电气施工中低压配电系统的常见故障处理与预防机制

一、引言

低压配电系统在电力传输分配中承担着将中压电能转换为适合各类用电设备使用的低压电能，并将其可靠地输送到各个用电终端的重要任务。它广泛应用于工业、商业、居民住宅等众多领域，是保障社会生产生活正常运转的基础设施。在电气施工过程中，低压配电系统的安装调试质量直接关系到其后续运行的稳定性和可靠性。

二、低压配电系统概述

2.1 系统组成

低压配电系统主要由配电变压器、低压开关柜、配电箱、配电线路以及各种保护装置、控制装置和计量装置等部分组成。配电变压器将中压电能转换为低压电能；低压开关柜用于集中控制和保护低压配电线路和设备；配电箱则将低压电能分配到各个具体的用电设备；配电线路负责传输电能；保护装置如熔断器、断路器、漏电保护器等用于在系统出现故障时迅速切断电路，保护设备和人员安全；控制装置用于实现对设备的启停、调节等操作；计量装置用于测量电能消耗。

2.2 工作原理

低压配电系统的工作原理是将从上级电网获得的中压电能，通过配电变压器降压后，经低压开关柜、配电箱和配电线路分配到各个用电设备。在这个过程中，通过各种保护装置和控制装置确保电能的安全、稳定传输和分配。例如，当电路中出现过载、短路或漏电等故障时，保护装置会自动动作，切断故障电路，防止事故扩大。

三、常见故障分析

3.1 短路故障

短路是低压配电系统中较为常见且危害较大的故障之一。当电路中不同电位的导体之间通过低电阻路径形成非正常连接时，就会发生短路。短路故障发生时，电路中的电流会瞬间急剧增大，远远超过正常工作电流，可能达到额定电流的数倍甚至数十倍。这会产生大量热量，使设备温度迅速升高，可能导致电气设备烧毁、绝缘损坏，甚至引发火灾。造成短路故障的原因多种多样，其中线路老化是一个重要因素。随着时间推移，线路绝缘层会逐渐磨损、老化、开裂，失去绝缘性能，从而使导线之间或导线与接地部分之间发生短路。

3.2 过载故障

过载故障是指电气设备或线路的实际工作电流超过其额定电流，且持续时间较长的一种故障状态。当出现过载时，电气设备和线路会因为电流过大而发热，温度升高。长时间的过载运行会加速设备绝缘材料的老化，降低其绝缘性能，最终可能导致设备损坏或引发火灾。造成过载的原因主要有以下几点。一是用电设备增加，负荷增大。随着生产规模扩大或居民生活水平提高，用电设备数量不断增加，如果在设计低压配电系统时未充分考虑未来负荷增长需求，就容易导致系统过载。二是设备选型不当。

四、故障处理方法

4.1 短路故障处理

当发生短路故障时，首先应迅速切断电源，以防止事故扩大。可以通过低压开关柜中的断路器或熔断器等保护装置自动切断故障电路，也可以手动操作紧急切断开关。在切断电源后，需要对故障线路和设备进行检查，确定短路故障点。可以使用绝缘电阻表、万用表等工具对线路和设备的绝缘电阻、电阻值等进行测量，以判断故障位置。对于因线路老化、绝缘损坏等原因导致的短路故障，需要更换受损的线路或设备。在更换线路时，应选择符合规格要求的导线，并确保正确的敷设和连接。

4.2 过载故障处理

发现过载故障后，首先要对负载进行评估，确定过载的原因。如果是因为用电设备增加导致的过载，可以考虑增加配电容量，如更换更大容量的变压器、配电箱、开关等设备。如果是设备选型不当造成的过载，应更换合适额定容量的电气设备。对于因设备故障导致的过载，需要对故障设备进行维修或更换。

五、预防机制建立

5.1 优化设计

在低压配电系统设计阶段，要充分考虑各种因素，确保设计的合理性和可靠性。首先，要准确计算负荷需求。根据用电场所的性质、用电设备的类型和数量等，合理估算未来一段时间内的电力负荷，并预留一定的发展余量，以避免因负荷增长导致系统过载。其次，要合理选择电气设备。根据负荷计算结果，选择额定容量合适、性能可靠的电气设备，如变压器、开关柜、配电箱、开关、电缆等。设备的选择应符合相关标准和规范要求，具有良好的绝缘性能、短路耐受能力和保护功能。

5.2 严格施工管理

施工质量是影响低压配电系统运行可靠性的关键因素之一，因此必须严格施工管理。在施工前，要做好充分的准备工作，包括熟悉施工图纸和技术要求、准备施工材料和工具、制定施工方案和安全措施等。施工过程中，要严格按照设计图纸和施工规范进行操作，确保电气设备的安装位置正确、连接牢固，配电线路的敷设符合要求。例如，电缆的敷设应避免受到机械损伤，埋地电缆要做好防护措施；电气设备的接线要规范，线头连接紧密，绝缘处理良好。要加强施工质量检验，对每一道工序进行严格把关，及时发现和纠正施工中的质量问题。施工完成后，要进行全面的调试和验收工作。

5.3 定期维护保养

定期维护保养是确保低压配电系统长期稳定运行的重要措施。应制定详细的维护保养计划，明确维护保养的周期、内容和要求。维护保养内容包括对电气设备和配电线路的清洁、检查、紧固、测试等。定期对设备进行清洁，去除灰尘、污垢等杂质，防止其影响设备散热和绝缘性能。检查设备的外观是否有损坏、变形，连接部位是否松动，接地是否可靠等。对松动的连接部位进行紧固，确保电气连接良好。定期对设备的绝缘电阻、接地电阻、开关动作特性等进行测试，及时发现潜在的故障隐患。还要加强对维护保养人员的培训，提高其专业技能和安全意识。维护保养人员应熟悉设备的结构、性能和工作原理，掌握常见故障的诊断和处理方法，能够正确使用维护工具和测试设备。同时，要建立维护保养记录档案，对每次维护保养的时间、内容、发现的问题和处理情况等进行详细记录，以便跟踪设备运行状况，为后续维护保养和故障分析提供参考。

六、结论

低压配电系统作为电气施工中的重要组成部分，其稳定运行对于保障电力供应安全、满足社会生产生活用电需求具有重要意义。通过对低压配电系统常见故障如短路故障、过载故障、接地故障和线路老化故障的分析，我们了解到这些故障产生的原因复杂多样，对系统运行和人员安全会造成严重危害。针对不同故障类型，我们提出了相应的处理方法，包括短路故障的迅速切断电源与故障排查修复、过载故障的负载评估与设备调整、接地故障的及时切断电源与故障点查找处理以及线路老化故障的线路检查与修复更换等。为了有效预防故障发生，我们从优化设计、严格施工管理、定期维护保养和建立监测系统等方面建立了全面的预防机制。在未来的电气施工和低压配电系统运行管理中，我们应不断加强对低压配电系统的研究和改进，持续完善故障处理与预防机制，提高系统的可靠性和稳定性，确保低压配电系统能够安全、高效地运行，为社会经济发展提供可靠的电力保障。

参考文献

[1] 宋永生 . 建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究 [J]. 百科论坛电子杂志 ， 2023（2）： 15 - 22.

[2] 闫亮 . 基于模糊神经网络的低压配电系统故障诊断方法研究 [J]. 黑龙江科技信息 ， 2024（3）： 30 - 36.

[3] 张安. 论智能化在低压配电管理系统的应用[J]. 区域治理， 2022（1）：10 - 16.