10Kv施工電源常見故障分析及防范措施探討

◎ 楊義杰 寧 芹

引 言

近年，我國電網中發生了許多起因10Kv施工電源故障致變電站全停。根據筆者在工作遇到的實際情況，重點討論了10Kv施工電源在實際運行中存在的問題，并提出了相應的改進措施，從而有力保障設備安全和生產的正常進行。

1.10Kv施工電源常見故障

10Kv施工電源常見故障一般為：架空線及受電設備電纜頭短路，架空線被雷電擊毀，架空線受鳥巢侵占致短路故障，架空線絕緣子損壞故障，架空線感應電傷人事故，埋地或放在地面電纜絕緣破損故障，受電設備絕緣損壞故障，外力破壞因素等。

2.10Kv施工故障原因分析及防范措施

2.1 10Kv施工電源架空線及受電設備電纜頭短路故障原因分析及防范措施

2.1.1 10Kv施工電源架空線及受電設備電纜頭短路故障原因分析

此故障現象較為常見，通過對故障電纜頭實物查看，故障原因多為電纜頭上積灰較多，遇到天氣潮濕或下雨天時，高壓電通過潮濕的積灰對電纜外皮進行爬電，先從每相開始對電纜外皮放電，發展到相與相之間進行放電，日積月累，隨著放電的程度加大，電纜頭的絕緣破壞越來越嚴重，最終致兩相短路甚至三相短路，爆炸威力較大，影響面也較大。另外，安裝質量與電纜頭制作工藝方面的問題也不能忽視。損毀的電纜頭絕緣破壞程度大的，對于架空線來說幾乎都是在安裝的電纜頭這一相偏于水平方向，防污裙根本起不了作用，又極易積灰，形成短路帶，易于爬電，如圖1。相反，電纜頭中單獨（不交叉）的相，近于垂直安裝的，絕緣較少被破壞，甚至與在其他兩相短路的情況下都完好無損。而電纜頭制作工藝方面，由于制作人員素質高低有別，往往沒有嚴格按照制作工藝要求去做，使得電纜頭的漏電率較高。某單位發生一起新安裝的電纜頭有放電現象，安裝單位重新制作后仍然如初，便懷疑是電纜頭質量問題，隨后電纜頭廠家派專人現場制作，安裝后，耐壓試驗通過，原來的放電現象沒有出現。廠家指出，制作時必須嚴格按照廠家提供的制作工藝程序，每一步都不能出錯。

圖1.架空線支路電源電纜頭

對于受電側設備（主要針對電機）的電纜頭故障，如圖2，幾乎都是由于安裝方式問題和檢修不當造成的。由于受電側的安裝空間較小，接線樁頭離金屬外殼距離較近，電工習慣性將高壓電機當成低壓設備來處理，沒有重視絕緣。又由于電纜頭線硬且粗，不便接線，施工人員將電機接線外蓋擴孔，這樣線是好接了，但密封性能沒有了，隨著粉塵和潮濕空氣的侵蝕，必然導致電纜頭放電。一單位發生一臺高壓電機接線盒被炸飛，兩相短路，另一相電纜被撕斷，事后查清為電機引線過長，電機引線出線口的鑄鐵邊角較為鋒利，此設備同心由于未校正好導致振動偏大，使電機引線與鑄鐵邊角不斷摩擦，最終絕緣破壞造成相間短路。該電機更換引線后，電機絕緣僅有5兆歐左右，將接線柱用刀掛去污物，并用酒精清洗，絕緣升到300兆歐以上。另一單位發生一起高壓電機接線盒處電纜頭間歇性對地短路，致使在健全相和故障相產生暫態過電壓，健全相的最大過電壓為線電壓的3.5倍，故障相的最大過電壓可達到2倍［1］。將變電所高壓柜內用于吸收過電壓的電容器擊穿，劇烈爆炸致多臺高壓柜損壞。生產全面停車，影響極大。

圖2.高壓電機電纜頭

2.1.2 10Kv施工電源架空線及受電設備電纜頭短路故障防范措施

10Kv施工電源架空線電纜頭短路故障防范。將高壓電纜頭采用加長規格的，一般做到1.5米即可，將三相盡可能分開，用三個防污傘裙均布垂直安裝(對于重污染區域需加至六只傘裙)，支撐瓷瓶需用防污式結構。在污染較重地區，宜采取電纜埋地敷設；定期對電纜頭及絕緣子用酒精進行清洗擦干凈。

10Kv施工電源受電設備電纜頭短路故障防范。要做好防雨水措施，若是變壓器，需高壓電纜埋地引入接到高壓樁頭，嚴格做好電纜頭終端絕緣，如圖3，將三相電纜盡可能分開，且不能讓樁頭受力。若是電動機，電纜頭終端必須完全放置在接線盒內，電機引線出線口棱角需打磨，或用絕緣電纜皮保護隔離，保持干燥清潔狀態，接線柱必須用酒精擦干凈，各相之間用絕緣材料隔開，接線盒必須做好密封措施，可以用玻璃膠密封；另外必須保障受電設備絕緣達到要求。

圖3.變壓器高壓電源電纜頭

圖4.架空線絕緣子污損擊毀1

圖5.架空線絕緣子污損擊毀2

2.2 10Kv架空線被雷電擊毀故障原因分析及防范措施

2.2.1 10Kv架空線被雷電擊毀故障及防范措施

此類故障在空曠多雨地區發生概率較大，某單位工地在一個夏季發生至少三起架空線被雷電擊毀故障，施工進度受到較大影響，故障部位基本在空曠地區，附近沒有較高建筑。

2.2.2 10Kv架空線被雷電擊毀故障防范措施

雷電多發地段應在架空線上方安裝避雷線，每個電線桿均安裝接地線，并定期檢查測試接地電阻，確保在10歐姆以內。據統計資料表明，不同的接地電阻值發生的雷擊閃烙次數相差很大，接地電阻大于20歐姆時發生的雷擊閃烙次數，為接地電阻小于10歐姆的桿塔發生的雷擊閃烙次數幾十倍［2］。

在終端桿上安裝避雷器，避雷器安裝要求排列整齊，高低一致，并且固定牢固；在線路上安裝避雷器，主要用在雷電多發地段。

2.3 架空線受鳥巢侵占致短路故障原因分析及防范措施

2.3.1 架空線受鳥巢侵占致短路故障原因分析

鳥巢一般在架空線桿橫擔上方搭建，體積比籃球大。天氣干燥時，架空線與鳥巢一般相安無事，但在潮濕天氣或雨季期間，基本會發生架空線路短路、絕緣子炸毀、架空線炸斷、鳥巢炸落及鳥兒被炸死等慘劇。因為在潮濕天氣或雨季期間，架空線通過潮濕的鳥巢（或鳥巢上的鳥）對金屬橫擔放電，絕緣逐步破壞，放電閃烙逐步加強，最終造成完全對地。

2.3.2 架空線受鳥巢侵占致短路故障防范措施

不定期巡檢，發現鳥巢及時用高壓絕緣桿進行搗毀，注意必須在天氣晴朗時處理；在經常搭建鳥巢的地方，移栽一些大樹（與園林單位協商好）或定做一些假樹，便于鳥類生存；在經常搭建鳥巢的電線桿處，安裝驅鳥器裝置。

2.4 架空線絕緣子損壞故障原因分析及防范措施

2.4.1 架空線絕緣子損壞故障原因分析

架空線絕緣子損壞現象一般發生在有鳥巢、腐蝕性及導電粉塵的地方。原因主要為鳥巢一般在架空線桿橫擔上靠近絕緣子的位置搭建，下雨時極易造成對地閃烙，致絕緣子損壞；腐蝕性區域（如有腐蝕性化工循環水涼水塔處）腐蝕物易對吸附在絕緣子上的灰塵產生生化反應，使其導電，降低絕緣子的絕緣性能，從而出現閃烙現象，嚴重的會擊毀絕緣子。導電粉塵如煤場區域，發生絕緣子損毀現象較為突出，煤粉含有導電顆粒，又易于吸附在絕緣子上，在下細雨時極易發生閃烙現象，嚴重的會擊毀絕緣子，如圖4和圖5。

2.4.2 架空線絕緣子損壞故障防范措施

因鳥巢原因引起的架空線絕緣子損壞現象防范措施前面已經作過介紹，而因腐蝕性及導電粉塵造成絕緣子故障的防范措施為：可以用帶電水沖洗設備定期沖洗，也可以采取人工定期清洗絕緣子，還可以用耐腐蝕耐灰塵的絕緣子（有機合成絕緣子）替代原先的絕緣子。

2.5 架空線感應電傷人事故原因分析及防范措施

2.5.1 架空線感應電傷人事故原因分析

架空線感應電傷人事故一般在本架空線上方有高壓（35KV及以上）架空線經過，施工人員沒有采取措施而在架空線上作業極易被感應電擊傷，主要為帶電高壓線路針對下方線路產生感應電，根據靜電感應現象可知：停運導線與運行導線之間存在電容耦合效應，依靠運行導線電壓產生的電場，停運導線上即可感應出一定的對地電位；又根據電磁感應現象可知：當運行導線中流過交流電流時，在其周圍將產生一個交變的電磁場，停運導線與其交鏈，因此會在停運線路上感應出一個沿導線方向分布的縱電勢［3］。施工人員誤以為本次施工線路已停電沒有危險了，從而釀成大錯。

2.5.2 架空線感應電傷人事故防范措施

根據上述原因，采取相應措施為：首先要填寫工作票，將存在的所有隱患風險一一列出，并將相應措施也列出來，其中主要工作為：打好接地樁并測試接地電阻（必須合格）、掛接地線、勞保穿戴要齊全、掛好安全帶及驗電工作等；其次在桿塔下方安裝防墜落安全防護網，防止二次傷害；再者嚴格按工作票要求施工。

2.6 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因分析及防范措施

2.6.1 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因分析

埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因一般為：埋地深度較淺，保護管不合格或不規范，地面未做標識，野蠻施工及電纜不合格等。

2.6.2 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障防范措施

防止埋地或放在地面電纜絕緣破損故障的措施為：嚴格按照施工規范要求，采用合格產品，做好各種標識和防范措施，監理工作做到全程攝像留底待查和違規處罰等。

2.7 受電設備絕緣損壞故障原因分析與防范措施

2.7.1 受電設備絕緣損壞故障原因分析

受電設備（變壓器和電動機）絕緣損壞故障原因一般為：沒有防雨設施，沒有定期維護保養及施工不規范等。往往造成受電設備損毀和人員傷害。

2.7.2 受電設備絕緣損壞故障防范措施

受電設備絕緣損壞故障防范措施為：受電設備必須采取防雨防潮措施，設備必須定期維保以及送電前必須測試設備絕緣（要求有數值記錄），且需合格才能送電等。

2.8 外力破壞因素原因分析與防范措施

2.7.1 外力破壞因素原因分析

外力破壞因素原因一般為：野蠻施工，車輛載物超高，架設線路高度低于要求高度和施工安全措施不到位等。由此一般會出現的事故為：公路吊裝貨物或綠化植物掛斷架空線時有發生，車輛載物超高掛斷架空線路致高壓電對地甚至發生傷人事故，架設線路高度低于4.5米時常被掛斷，移動腳手架碰或搬運金屬管線碰到高壓線致命現象以及野蠻挖掘地面致埋地電纜被挖斷等。

2.7.2 外力破壞因素防范措施

外力破壞因素防范措施為：公路上吊裝施工尤其要注意高壓架空線，務必采取多重措施防范吊車臂碰到架空線，載物車輛嚴禁超高，架空線路必須符合國家行業規范要求，在有高壓線路附近區域施工（事故多發）必須做到：拉安全警戒繩，掛警告標示牌，做好足夠的安全距離（包括橫向和縱向），必須有專業監護人員在場監督，尤其注意空間縱向安全間隔等。

結 論

本文是根據作者多年實踐經驗的總結，對10Kv施工電源常見故障原因進行詳細說明，并針對問題提出了相應的防范措施。此文有利于施工單位和個人參閱，以便減少事故的發生。

參考文獻：

［1］.DL/T620-1997．交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合［S］.

［2］.宋玉才，馮智慧.山區35kV架空電力線路防雷措施探討.電源技術應用,2014.07．

［3］.何亞森.220KV同桿塔雙回路輸電線路感應電壓、電流的研究.山東工業技術,2014，03.