对一次短路故障的分析与总结

来源：互联网发布：协同过滤算法的实现编辑：程序博客网时间：2024/05/16 18:38

概述：通信低压配电系统，线路发生短路故障，断路器应该跳断以保护设备、线路；如果短路了，断路器却没有迅速断开，就要剖析故障过程直至找到原因，以杜绝隐患，以及由短路联想到接触不良而发热的问题。

关键词：加电前检测、检查、短路、空开特性曲线、接触不良、发热。

引言：某机房传输设备加电，参建方均到场，检测了短路、电压、电流、极性以及标签正确性之后，发现还有断路器面板（以下简称面板）后的电缆端接情况没有检查，于是拆开面板检查正常后上电，在回装紧固面板时发生短路故障。

正文：传输设备(3r～3w)六架，两架直流列头柜(2g、2h新增)，一架直流分配屏（1b）。设备位置见设备平面示意图（1）和传输设备取电系统图（2）。

图示（1）-设备平面示意图

图示（2）-传输设备取电系统图

列头柜2g、2h从直流分配1b取电，2g、2h列头柜内每条支路用63A的断路器（某型号63C AC230V I_cu=6KA)分别控制其后的传输设备。输出、输入端经过短路、电压、电流检测，并查验标签、检查电缆端接是否存在虚搭，各项指标正常，对2h供电的传输设备逐级合闸上电，2h自带的电力参数监控屏正常开启，各项参数显示正常，然后传输设备合闸，设备正常运行。

按上述步骤对2g上、下级设备检查、检测，正常后逐级合闸上电，2g列头柜和传输设备运行正常，施工人员回装面板，正在紧固面板左上角螺母，瞬间剧烈闪弧，解刀落地，操作人被吓退，旁边人员迅速将断路器全部断开。等闪弧点降温后，将上级直流分配屏熔丝断开，拆下面板，排查故障原因，发现是因为面板左上角螺母紧固过度，将一条负极电缆的绝缘皮攻破使机柜与负极连通而导致的短路。

我们对短路过程画出电路图进行分析。一是分析断路器KF1当时为什么没有跳断，起到速断保护的作用；二是看看有什么有益的东西和值得深思的问题可以总结推介。短路过程的示意图和电路图分别如图(3)、图(4)、图（5）所示。

2g直流列头柜的正极取至工作地，直流电源电压实测为U₁=53.5V。2g柜内PE排与保护地联通，2g对电源负极电压近似为U₂=53V，支路断路器KF1的额定电流I_n=63A,满足I_L＞I_n＞I_W(I_L：线路电缆载流量,空气温度30℃,单芯RVVZ25mm²,I_L=166A;I_W：电路长期稳定运行的电流，按I_n的50%估算，即I_n=31.5A)。

图(3)-短路过程的示意图

图(4)-短路前电路图图(5)-短路瞬间电路图

I₁--是传输负载电流；I₂--是短路电流，传输设备的电阻值为R，按欧姆定律R==≈1.6984Ω.断路器特性曲线为C型见图(6)。由图（6）知，瞬时脱

扣电流为（5～10）I_n，短路时，KF1没有跳断，当时很疑惑不解，通过学习、查阅资料、逆向推算，逐渐明白了其中的原理。

既然KF1没有跳断，说明I₂没有到达（5～10）In的瞬时脱扣电流，那就更达不到6KA的瞬断短路电流。短路发生时,A点的接触电阻R_A远小于R，那么我们就以5I_n～10I_n来估算R_A。

(Ⅰ)如果I₂＞10I_n,肯定跳断，但这种情况前面已经排除；

(Ⅱ)10In≥I₂≥5In,可能会起跳；

(Ⅲ)I₂＜5In，肯定不会跳断。

所以有：，0.0841Ω≤R_A＜R.从镀锌螺母攻破电缆绝缘层的时刻起，至强行分断KF1的这一极短的时间间隔内，操作人员控制解刀的力度是不均匀的，这就导致两种金属材料的接触面电阻值可变，但R_A远比R小得多，电压不变，所以短路电流还是比较大，因此出现了剧烈闪弧而又未能使KF1跳断的情况。正是因为KF1未能跳断，致使短路电流发热严重，其破坏作用不容轻视，下面先做发热、温升估算，然后附以图片佐证。