10kV配電線路維護(hù)的安全措施

北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 張曉瑜

1 10kV 配電線路維護(hù)過(guò)程中的安全問(wèn)題

1.1 10kV 配電線路故障分析

速斷跳閘。在10kV 配電線路運(yùn)行期間，速斷跳閘為常見(jiàn)故障的同時(shí)也是線路保護(hù)措施。配電線路涉及較多區(qū)域，架設(shè)環(huán)境復(fù)雜，既經(jīng)過(guò)繁華街區(qū)也經(jīng)過(guò)荒蕪地區(qū)，所以可能受到雷擊、人為破壞、生物活動(dòng)等各種因素影響，引發(fā)速斷跳閘故障，需要人員經(jīng)常性開(kāi)展線路維護(hù)工作，有效降低故障發(fā)生幾率。從某供電局在2021年上半年統(tǒng)計(jì)得到10kV 配電線路跳閘故障數(shù)據(jù)來(lái)看，共計(jì)跳閘139次，其中因自然原因造成的故障占比53.24%，設(shè)備和用戶用電引發(fā)的故障占比達(dá)20.14%，外力造成故障占比5.04%，其他因素造成故障占比21.58%。由此可見(jiàn)，造成10kV 配電線路跳閘故障的原因較多，無(wú)論是雷電擊穿還是外力破壞等都會(huì)引發(fā)變電站開(kāi)關(guān)速斷保護(hù)動(dòng)作，繼而造成跳閘。

線路接地。10kV 配電線路多采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，配備小電流接地系統(tǒng)，因此經(jīng)常發(fā)生單相接地等故障。如線路中突然流過(guò)大雜散電容放電電流，超出線路設(shè)定值將引發(fā)接地故障。而配電系統(tǒng)運(yùn)行超30s 或接地線路長(zhǎng)期處于供電狀態(tài)，也將導(dǎo)致單相接地故障發(fā)生。在配電線路運(yùn)行期間，雷電可通過(guò)配電系統(tǒng)對(duì)地放電，促使線路頻繁出現(xiàn)過(guò)電壓，超出設(shè)備承受極限或擊中系統(tǒng)接地導(dǎo)體，將逆向?qū)щ妼?dǎo)體放電，導(dǎo)致線路發(fā)生接地故障，甚至產(chǎn)生超百萬(wàn)伏的電壓，給線路帶來(lái)較大破壞。此外，平均接地電流達(dá)到6～10A，約能產(chǎn)生35000kwh 的電能損失，需要立即開(kāi)展運(yùn)維工作。

過(guò)流跳閘。發(fā)生永久性相間短路故障，將導(dǎo)致10kV 配電線路中產(chǎn)生大電流，流經(jīng)變電站和故障點(diǎn)連接回路，使變電站繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，引發(fā)線路過(guò)流跳閘事故。分析可知，線路運(yùn)行負(fù)荷超出既定值，超出設(shè)定的安全值范疇或安全保護(hù)數(shù)值較小，難以滿足實(shí)際電量運(yùn)輸需求，都會(huì)引發(fā)過(guò)流跳閘情況。在配電線路直徑較小的情況下，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法找到故障點(diǎn)將導(dǎo)致線路出現(xiàn)發(fā)熱問(wèn)題，給線路運(yùn)行帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)致該類(lèi)故障發(fā)生的原因較多，如雷擊、桿塔傾斜、柱上斷路器保護(hù)定值不合理等，需要通過(guò)運(yùn)維確保線路各部分處于良好狀態(tài)。

對(duì)10kV 配電線路進(jìn)行維護(hù)，既有線路檢測(cè)、絕緣子更換等常規(guī)項(xiàng)目，也需要開(kāi)展移位桿塔等復(fù)雜項(xiàng)目。而許多項(xiàng)目都要進(jìn)行帶電作業(yè)，受周?chē)鷱?fù)雜因素的影響，給線路和人員安全帶來(lái)了較大威脅。

1.2 線路安全問(wèn)題

外界破壞問(wèn)題。10kV 配電線路分布廣泛，所處地區(qū)可能存在地形條件復(fù)雜、氣候惡劣等問(wèn)題，導(dǎo)致線路維護(hù)承擔(dān)了一定安全風(fēng)險(xiǎn)。因此按照規(guī)定，遇到雷電、雨霧等惡劣天氣不能開(kāi)展帶電作業(yè)。但開(kāi)展緊急搶修等作業(yè)，依然會(huì)遇到特殊情況，如空氣濕度超出80%，將造成絕緣工具沿面閃絡(luò)電壓、性能等受到影響，如受潮絕緣繩泄漏電流將增大10～14倍，濕閃電壓的擊穿電壓將降低到原值的25～35%。作業(yè)期間突然遭遇強(qiáng)風(fēng)，風(fēng)速達(dá)到10.8～13.8m/s，將造成電線大幅度晃動(dòng)，給絕緣繩索吊裝、傳遞等帶來(lái)困難，容易引發(fā)安全事故。遭遇高溫條件，絕緣防護(hù)用具、遮蔽用具等閃絡(luò)程度將會(huì)下降，如絕緣工具空氣間隙將降低20～30%，一旦被污染可能降低50%。使用絕緣操作桿進(jìn)行線路檢修作業(yè)，在海拔高度發(fā)生變化時(shí)，受空氣溫度、風(fēng)力等各種因素影響，操作桿有效長(zhǎng)度和安全距離也將發(fā)生變化，忽略這些因素則容易引發(fā)安全問(wèn)題。此外，長(zhǎng)期處于露天環(huán)境中，部分設(shè)施位于不平道路上，也可能受到周?chē)s亂堆積物和復(fù)雜活動(dòng)的威脅。

架設(shè)技術(shù)難題。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為脆弱，經(jīng)常存在一線帶多變線路，在帶電換電桿、導(dǎo)線等作業(yè)開(kāi)展過(guò)程中都可能給線路帶來(lái)?yè)p傷，引發(fā)停電事故。在維護(hù)工作中，多使用塔桿、塔架等進(jìn)行線路架設(shè)、移位等，為避免長(zhǎng)時(shí)間停電給用戶用電帶來(lái)影響，通常需要使用絕緣斗臂車(chē)等絕緣設(shè)施帶電作業(yè)，人員需配備絕緣防護(hù)用具與周?chē)３纸^緣隔離。在實(shí)踐操作中10kV 配電線路結(jié)構(gòu)多樣，常見(jiàn)同一桿塔上僅設(shè)置一回10kV 三相線路的情況。與此同時(shí)也存在同桿雙線回路，即兩回10kV 三相線路并排通過(guò)桿塔，將造成移位操作難度較大，容易引發(fā)高低壓同桿問(wèn)題，給斗臂車(chē)操作帶來(lái)困難，需采用復(fù)雜絕緣遮蔽措施。面對(duì)技術(shù)難題，未能結(jié)合線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定有針對(duì)性的作業(yè)方案，將增加作業(yè)受外部因素影響的幾率，造成人員作業(yè)期間可能出現(xiàn)忽視安全距離、未能合格使用絕緣設(shè)施等情況，導(dǎo)致維護(hù)工作超出安全、合理范圍。

工藝運(yùn)用問(wèn)題。隨著線路配備的專(zhuān)業(yè)設(shè)備設(shè)施等日漸增多，在維護(hù)工作中進(jìn)行檢修、更換等作業(yè)，通常要求達(dá)到較高技術(shù)水平和管護(hù)要求，造成作業(yè)難度較大，未能合理應(yīng)用各種工藝容易給線路安全帶來(lái)影響。如采用超聲波局部放電檢測(cè)、紅外測(cè)溫技術(shù)等各種技術(shù)進(jìn)行線路內(nèi)、外部放電情況判斷，由于工藝運(yùn)用不熟練未能發(fā)現(xiàn)線路存在的問(wèn)題，將給線路運(yùn)行留下安全隱患。在線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，采用的工藝措施不合理，造成線路維修期間出現(xiàn)絕緣子脫落等情況，將引發(fā)線路短路問(wèn)題。如線路距地較近，同時(shí)設(shè)備密集，使用等電位作業(yè)法容易出現(xiàn)與帶電體接觸問(wèn)題，引發(fā)匝間短路等故障。采用帶電水沖洗法對(duì)線路設(shè)備設(shè)施上的附著物進(jìn)行清洗，存在電阻率不合格的問(wèn)題，在水的電性較差的情況下引發(fā)較大強(qiáng)度的泄漏電流產(chǎn)生，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

1.3 人員安全問(wèn)題

強(qiáng)電場(chǎng)帶來(lái)的隱患。從事高壓配電線路維護(hù)的人員身處強(qiáng)電場(chǎng)中作業(yè)，即便未直接或間接接觸帶電體，身體依然會(huì)產(chǎn)生針刺感、風(fēng)吹感等不同感受。從以往測(cè)試來(lái)看，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到2.4kV/cm 已達(dá)到感知電場(chǎng)的臨界水平，超出這一數(shù)值將給人員生命安全帶來(lái)威脅。10kV 線路屬于交流輸電線路，將產(chǎn)生強(qiáng)大工頻電場(chǎng)，同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度將隨線路電壓提高而增加。對(duì)線路進(jìn)行帶電轉(zhuǎn)運(yùn)，就可能導(dǎo)致人員暴露在強(qiáng)電場(chǎng)下。在等電位條件下工作，受電場(chǎng)影響人體表面強(qiáng)電場(chǎng)將達(dá)到最大，容易出現(xiàn)渾身麻痹等問(wèn)題。而在高空環(huán)境下作業(yè)，一旦身體麻痹就可能出現(xiàn)跌落情況，因此強(qiáng)電場(chǎng)是人員帶電開(kāi)展線路維護(hù)工作面臨的巨大威脅。

線路電流帶來(lái)的隱患。電流經(jīng)過(guò)人體內(nèi)組織將給人帶來(lái)觸電傷害，常見(jiàn)觸電電流為25～100mA，在電壓不高的情況下長(zhǎng)時(shí)間流經(jīng)人體也會(huì)引發(fā)觸電死亡事故。針對(duì)工頻交流電流，在高電壓下應(yīng)確認(rèn)通過(guò)人體電流不超1mA，在帶電作業(yè)時(shí)需利用電阻達(dá)到10000MΩ 以上的絕緣工具對(duì)電路進(jìn)行隔絕，確保人體在電路中承受電壓不超1V，身體各處無(wú)電位差，以免人員帶電檢修線路時(shí)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。但實(shí)際開(kāi)展10kV 配電線路維護(hù)工作，一旦人員觸碰電場(chǎng)中與地面絕緣的導(dǎo)體，將導(dǎo)致導(dǎo)體上電荷與工作區(qū)電連接，引發(fā)暫態(tài)電流，導(dǎo)致人員受到電擊，產(chǎn)生較大放電量將給人員帶來(lái)致命威脅。此外，使用各種絕緣工具進(jìn)行作業(yè)，工具不合格或發(fā)生損壞將導(dǎo)致泄漏電流的產(chǎn)生，流經(jīng)身體將給人員健康帶來(lái)危害。

靜電感應(yīng)帶來(lái)的隱患。交流工頻電場(chǎng)中存在靜電感應(yīng)，即在帶電物體靠近導(dǎo)體時(shí)，電荷間因?yàn)榕懦饣蛭饔脤?dǎo)致電荷自動(dòng)向帶電體電荷符合相反的一端靠近。而對(duì)配電線路進(jìn)行維護(hù)，人員需不斷移動(dòng)，在不同位置產(chǎn)生不同靜電感應(yīng)。在帶電作業(yè)時(shí)通常會(huì)感受到身體刺痛，嚴(yán)重時(shí)將造成人員昏迷，造成人員作業(yè)存在較多隱患。

2 10kV 配電線路維護(hù)過(guò)程中的安全措施

2.1 線路安全管理

加強(qiáng)隱患排查。在線路維護(hù)期間，為確保作業(yè)安全，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)周?chē)h(huán)境、天氣、線路結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合分析，完成潛在危險(xiǎn)源排查。如在開(kāi)展10kV 帶電作業(yè)時(shí)，人員應(yīng)當(dāng)達(dá)到的安全距離（m）為最小安全距離0.4、對(duì)地安全距離0.4、相間安全距離0.6、安全作業(yè)距離0.7。但實(shí)際還應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件、方法等進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)樵诤０胃叨冗_(dá)到1000m 以上時(shí)，受溫度、壓強(qiáng)等因素影響，還應(yīng)按照每增加100m 空氣間隙放電電壓下降1%的比例對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，合理判定帶電作業(yè)安全水平，避免出現(xiàn)極端情況。提前做好現(xiàn)場(chǎng)勘察和操作調(diào)研，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?guī)律展開(kāi)動(dòng)態(tài)分析，對(duì)一周內(nèi)的極端天氣進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，能夠根據(jù)結(jié)果制定科學(xué)維護(hù)方案，避免作業(yè)過(guò)程中突然遭遇降溫、大風(fēng)等情況，有效降低安全事故發(fā)生幾率，確保線路得到較好保護(hù)。此外還應(yīng)做好線路巡視，對(duì)經(jīng)常發(fā)生故障的位置進(jìn)行查看，確定是否存在導(dǎo)線斷股、腐爛等問(wèn)題，并做好相關(guān)輔助設(shè)施檢查，通過(guò)逐一排查隱患保證線路維護(hù)工作安全進(jìn)行。

開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。10kV 配電線路結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境等存在較大差異，維護(hù)作業(yè)存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，還應(yīng)結(jié)合具體情況編制專(zhuān)門(mén)的維修方案，推動(dòng)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)展。如針對(duì)桿塔作業(yè)難題，可針對(duì)單回線路開(kāi)展第一類(lèi)帶電作業(yè)，對(duì)雙回線路開(kāi)展第二類(lèi)帶電作業(yè)，根據(jù)桿塔型式、導(dǎo)線排列等情況編制作業(yè)項(xiàng)目清單，明確更換直線桿絕緣子及橫擔(dān)、斷電纜終端引線、更換直線電桿等不同作業(yè)需要采取的作業(yè)方式，建立相應(yīng)作業(yè)流程，為人員作業(yè)提供指導(dǎo)。在作業(yè)實(shí)踐中，還應(yīng)選擇系列化、標(biāo)準(zhǔn)化物料，完成非標(biāo)準(zhǔn)線路的逐步改造，如10kV 線路應(yīng)選用12m、15m 水泥電桿，特殊情況下選用18m 鋼桿、水泥電桿等，要求同桿架設(shè)線路采用單回或雙回。通過(guò)推動(dòng)配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也能增強(qiáng)線路的災(zāi)害抵抗能力。完成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)，對(duì)作業(yè)流程、方式、標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行梳理，可加強(qiáng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制，保證線路維護(hù)作業(yè)質(zhì)量和安全。

完善安全管理機(jī)制。線路維護(hù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜，容易忽略周?chē)蛩赜绊?，需通過(guò)完善安全管理機(jī)制保證線路安全。建立專(zhuān)門(mén)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管理隊(duì)伍，負(fù)責(zé)對(duì)人員、裝備、任務(wù)等各方面因素展開(kāi)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)籌調(diào)配，建立相應(yīng)管理制度，規(guī)范人員作業(yè)和器具管理等工作。如針對(duì)帶電作業(yè)絕緣工具，建立監(jiān)督管理機(jī)制對(duì)器具預(yù)防性試驗(yàn)工作進(jìn)行規(guī)范。在人員使用絕緣遮蔽用具開(kāi)展線路維護(hù)工作時(shí)制定明確管理要求，其級(jí)別、UN(V)、1min 交流試驗(yàn)電壓（V）分別為0/380/5000、1/3000/10000、2/10000/20000、3/20000/30000，要求每半年開(kāi)展一次工頻耐壓試驗(yàn)，確認(rèn)在規(guī)定電壓和持續(xù)作用時(shí)間下不存在閃絡(luò)、擊穿等問(wèn)題。此外，日常應(yīng)建立巡查機(jī)制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)情況進(jìn)行確認(rèn)，如現(xiàn)場(chǎng)檢查工器具，利用2500MΩ 及以上絕緣電阻檢測(cè)儀對(duì)絕緣工器具實(shí)施分段檢測(cè)，應(yīng)確認(rèn)阻值至少達(dá)到700MΩ。通過(guò)嚴(yán)格管理，能夠避免人員作業(yè)出現(xiàn)失誤情況，確保線路維護(hù)工作安全開(kāi)展。

2.2 人員安全防護(hù)

強(qiáng)電場(chǎng)下的安全防護(hù)。在人員帶電作業(yè)期間，應(yīng)重視強(qiáng)電場(chǎng)條件下的安全防護(hù)工作，按照規(guī)范提前完成屏蔽電場(chǎng)的手套、鞋帽、褲子等衣物的穿戴，并確認(rèn)連接部件安裝合格。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻確認(rèn)屏蔽服裝內(nèi)外電場(chǎng)強(qiáng)度是否穩(wěn)定，要求不超2.5kV/cm，同時(shí)確認(rèn)電流不超60mA。對(duì)服裝進(jìn)行通電流量測(cè)試，應(yīng)確認(rèn)各部位溫升不超50℃。將強(qiáng)電場(chǎng)當(dāng)成是危險(xiǎn)點(diǎn)加強(qiáng)預(yù)控，還應(yīng)適當(dāng)提高服裝測(cè)試密度，加強(qiáng)測(cè)試流程把控，避免出現(xiàn)檢查死角。為避免因工具受潮等因素造成電阻率下降，可配備高靈敏度電流警報(bào)器，通過(guò)與大地連接保證裝置可靠工作。發(fā)現(xiàn)電流超出設(shè)定數(shù)值，裝置將發(fā)生警告，提醒人員及時(shí)處理，保證人員作業(yè)安全。

電流作用下的安全防護(hù)。在電流防護(hù)方面，除了采用屏蔽服保護(hù)人員安全，還應(yīng)提前對(duì)作業(yè)可能帶來(lái)的過(guò)電流等因素展開(kāi)分析，采取有效防護(hù)措施。如在10kV 配電線路帶有多路回線的情況下，采用旁路電纜作業(yè)法進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移，對(duì)旁路電纜進(jìn)行開(kāi)斷時(shí)因?yàn)閷?duì)地電容較大，可能造成開(kāi)關(guān)線路產(chǎn)生大的過(guò)電流，使架空線路電流值高達(dá)150A。針對(duì)這一情況，還應(yīng)加裝消弧裝置和進(jìn)行人工分相搭接，同時(shí)采取絕緣繩、蛇形管等器具加強(qiáng)安全防護(hù)。而為避免因發(fā)生相間或相對(duì)地短路引發(fā)線路電流過(guò)大，還應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)作業(yè)線路的中性點(diǎn)運(yùn)行方式。如果判斷可能發(fā)生短路電流，應(yīng)停用線路重合閘，保證人員作業(yè)安全。在實(shí)際操作中，還應(yīng)合理把握停用時(shí)機(jī)，有效控制事故范圍的同時(shí)，避免誘發(fā)瞬時(shí)性跳閘。為此，每次開(kāi)展線路維護(hù)工作應(yīng)做好記錄，通過(guò)分析相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，合理采取停用重合閘等防護(hù)措施，降低人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

靜電感應(yīng)下的安全防護(hù)。針對(duì)靜電感應(yīng)對(duì)人員帶來(lái)的安全威脅，可知人體在穿戴絕緣服時(shí)身體與放電物體直接接觸，容易受電流刺激而受到威脅。穿戴成套靜電防護(hù)服作業(yè)，應(yīng)確認(rèn)服裝電氣性能良好，并利用絕緣桿等器具進(jìn)行作業(yè)，避免與帶電物體接觸。如需登塔作業(yè)，禁止穿戴絕緣鞋，在接近塔身或?qū)w時(shí)應(yīng)做好接地處理。為避免因絕緣器具外表絕緣電阻不合格導(dǎo)致靜電感應(yīng)發(fā)生，還應(yīng)提前使用專(zhuān)用清洗劑擦拭并在通風(fēng)處揮發(fā)15min，檢測(cè)確認(rèn)器具絕緣性能良好。