淺談光纖在繼電保護中的應用

文章討論了低壓配電系統零線(xiàn)斷線(xiàn)故障對人及設備造成的危害，并提出相應保護措施，即從故障發(fā)生的原因入手，以電氣原理為依據，采取相應材料處理，提高保護裝置功能及改變系統運行方式。
　　
　　
　　低壓配電系統的正常運行直接關(guān)系到人們的工作、學(xué)習和生活，所以保證系統安全、穩定和無(wú)故障運行是至關(guān)重要的。而在低壓配電系統中的漏電、短路及零線(xiàn)斷線(xiàn)等故障是最常見(jiàn)的故障，由它們引發(fā)的人身觸電事故、電氣設備燒損及嚴重的電氣火災時(shí)有發(fā)生，所以必須對這些故障采取防范和保護措施。
　　
　　一、單相短路或接地
　　
　　1．故障產(chǎn)生的原因。單相短路或接地引發(fā)的原因通常是由于：（1）導線(xiàn)與保護裝置配合不當，使得導線(xiàn)處于過(guò)載運行而開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，導線(xiàn)過(guò)熱絕緣損壞；（2）導線(xiàn)本身疲勞運行；（3）導線(xiàn)絕緣因受潮或腐蝕而損壞；（4）導線(xiàn)本身質(zhì)量問(wèn)題；（5）開(kāi)關(guān)本身切斷能力不夠。
　　2．產(chǎn)生的危害。單相短路故障的危害是顯而易見(jiàn)的，即發(fā)生短路時(shí)若保護裝置不能及時(shí)動(dòng)作，則導線(xiàn)過(guò)熱引起電氣火災造成重大經(jīng)濟損失。在TN-C-S低壓配電系統中發(fā)生單相接地且同時(shí)發(fā)生PEN線(xiàn)斷線(xiàn)，如某設備與外殼相碰，且系統在S處斷線(xiàn)，則高電位會(huì )經(jīng)PE線(xiàn)傳至零線(xiàn)，使負載中性點(diǎn)發(fā)生偏移，對系統用電器造成危害。在某些施工現場(chǎng)無(wú)健全保護，一旦發(fā)生單相接地，設備外殼帶電，對人構成接觸電壓。
　　3．防范及保護措施。為了防止導線(xiàn)過(guò)載運行、保護裝置拒動(dòng)而引起的故障，要求導線(xiàn)與保護裝置的配合必須滿(mǎn)足要求。采用帶接地脫扣器型斷路器，當發(fā)生單相短路或接地時(shí)會(huì )產(chǎn)生零壓相從而使接地脫扣器動(dòng)作，切斷電源進(jìn)行保護，所以無(wú)需采用為了加大接地故障電流而降低故障回路阻抗的措施，便可排除故障，這樣既節省投資又可彌補低壓斷路器保護范圍不足的缺陷。
　　
　　二、漏電
　　
　　1．漏電的定義所謂漏電是指外殼為金屬的用電器，工作時(shí)不允許外殼帶電，由于某種原因引起絕緣損壞使其外殼帶電進(jìn)而對人形成接觸電壓的現象。漏電是介于正常和短路之間的一種故障，可以說(shuō)漏電就是短路的前奏，及時(shí)排除這類(lèi)故障是防止短路的有效措施。

3光纖保護實(shí)際應用中存在的問(wèn)題
　　
　　3.1施工工藝問(wèn)題
　　光纖保護是超高壓線(xiàn)路的主保護，通道的安全可靠對電力系統的安全、穩定運行起到重要的作用。由于光纜傳輸需要經(jīng)過(guò)轉接端子箱、光纜機、電纜層和高壓線(xiàn)路等連接環(huán)節，并且光纖的施工工藝復雜、施工質(zhì)量要求高，因此如果在保護裝置投入運行前的施工、測試中存在誤差，則會(huì )導致保護裝置的誤動(dòng)作，進(jìn)而影響全網(wǎng)的安全穩定運行。
　　3.2通道雙重化問(wèn)題
　　光纖保護用于220 kV及以上電網(wǎng)時(shí)，按照220 kV及以上線(xiàn)路主保護雙重化原則的要求，縱聯(lián)保護的信號通道也要求雙重化，高頻保護由于是在不同的相別上耦合，因此能滿(mǎn)足雙通道的要求，如果使用2套光纖保護作為線(xiàn)路的主保護，通道雙重化的問(wèn)題則一直限制著(zhù)光纖保護的大規模推廣應用。
　　3.3光纖保護管理界面的劃分問(wèn)題
　　隨著(zhù)保護與通信銜接的日益緊密，繼電保護專(zhuān)業(yè)與通信專(zhuān)業(yè)管理界面日益難以區分，如不從制度上解決這一問(wèn)題，將直接影響到光纖保護的可靠運行。對于獨立纖芯的保護，通信專(zhuān)業(yè)與繼電保護專(zhuān)業(yè)管理的分界點(diǎn)在通信機房的光纖配線(xiàn)架上。配線(xiàn)架以上包括保護裝置的那段尾纖，屬于繼電保護專(zhuān)業(yè)維護，這就要求繼電保護專(zhuān)業(yè)人員具備一定的光纖校驗維護技能。
　　3.4光纖保護在旁路代路上的問(wèn)題
　　線(xiàn)路光纖保護在旁路代路時(shí)不方便操作，由于光纖活接頭不能隨便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗測試，而且經(jīng)常性拔插也容易造成活接頭的損壞，因此不宜使用拔插活接頭的辦法實(shí)現光纖通道的切換。對于電網(wǎng)中沒(méi)有單獨的旁路保護，旁路代路時(shí)是切換交流回路，因此不存在通道切換問(wèn)題，但對電網(wǎng)有獨立的旁路保護，對于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護暫時(shí)可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動(dòng)電流保護則無(wú)法代路，目前都是采取旁路保護單獨增設一套光纖差動(dòng)保護的方法解決。已有部分廠(chǎng)家在謀求解決光纖保護切換問(wèn)題的辦法，如使用光開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現光纖通道切換。
　　
　　結束語(yǔ)
　　
　　盡管目前光纖保護在長(cháng)距離和超高壓輸電線(xiàn)路上的應用還有一定的局限性，在施工和管理應用上仍存在不足，但是從長(cháng)遠看，隨著(zhù)光纖網(wǎng)絡(luò )的逐步完善、施工工藝和保護產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護將占據線(xiàn)路保護的主導地位。