云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局 許建新 馬俊峰

1 低壓配電線路接地線概述

1.1 低壓配電線路接地形式

低壓配電線路接地系統(tǒng)主要包括中性線、保護(hù)線以及保護(hù)中性線：中性線是接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備，能有效完成三相系統(tǒng)中不平衡電流和單相電流的傳導(dǎo)工作，減少負(fù)荷中性點(diǎn)出現(xiàn)的電位偏移問題，從而全面提升低壓配電線路接地線運(yùn)行的質(zhì)量水平；保護(hù)線主要是保證人身安全，有效避免觸電事故造成的威脅，系統(tǒng)外露可導(dǎo)電位置利用保護(hù)線直接接地，就能在設(shè)備出現(xiàn)接地故障后大幅度減少人們的觸電危險(xiǎn)；保護(hù)中性線兼具中性線和保護(hù)線的功能，也被稱為地線。若是依據(jù)低壓配電線路系統(tǒng)接地形式對其進(jìn)行劃分，主要分為以下三個(gè)系統(tǒng)。

TN系統(tǒng)。指的是中性點(diǎn)直接接地，此時(shí)所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都要接入公共保護(hù)線范圍內(nèi)，亦或是接入公共保護(hù)中性線，這種接線方式也被稱為“接零”，較為常見的系統(tǒng)處理單元為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)以及TN-C-S系統(tǒng)；TT系統(tǒng)。指的是中性點(diǎn)直接完成接地處理，且對應(yīng)設(shè)備的外殼會(huì)選擇單獨(dú)接地的應(yīng)用處理模式。設(shè)備的外露區(qū)域與系統(tǒng)接地點(diǎn)并無關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)各自接地裝置的單獨(dú)接地操作。所以一般是在公用電網(wǎng)設(shè)置工作環(huán)境中應(yīng)用TT系統(tǒng)，或者是民用郊區(qū)，能有效維持運(yùn)行穩(wěn)定；IT系統(tǒng)。指的是在整個(gè)系統(tǒng)線路處理過程中中性點(diǎn)不接地，而對應(yīng)的設(shè)備外殼單獨(dú)接地，供電系統(tǒng)在供電距離較短的情況下，能將供電可靠性和安全性維持在較好的范圍內(nèi)。所以在應(yīng)用處理環(huán)境選擇時(shí)，主要將其應(yīng)用在對連續(xù)供電要求較高或易燃易爆區(qū)域，能有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，避免安全隱患[1]。

圖1 TN-C系統(tǒng)

圖2 TN-S系統(tǒng)

圖3 TN-C-S系統(tǒng)

圖4 TT系統(tǒng)

總之，要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)的處理方式，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況和運(yùn)行狀態(tài)落實(shí)相應(yīng)的保護(hù)控制方法，從而提升應(yīng)用綜合效果。

1.2 低壓配電線路接地線規(guī)范

低壓配電線路中接地線管理工作是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，有效規(guī)避接地故障就能提升配電線路運(yùn)行的質(zhì)量效果，維持較為安全合理的線路運(yùn)行環(huán)境，在落實(shí)低壓配電線路接地線路保護(hù)規(guī)范工作的過程中，要按照標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，完善具體工序內(nèi)容。

要在低壓配電線路運(yùn)行路徑上完成短路保護(hù)、過載保護(hù)及接地保護(hù)裝置的安裝工作，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行要求完善對應(yīng)處理工序，維持保護(hù)流程的合理性和規(guī)范性，并最大程度上提高線路綜合治理控制的水平，規(guī)避安全隱患造成的事故問題；要對上下級保護(hù)電氣動(dòng)作予以關(guān)注，保證其具備選擇性，能結(jié)合故障問題落實(shí)相應(yīng)的處理工序，并在出現(xiàn)故障問題后切斷該故障段配電線路就能有效維持整體線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，此時(shí)對應(yīng)上級保護(hù)電氣不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)動(dòng)作；在低壓配電線路故障問題出現(xiàn)后，保護(hù)器要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化要求在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)落實(shí)相應(yīng)動(dòng)作，且在正常運(yùn)行或用電設(shè)備正常啟動(dòng)狀態(tài)下，保護(hù)器不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作等不良現(xiàn)象。

要對低壓配電線路的導(dǎo)體截面參數(shù)予以控制，確保截面參數(shù)能滿足動(dòng)態(tài)要求和穩(wěn)態(tài)要求，且確保截面參數(shù)處理效果和保護(hù)器類型、整定數(shù)值相關(guān)聯(lián)，從而有效維持良好的處理水平，盡量避免誤動(dòng)作等不良操作對整體線路運(yùn)行安全產(chǎn)生的影響；在初定配電系統(tǒng)后要從末端回路進(jìn)行處理，從用電端到配電器低壓側(cè)予以處理，逐一完成計(jì)算分析和參數(shù)評估，就能了解導(dǎo)體截面和保護(hù)器參數(shù)水平，全面提升線損分析的實(shí)時(shí)性，也能減少低壓配電線路接地線損壞故障造成的不良影響，維持設(shè)備應(yīng)用控制的綜合效果[2]。

2 低壓配電線路接地線損壞故障判定流程

在低壓配電線路接地線損壞故障評估工作中，要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)完整地評判過程，確保相應(yīng)工作都能落實(shí)到位，從而有效提高后續(xù)故障處理的效果水平。

2.1 分析原因

低壓配電線路接地線運(yùn)輸途中出現(xiàn)損壞的幾率較小，一般按照標(biāo)準(zhǔn)化流程對運(yùn)輸過程予以監(jiān)督就能將其產(chǎn)生的影響忽略不計(jì)，主要是保存過程、使用過程等出現(xiàn)損壞的問題，此時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)分析機(jī)制。

保存。一般多數(shù)企業(yè)在接地線保存工作開展過程中，都會(huì)將其放置在15～35℃的區(qū)域內(nèi)，相對濕度也會(huì)控制在50～80%之間，維持通風(fēng)干燥的工具柜保存環(huán)境，此時(shí)接地線不會(huì)出現(xiàn)生銹、卡澀等問題。因此保存過程出現(xiàn)接地線損壞故障的幾率也不大；使用。接地線較為常見的彎折問題時(shí)造成接地線損壞故障的關(guān)鍵，所以使用過程才是彎折率增大的“罪魁禍?zhǔn)住?，一般使用時(shí)間較短的接地線受彎頻率較低，對應(yīng)的絕緣層受損情況也能維持在可控范圍內(nèi)，而隨著應(yīng)用時(shí)間延長、維護(hù)養(yǎng)護(hù)次數(shù)減少等外界因素的影響，就會(huì)增加低壓配電線路接地線故障幾率[3]。

2.2 受損位置

以某供電公司2021年全面線路檢查項(xiàng)目為例，截止到2021年10月共發(fā)現(xiàn)67根損壞的接地線，其中絕緣層部分彎折損壞幾率較大，占比超過65%。項(xiàng)目人員對10kV架空線路接電線絕緣層破壞位置進(jìn)行集中分析后發(fā)現(xiàn)，軟銅線和絕緣操作桿連接位置、軟銅線和接地針連接位置、軟銅線中間位置等是較為常見的故障區(qū)間，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其數(shù)量及占比分別為：絕緣操作桿連接位置20/46.5%、接地體連接位置18/41.8%、中間位置5/11.7%。由此可知，與絕緣操作桿連接位置和接地體連接位置的故障頻率超過88%，說明軟銅線絕緣層兩端是損壞故障較高的區(qū)域。

綜上，在完成原因和故障位置評估工作后，就能初步明確低壓配電線路接地線損壞的具體情況，此時(shí)要整合具體的應(yīng)用要求和處理規(guī)范，確保相關(guān)工作都能落實(shí)到位，從而提高低壓配電線路接地線應(yīng)用質(zhì)量。

3 低壓配電線路接地線損壞故障處理方法

3.1 評估理論值

明確低壓配電線路接地線損壞率較高位置后，就要依據(jù)廠家提供的接地線損率數(shù)據(jù)落實(shí)更加科學(xué)合理的分析工作，及時(shí)完成預(yù)估計(jì)算處理。也就是說，要結(jié)合實(shí)際情況制定更加科學(xué)合理的管控方案，從而保證線損率能得以降低，有效維持綜合管控效果，確保故障問題都能得到有效的規(guī)避管理。

3.2 處理方式

3.2.1 預(yù)設(shè)方案

a方案。要在低壓配電線路接地線相應(yīng)位置安裝抗彎折彈簧結(jié)構(gòu)，并在軟銅線兩端設(shè)置抗彎折彈簧結(jié)構(gòu)，有效抵消軟銅線彎折受力，最大程度上規(guī)避相應(yīng)位置絕緣層彎折問題，從而規(guī)避低壓配電線路接地線損壞現(xiàn)象，全面提升配電線路接地線的應(yīng)用質(zhì)量，有針對性地優(yōu)化線路的運(yùn)行質(zhì)量和使用效果，維持低壓配電線路管理平衡。

b方案。需在軟銅線的兩端各纏繞3m膠帶，有效維持良好的抗磨損狀態(tài)，減少交接位置磨損造成的不良影響，利用膠帶結(jié)構(gòu)也能有效抵消軟銅線受彎折時(shí)產(chǎn)生的力的作用，確保能維持絕緣層的應(yīng)用效果，減少損壞問題造成的不良影響，提高低壓配電線路接地線應(yīng)用綜合質(zhì)量水平[4]。

c方案。在軟銅線的兩端，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置抗彎折透明護(hù)套結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)部嵌入鋼絲結(jié)構(gòu)，有效提升護(hù)套結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度水平，維持整體應(yīng)用質(zhì)量。護(hù)套結(jié)構(gòu)的安裝也能最大程度上減少絕緣層磨損幾率，抵消軟銅線受彎折時(shí)產(chǎn)生的力的作用，避免絕育層彎折造成的不良影響，降低損壞程度，優(yōu)化低壓配電線路接地線運(yùn)行質(zhì)量。

3.2.2 方案比選

在實(shí)際操作環(huán)節(jié)中，要對三種基礎(chǔ)方案進(jìn)行必選，從而結(jié)合實(shí)際情況和運(yùn)行要求確定更加適宜的方式方法，保證低壓配電線路接地線損壞幾率得以降到最低[5]。

a方案在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，抗彎折彈簧的可行性不高，主要是因安裝彈簧的過程非常復(fù)雜。多數(shù)彈簧的材質(zhì)是合金彈簧，盡管屈服點(diǎn)和屈強(qiáng)比均較高，能大大提升其彈性變形能力，為軟銅線絕緣層抗彎折保護(hù)工作提供保障，卻因無法及時(shí)檢查內(nèi)部情況增加了安全隱患，一旦內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常卻沒有得到及時(shí)的修正和處理，就會(huì)影響低壓配電線路接地線運(yùn)行質(zhì)量，甚至?xí)斐蓢?yán)重的安全事故。

b方案是最簡單最便捷的方式，盡管能有效避免絕緣層的磨損問題，但在抗彎折方面的應(yīng)用效果一般，且在安裝完膠帶結(jié)構(gòu)后也無法有效檢查內(nèi)部軟銅線的狀態(tài)和質(zhì)量效果；c方案設(shè)置透明護(hù)套，其絕緣護(hù)套的材質(zhì)是聚氯乙烯，不僅具有高韌性特質(zhì)且耐油、耐酸堿性腐蝕，加之透明材質(zhì)，能有效了解軟通信內(nèi)部狀態(tài)。配合內(nèi)嵌螺旋彈力鋼絲結(jié)構(gòu)就能為整個(gè)結(jié)構(gòu)抗彎性和護(hù)套強(qiáng)度予以優(yōu)化，從而全面提升實(shí)際使用質(zhì)量效果。

3.3 應(yīng)用效果分析

在對三個(gè)基礎(chǔ)方案進(jìn)行必選后得出c方案具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢，能有效提升低壓配電線路接地線運(yùn)行的綜合質(zhì)量水平，減少安全隱患問題的留存，并最大程度上規(guī)避彎折損耗對其整體運(yùn)行效果產(chǎn)生的制約作用。所以決定采取c方案，利用集中應(yīng)用控制的模式對低壓配電接地線加裝透明護(hù)套，維持接地線保護(hù)裝置的全面升級和改良。

圖5 透明護(hù)套俯視圖、側(cè)視圖、正視圖

在絕緣材料車間對裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中的性能分析和測試處理，確保能按照標(biāo)準(zhǔn)化測試流程和環(huán)境參數(shù)完成測試工作，從而有效提升裝置應(yīng)用的效果水平，實(shí)現(xiàn)全面推廣。在進(jìn)行一系列測試后發(fā)現(xiàn)裝置的主體結(jié)構(gòu)非常牢固可靠，并能隨時(shí)拆除，整體抗彎折測試結(jié)果均為合格。主要是大力扭動(dòng)被裝置包裹的絕緣位置，對應(yīng)的位移為零，測試試件的結(jié)果滿足預(yù)期，可投入使用。

在測試結(jié)束后，因結(jié)果滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，將裝置投入到施工現(xiàn)場完成現(xiàn)場應(yīng)用，并在半年內(nèi)對相應(yīng)停役操作的接地線損壞率進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均接地線損壞率為2.78%，損壞率大幅度降低，符合保護(hù)要求。在經(jīng)濟(jì)層面，配電箱接地線損壞率的降低也大大減少了維護(hù)保養(yǎng)成本，避免資金和資源浪費(fèi)；新型接地線保護(hù)裝置的安裝還能減少安全隱患問題，絕緣層的兩端破損率得以降低，就能減少人體接觸外露軟銅線的概率，也能維持低壓配電線路接地線應(yīng)用效果。

總之，從安全運(yùn)行和應(yīng)用性能等多方面考量，在低壓配電線路接地線故障問題處理過程中，要落實(shí)更加科學(xué)合理的處理控制方案，確保新型電力接地線裝置簡單且實(shí)用性較好，能全面減少作業(yè)人員安全隱患問題，提升線路巡檢管理的綜合質(zhì)量水平，維持良好的運(yùn)行水平，為電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。