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摘要：配电线路及设备因点多、面广、线长，走径复杂，设备质量标准参差不齐，受气候和环境影响较大，供用电情况复杂，这些实际情况都直接或间接影响着配电线路的安全运行，故障原因也较为复杂。电气线路容易出现断线、绝缘破损、雷击、鸟兽侵害等原因造成的短路故障。研究配电线路故障，对故障进行分类，试着找出故障的原因，制定有效的故障处理方案，以预防降低配电线路及设备故障造成的供电质量降低是很有必要的。在低压配电系统中如何进行有效地防护对于配电系统的安全运行极其重要，需要针对不同的对象和状况采取不同的方式和措施。
关键词：地铁；低压配电；合环故障；自投自复；故障分析
1低压配电系统故障
低压配电系统故障有三种：短路、过负荷、接地故障。前两种统称为过电流，其后果是导致配电线路和电气设备的过热，使其温度急剧上升（或缓慢上升），如没有正确的防护措施，将导致导体的过热，超过其最终温度（极限温度），以至损坏（主要是绝缘损坏），更严重的后果是导致电气火灾。而接地故障，除可能产生上述后果外，还将使电气装置的外露可导电部分带电，可能使操作人员接触危险电压而触电。此乃我们面临的最值得关注的问题，也是需要研究的重点。
2低压配电系统正常工作状态和故障工作状态
2.1故障工作状态
低压配电线路和电气设备处于故障工作状态，其情况与正常工作状态恰恰相反，在主要技术指标中，某一项或某几项不符合技术标准的规定，因此将会引发电气故障，造成人体电击伤害、电气设备损坏、电气火灾以及停电停产等事故发生。有一项或几项技术指标不满足技术标准的规定是故障工作状态的基本特征。在故障工作状态的低压配电线路和电气设备，必须立即停止工作并及时进行检修恢复正常供电。
2.2正常工作状态及其技术指标
低压配电线路和电气设备处于正常工作状态，其主要技术指标应符合技术标准的规定。这些技术指标，一般应包括以下几项：电压及其偏差、正弦波非线性崎变、总崎变率、各次谐波含量、频率及其偏差、电压的不对称性、电流限值、温度限值、绝缘电阻限值、泄漏电流限值等。以上各项技术指标满足技术标准的规定，是正常工作状态的基本特征。因此在这种情况下，低压配电线路和电气设备才能安全、可靠和稳定的工作。
3地铁低压配电系统故障分析
3.1低压配电系统电流伤害
电流对人体的伤害有三种电击、电伤和电磁场伤害。电击是指电流通过人体，破坏人体心脏、肺及神经系统的正常功能。电伤是指电流的热效应、化学效用和机械效应对人体的伤害主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。电磁场生理伤害是指在高频磁场的作用下，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神经系统的症状。一般认为电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。触电还容易因剧烈痉孪而摔倒，导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等二次事故。
3.2低压配电系统过载故障
在规定的条件下，绝缘导线连续工作且其温度不超过温度限值时的最大电流称为绝缘导线的允许载流量。如果绝缘导线中的工作电流超过其允许载流量称为绝缘导线过载。同样，对于电气设备来说，当工作电流超过其额定工作电流，则称为电气设备过载。在低压配电线路的线路电压降允许的范围内，绝缘导线过载除了以绝缘导线的电流是否超过允许载流量来加以衡量之外，还可以以绝缘导线芯线的温度限值来加以衡量。当绝缘导线的芯线温度超过其温度限值时，则表明绝缘导线已经过载。绝缘导线过载将会带来一些危害，其主要表现如下：①在低压配电线路上的低压断路器将会因线路过载而动作切断电源起到过载保护作用，但同时影响本不该停电的用户的正常用电。②绝缘导线连接部分因过载发热量增大产生异常高温，加速导线绝缘老化并且引起火灾。③绝缘导线长时间过载将会加速绝缘老化进程，使绝缘性能降低甚至绝缘完全失效。因此，过载故障进一步发展，有可能演变成各种短路故障。
4地铁低压配电系统故障保护
4.1提高选择性的综合保护要求
要有良好的选择性动作，保护电器选择应考虑以下几点：（l）馈电线首端宜用选择型断路器或熔断器，前者适用于容量较大，距离较长的干线。（2）末端电路宜选用非选择型断路器或漏电保护断路器，也可用熔断器。（3）中间各级电路的保护宜用断路器。（4）配电系统级数不宜太多，不宜使用多级非选择型断路器，可以使用几级熔断器。（5）短延时脱扣器或零序电流保护、剩余电流保护方式，其动作应有足够延时，如下级用熔断器，短延时和接地故障保护脱扣器采用反时限加定时限更为有利。
4.2用断路器时的动作选择性
用带接地保护的断路器：由于接地保护的整定电流值比较小，灵敏性很高，它与下级非选择型断路器实现选择性动作的困难就很大，作为剩余电流保护，整定值仅为几个安培，甚至更小，作为零序电流保护，整定值也不过几百安培，往往比下级断路器的瞬时脱扣器整定电流还小，甚至小得多，在故障电流小于下级断路器瞬动脱扣器整定值这个范围，就没有选择性。不论是剩余电流或零序电流保护，其动作都必须有延时，以增加动作的选择性。应该指出，干线首端的接地保护主要是考虑和下级漏电保护器能够很好配合有选择性动作。干线首端或建筑物进线处装设剩余电流保护，主要作为防止电弧性接地故障等可能引起火灾的保护，可以用于报警，但不自动切断电路，以免引起非选择性动作。
4.3针对配电线路的维护、运行管理工作方面因素采取的故障防范方案
对配电变压器、配电线路上的绝缘子、SPD等设备，定期进行试验、检查，及时处理设备缺陷，提高运行水平。对于柱上油开关、高耗能配变等早期投运的老旧设备，逐步淘汰。加大配网建设改造力度，使配网结构、变电站布置趋于合理，严格把握设计与施工质量，提高线路的绝缘化水平，实现环网供电，提高配网运行方式的灵活性。有計划性地对线路、设备进行巡视，定期开展负荷监测，密切注意馈线、负荷情况，及时调整负荷平衡，避免接头、连接线夹等因过载发热烧毁。制定并完善事故应急预案，经常开展反事故演习活动，出色完成事故抢修工作。加强业务培训，提高综合素质，建立激励机制，使运行人员思想到位、巡线到位、处理故障到位。加强线路的运行管理，做到故障原因未查到不放过，故障不彻底排除不放过。制定线路现场运行规程和各种管理制度，建立技术档案。做好运行记录，如巡视检查记录、缺陷处理记录等。
4.4针对配电设备方面因素采取的故障防范方案
配电设备方面应采用新技术新设备。随着城乡用电负荷的不断增长，配电网络的规模越来越大，接点和支路也越来越多，年长日久杆塔上的编号会日渐模糊，给检修和巡线造成很大的不便，应每年重新对杆塔编号，确定杆塔、配变位置。实现配网自动化，对配电网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，及时消除故障。在配电线路T接点支路上装设线路接地故障指示器和断路器，用以辅助故障范围及性质的指示。
低压配网是电力系统与用户直接相连的重要环节，点多线长面广，运行环境较为复杂，它的安全运行水平直接影响供电企业的经济效益和社会效益。应重视低压配网管理，应在实践中总结经验，要做好各方面的管理工作，并积极应用新技术、新设备，预防线路故障发生，提高线路供电可靠性，从而保证电网的安全、经济和稳定运行，更好地满足社会经济发展的需要。
参考文献：
[1]丁潇.地铁低压配电系统故障分析与保护研究[D].天津大学，2017.
[2]王彬，倪国政.地铁车站低压配电与照明系统维护管理分析[J].科技与创新，2014（22）：118+122.
关键词：地铁；低压配电；合环故障；自投自复；故障分析
1低压配电系统故障
低压配电系统故障有三种：短路、过负荷、接地故障。前两种统称为过电流，其后果是导致配电线路和电气设备的过热，使其温度急剧上升（或缓慢上升），如没有正确的防护措施，将导致导体的过热，超过其最终温度（极限温度），以至损坏（主要是绝缘损坏），更严重的后果是导致电气火灾。而接地故障，除可能产生上述后果外，还将使电气装置的外露可导电部分带电，可能使操作人员接触危险电压而触电。此乃我们面临的最值得关注的问题，也是需要研究的重点。
2低压配电系统正常工作状态和故障工作状态
2.1故障工作状态
低压配电线路和电气设备处于故障工作状态，其情况与正常工作状态恰恰相反，在主要技术指标中，某一项或某几项不符合技术标准的规定，因此将会引发电气故障，造成人体电击伤害、电气设备损坏、电气火灾以及停电停产等事故发生。有一项或几项技术指标不满足技术标准的规定是故障工作状态的基本特征。在故障工作状态的低压配电线路和电气设备，必须立即停止工作并及时进行检修恢复正常供电。
2.2正常工作状态及其技术指标
低压配电线路和电气设备处于正常工作状态，其主要技术指标应符合技术标准的规定。这些技术指标，一般应包括以下几项：电压及其偏差、正弦波非线性崎变、总崎变率、各次谐波含量、频率及其偏差、电压的不对称性、电流限值、温度限值、绝缘电阻限值、泄漏电流限值等。以上各项技术指标满足技术标准的规定，是正常工作状态的基本特征。因此在这种情况下，低压配电线路和电气设备才能安全、可靠和稳定的工作。
3地铁低压配电系统故障分析
3.1低压配电系统电流伤害
电流对人体的伤害有三种电击、电伤和电磁场伤害。电击是指电流通过人体，破坏人体心脏、肺及神经系统的正常功能。电伤是指电流的热效应、化学效用和机械效应对人体的伤害主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。电磁场生理伤害是指在高频磁场的作用下，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神经系统的症状。一般认为电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性比较大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。触电还容易因剧烈痉孪而摔倒，导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等二次事故。
3.2低压配电系统过载故障
在规定的条件下，绝缘导线连续工作且其温度不超过温度限值时的最大电流称为绝缘导线的允许载流量。如果绝缘导线中的工作电流超过其允许载流量称为绝缘导线过载。同样，对于电气设备来说，当工作电流超过其额定工作电流，则称为电气设备过载。在低压配电线路的线路电压降允许的范围内，绝缘导线过载除了以绝缘导线的电流是否超过允许载流量来加以衡量之外，还可以以绝缘导线芯线的温度限值来加以衡量。当绝缘导线的芯线温度超过其温度限值时，则表明绝缘导线已经过载。绝缘导线过载将会带来一些危害，其主要表现如下：①在低压配电线路上的低压断路器将会因线路过载而动作切断电源起到过载保护作用，但同时影响本不该停电的用户的正常用电。②绝缘导线连接部分因过载发热量增大产生异常高温，加速导线绝缘老化并且引起火灾。③绝缘导线长时间过载将会加速绝缘老化进程，使绝缘性能降低甚至绝缘完全失效。因此，过载故障进一步发展，有可能演变成各种短路故障。
4地铁低压配电系统故障保护
4.1提高选择性的综合保护要求
要有良好的选择性动作，保护电器选择应考虑以下几点：（l）馈电线首端宜用选择型断路器或熔断器，前者适用于容量较大，距离较长的干线。（2）末端电路宜选用非选择型断路器或漏电保护断路器，也可用熔断器。（3）中间各级电路的保护宜用断路器。（4）配电系统级数不宜太多，不宜使用多级非选择型断路器，可以使用几级熔断器。（5）短延时脱扣器或零序电流保护、剩余电流保护方式，其动作应有足够延时，如下级用熔断器，短延时和接地故障保护脱扣器采用反时限加定时限更为有利。
4.2用断路器时的动作选择性
用带接地保护的断路器：由于接地保护的整定电流值比较小，灵敏性很高，它与下级非选择型断路器实现选择性动作的困难就很大，作为剩余电流保护，整定值仅为几个安培，甚至更小，作为零序电流保护，整定值也不过几百安培，往往比下级断路器的瞬时脱扣器整定电流还小，甚至小得多，在故障电流小于下级断路器瞬动脱扣器整定值这个范围，就没有选择性。不论是剩余电流或零序电流保护，其动作都必须有延时，以增加动作的选择性。应该指出，干线首端的接地保护主要是考虑和下级漏电保护器能够很好配合有选择性动作。干线首端或建筑物进线处装设剩余电流保护，主要作为防止电弧性接地故障等可能引起火灾的保护，可以用于报警，但不自动切断电路，以免引起非选择性动作。
4.3针对配电线路的维护、运行管理工作方面因素采取的故障防范方案
对配电变压器、配电线路上的绝缘子、SPD等设备，定期进行试验、检查，及时处理设备缺陷，提高运行水平。对于柱上油开关、高耗能配变等早期投运的老旧设备，逐步淘汰。加大配网建设改造力度，使配网结构、变电站布置趋于合理，严格把握设计与施工质量，提高线路的绝缘化水平，实现环网供电，提高配网运行方式的灵活性。有計划性地对线路、设备进行巡视，定期开展负荷监测，密切注意馈线、负荷情况，及时调整负荷平衡，避免接头、连接线夹等因过载发热烧毁。制定并完善事故应急预案，经常开展反事故演习活动，出色完成事故抢修工作。加强业务培训，提高综合素质，建立激励机制，使运行人员思想到位、巡线到位、处理故障到位。加强线路的运行管理，做到故障原因未查到不放过，故障不彻底排除不放过。制定线路现场运行规程和各种管理制度，建立技术档案。做好运行记录，如巡视检查记录、缺陷处理记录等。
4.4针对配电设备方面因素采取的故障防范方案
配电设备方面应采用新技术新设备。随着城乡用电负荷的不断增长，配电网络的规模越来越大，接点和支路也越来越多，年长日久杆塔上的编号会日渐模糊，给检修和巡线造成很大的不便，应每年重新对杆塔编号，确定杆塔、配变位置。实现配网自动化，对配电网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，及时消除故障。在配电线路T接点支路上装设线路接地故障指示器和断路器，用以辅助故障范围及性质的指示。
低压配网是电力系统与用户直接相连的重要环节，点多线长面广，运行环境较为复杂，它的安全运行水平直接影响供电企业的经济效益和社会效益。应重视低压配网管理，应在实践中总结经验，要做好各方面的管理工作，并积极应用新技术、新设备，预防线路故障发生，提高线路供电可靠性，从而保证电网的安全、经济和稳定运行，更好地满足社会经济发展的需要。
参考文献：
[1]丁潇.地铁低压配电系统故障分析与保护研究[D].天津大学，2017.
[2]王彬，倪国政.地铁车站低压配电与照明系统维护管理分析[J].科技与创新，2014（22）：118+122.