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一种非常规供电线路引起的另类的(零线接触不良)故障

2017-10-23 14:35分类:维修电工 阅读:

 

本人从事电工工作已有20多年,而这起故障也困扰了我十几年,去年我们终于排除了这起故障,但是其中的原因却想不通;前几天在工控网论坛上与网友们进行一番讨论后好奇心大增,经过几天的苦思冥想,昨日自感茅塞顿开,自认找到了答案。因为这是一起看似零线接触不良故障实际并非零线接触不良的故障。特写于此请各位大师指点,对的话可以借鉴一起共勉,错的话还请多多指出。
我所在的广西农垦西江糖厂建于1989年,当时生活区总配电箱离厂发电房大约300米左右,采用3相4线制架空线路供电,即4条50平方毫米的塑料铝心线。当时住户少,用电量也较少,尽管线径较小,电压也没有明显的波动;几年后,随着用电量的增多,渐渐出现了明显的压降现象,于是1993年我们进行了线路改造,原计划改为3X240mm2+1x120mm2的mm2地埋电缆(带钢铠),后来由于供应商没有该规格的现货,我们选择了一条3X240mm2的铝芯电缆专供三相火线,一条3x35mm2+1x6mm2的地埋电缆专供零线---这种供电线路大家一定很少见过因此称之为非常规,因此引起的故障也是另类的。
刚开始那几年,由于家用电器还少,用电量也较少,三相用电不平衡幅度不大,偶尔出现一些电压波动现象也不放在心上;后来随着家用电器的不断增加,电压波动现象日趋频繁,它的表现特点是:
1)一般出现在用电高峰期;
2)三相电流明显不平衡;
3)不管负载有多大,三相电流多么不平衡,零线电流都不会超过20安;
4)故障出现时三相线电压相差无几-很平衡,而相电压却相差很大,而且电压和电流刚好成反比例,例:电压A0260V.B0235V.C0170V;电流A相20多安.B相30多安.C相60多安;即最高电压一定是最小负载相,最低电压一定是最大负载相,而中间负载相的电压大都是稳定在220伏左右。曾经有几个人向我反映他们家的电压出现过多次300伏以上的高压,我在检查测量当中没有碰到过,但250、260伏的相电压还是常见的。
5)电压下降到130伏时一般都是快速下降,例如A相200V36AB相223V23AC相238V13A突然A相电流快速上升,电压跟随快速下降,当电流上升到60-70安电压下降到130伏左右时,电流迅速降低至10安左右,电压也迅速恢复220伏左右。这种情况主要是办公楼使用空调时出现的,因为电压下降到130伏左右,大多数空调低压保护动作空调停止工作,所以电流迅速降低电压也迅速恢复。因为出现这种现象的时间比较短,当时万能表只有一只,所以没有测量到其它两相的瞬间电压。
6)测量点就是在生活区总开关处,而在厂区配电房测量则一切正常。所以故障点一定是在这段300米的电缆上。
7)零线对地电压一般有几伏以上,即使重复接地也差不多。
以上就是我们这十几年来断断续续测量观察所发现的故障特征。
分析:1)这种故障看似压降引起:负荷大的一相电压低,负荷小的一相电压高,但240mm2的铝芯线安全载流量是300多安,不可能因为只通过几十安的电流就产生如此大的压降,尽管线路有300米长;
2)这种故障又看似零线断或接触不良引起:由于零线断负载变成380V串联使用,负载大的一相(电阻小)分配到的电压小,负载小的一相(电阻大)分配到的电压大(欧姆定律的串联原理),但零线断的话零线回路不可能有20安左右的电流。唯一的解释就是零线线路有接触不良导致线阻增大引起的。
根据以上故障特征我们推断为零线接触不良故障。由于线路是埋在地下的,而且有300米长,不便于检查,我们只做了一些在地面上自认为可以解决故障的方法:
1)通过调线来力求三相电流平衡,但是对于居住着接近200户人家的生活小区,各家电器不同,使用时间也各有差别,要实现平衡—难,结果线调了,目的达不到。
2)利用原来地埋的大约200米的废旧电缆(3X70MM2+1X35MM2)驳接50米70MM2塑料铝芯线到办公大楼(生活区供电线路的支线路),采用双零线,结果无明显效果。
3)怀疑地埋电缆因一些土建工程损坏零线,因此找了供电局用测断仪来测量,结果无断坏之处;只建议我们在生活区总排旁搞个地网—重复接地,我们照做了,但结果还是无明显效果。
4)怀疑受干挠引起,电缆的钢铠进行接地处理,结果又是无明显效果。
5)对该零线的所有线鼻用液压线钳进行加压,也是无明显效果。
6)到了2010年2月份,厂办公楼多台电脑频繁出现低压关机现象(以往只是个别电脑),严重影响了办公室人员的正常工作,我们依然判断是零线瞬间接触不良,并采取应急措施:将3X240MM2电缆中的一条暂时作零线用,生活区线路暂时采用2相3线制,这样改接之后,电压平安无事的正常了几个月,这样,更坚定了我们以为原零线接触不良的判断,于是我们决定重布一条零线。
7)改线材料计划是由我做的,刚开始没有考虑到单条电缆只是适合直流电使用(差点又犯了一个致命的错误),因此做计划是一条1X240MM2的地埋电缆(带钢铠),幸好供货商无法提供这种规格的电缆(救了我),因此改为2X120MM2的电缆。我们在6月份完成了改线工程并投入使用(用新的2X120MM2带钢铠的地埋电缆和原来的3X35MM2+1X6MM2带钢铠的地埋电缆作零线,3X240MM2带钢铠的地埋电缆作三相火线),结果不久,同样的故障又出现了。
8)换了新线也不行,让我重新反思以前所采取的方法为什么没有用,而只有2月份的那次改线有效呢?难道说一条电缆里必须有一条零线才行吗?我们常见的架空线路为什么不会出现类似的故障呢?我们这种布线方式与架空线路有什么区别,为什么会出现另一个结果呢?钱投了几万,工做了几天,却没有效果,不能空等着挨领导处理吧;没办法,尽管疑问很多,也只能死马当作活马医了,我们又将3X240MM2带钢铠的地埋电缆中的一条作零线用,另外两条接两相火线,而新的2X120MM2带钢铠的地埋电缆只作一相火线用,结果有了比较明显的效果,但是那条新的只作火线用的2X120MM2带钢铠的地埋电缆的电压总是比另外两相低,大约190-210V之间,而电流并不是3相中最大的,尽管电压相比原来稳定,但是故障还是存在。

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