线温度也会升高。但是如果电流比安全电流高出2倍，绝缘层也就会受到严重破坏，导致线芯裸露，散热效果良好，通过电流越大，绝缘层也会受到更为严重的破坏，且破坏也就会越来越迅速，热平衡时间需要的时间也就越短。

根据笔者经验总结，认为低压线路过载的主要原因包括以下几点：（1）由于线路设计或者线路安装过程中选择的导线截面过小所致。（2）线路运行过程中承受过大的负荷。（3）漏电导致线路的负荷过大。（4）电线穿管的管径比较小，导致散热受到影响。（5）谐波电流导致相线过载，特别表现在中性线上。（6）低压线路接地装置不合理。

2 低压线路过载的控制措施

2.1 应选择合理的接地形式

为避免故障发生，合理、有效的低压配电系统显得尤为重要，其中低压配电系统的接地形式是最重要的组成部分，是及时切除故障的关键。较为常用的是TN-C-S系统，其主要是末级供电变压器的中性点直接接地，整个系统利用断路器或者安装熔断器和线径配合从而保护相线和中性线之间、相线之间的负载或者短路情况。如果线路绝缘层破坏，失去绝缘效果，则可以利用PE线启动保护装置从而降低外壳对地电压，达到保护的效果。具体的TN-C-S系统的原理图如图1所示。

图1 TN-C-S系统的原理图

2.2 应尽快建设电网“三道防线”

由于低压线路的线损较为严重，电能消耗较大，为避免低压线路过载后导致一系列连锁反应，进一步扩大事故范围，加重事故危害。应该在一些主力发电厂或者相关的变电站设置必要的低压线路过载切负荷装置，切机装置或者快减发电出力装置。一旦发生过载引发的故障后，可以利用安全自动装置动作，将对过载线路灵敏度较高的机组或者线路部分负荷切除，有利于尽快控制用电负荷，消除线路过载，进而使整个电网系统能够安全运行，保障可靠的电力供应，不影响居民的用电情况。尽快促进电网“三道防线”的建设，可以在低压线路出现过载故障时，在最短的时间内将线路过载现象消除，可避免事故的进一步扩展，使整个电网系统能够安全、稳定运行。

2.3 应进一步完善配电网的基础设施

电网公司应加快对基建工程的投产，进一步加固电网系统，应该进一步升级、改造配电网的基础设施，合理安排变电站布置以及线路的安排，可以将电磁环网（由高压输电线路和低压输电线路共同组成）

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在适当时候解开，尽可能避免出现大面积、大范围停电事故。同时在低压配电系统的用户开关箱、电源总配电箱内应装置必要的漏电保护器，可有效预防漏电火灾，也可避免大面积停电。同时应确保配电装置和周围一些可燃物质保持一定的距离，如果无法分开，应做好必要的隔热保护措施，避免诱发火灾。

2.4 应制定科学、完善的过载故障处理预案

电网公司应针对低压线路中常常出现过载现象的原因，制定一套科学、合理的故障处理计划方案，并且应进一步细化、具体化。同时应根据整个电网运行实际情况，适当修改、完善，一旦出现过载事故，应及时安排调度员根据提前制定的事故处理预案及时、准确的采取合理的调整措施，尽快消除事故隐患，恢复整个电网的正常运行。同时，应定期组织过载事故模拟演习，有利于调整人员更加熟悉过载事故发生的原因及其危害，在处理故障时，能够更加沉着、冷静的面对、处理。

3 结语

低压线路的线损较高，极易出现过载运行情况，不仅影响用户用电质量，也会造成巨大的经济损失，应该积极分析低压线路过载的一些常见原因，研究针对性的控制及改进措施，才可以确保整个电网的安全运行，提高电网企业的经济效益。

参考文献：

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