电力系统短路故障浅析
摘要:破坏电力系统正常运行的最为常见的原因是各种类型的短路故障。它危害性极大,由此引发的其他电气故障也最多。本文简要探讨了各种类型的短路故障的原因、特点、危害、查找方法、预防措施等,对指导生产有一定的参考作用。
关键词:短路原因特点故障短路预防
1 概念
电力系统的短路故障,是指不同电位导电部分之间的不正常短接。由于此时故障点的阻抗变得很小,电流便会在一瞬间升高,短路点以前的电压下降,会影响到电力系统的稳定运行,严重短路甚至会造成系统瘫痪。
在正常运行时,除中性点外,相与相或者相与地之间是绝缘的。三相系统中,短路故障的基本类型为三相短路、两相短路、单相短路、单相短路接地、两相短路接地等。其中,三相短路属对称短路,其它形式的短路,均属不对称短路;在中性点直接接地的系统中,发生单相短路接地故障最为常见,大约占短路故障的65%,两相短路约占10%,两相短路接地约占20%,发生三相短路故障的可能性最小,虽然只占短路故障的5%[1]左右,却是危害系统最严重的,在实际中
一定要引起我们的足够重视。
1.1 单相接地短路:是指三相交流供电系统中一根相
线与大地成等电位状态,既该相线的电位与大地的电位相等,都是“零”。通俗的讲就是A相或B相或C相一相接地。
1.2 两相短路:任意两相导线,直接金属性连接或经
过小阻抗连接在一起。通俗讲指两相直接短接在一起。
1.3 两相短路接地:是指三相交流供电系统中两根相
线与大地成等电位状态了。通俗讲就是A、B、C三相中的任意两相同时与大地的无电阻的直接连接。
1.4 三相短路:就是电力系统内A、B、C三相在某一
点的零电阻、零电抗的直接连接。这时会产生很大的短路电流,破坏程度很大。
三相短路分三种:单相接地短路;两相之间短路;三相全部短路。
2 发生短路的原因
产生短路的原因有很多,既有客观的,也有主观的,但是主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或者相对地绝
缘被损坏。
2.1 由于设计、制造、安装、维护不当等造成的设备
缺陷发展成为短路。如选择电缆截面太小或扩大生产增加负荷使电路超载、过载,长期持续下去,就可能造成绝缘老化或者绝缘的完全失效,导致短路。
2.2 假冒、伪劣电器设备的绝缘不合格也会造成短路。
2.3 气候恶劣,低温导线覆冰引起架空线倒杆断线造成短路;架空线路弧垂不一致或弧垂太大,刮大风时会引起短路;雷电冲击使架空线路的绝缘子发生闪络短路;环境温度过高、机械损伤等。
2.4 误操作引起的短路故障。工作人员违反操作规程带负荷拉刀闸,引起电弧短路;违反电业安全工作规程带电误合接地刀闸造成的短路故障。检修人员在检修低压带电开关设备时,距离带电体较近,未采取必要的安全措施防止短路造成故障。
2.5 电缆、变压器、发电机等设备中载流部分的绝缘材料在运行中损坏[1]。
2.6 动物作祟,如鸟兽跨接在裸露的载流部分;老鼠窜入高压配电室造成短路故障;老鼠咬破置于管道中的电缆绝缘等。
3 短路特点
电力系统发生短路故障后,电流剧增,短路电流比正常工作时的电流要大几十倍,甚至几百倍,在高压下,电流可达数千万安。因此应千方百计限制短路电流,并使短路电流持续时间尽量缩短。
3.1 短路点距离电源越进线路阻抗越小,短路电流会越来越大。
3.2 短路故障持续时间的长短,直接导致电气设备损坏的厉害程度,时间越长损坏越严重。
4 短路故障的危害[2]
短路故障引起的后果是破坏性的。
具体表现在以下几个方面:
4.1 当电路发生短路时,短路点的电弧有可能烧坏电气设备,同时很大的短路电流会通过设备使发热增加,当短路持续时间较长时,可能使设备过热,使导体发红,甚至溶化损坏绝缘,破坏设备。
4.2在供电系统中,强大的短路电流,特别是冲击电流,使两相邻导体之间产生巨大的电动力。一般可以计算为: F(3) =■.Im2.l/a×10一7(N) (三相短路)
电力系统短路故障浅析
