基于10kV配網(wǎng)電力工程施工安全管理與風(fēng)險控制技術(shù)研究

淮安市市級機(jī)關(guān)設(shè)備管理中心 戴蔚辰

10kV 配網(wǎng)電力工程施工中存在的技術(shù)問題不容忽視。電氣設(shè)備選型和布置不合理可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的故障和損壞，桿塔基礎(chǔ)施工質(zhì)量低下可能引發(fā)安全事故，閃絡(luò)問題和弧光接地過電壓會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，有必要對這些問題進(jìn)行深入研究，提出相應(yīng)的解決對策。

1 工程概況

某公司開展了一項(xiàng)農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工程，同時也涉及無電地區(qū)的配網(wǎng)建設(shè)工作。原有供電線路使用時間較長，性能已無法滿足供電質(zhì)量、持續(xù)性和安全性要求。為此，該公司規(guī)劃了第一階段共實(shí)施20個單項(xiàng)工程項(xiàng)目，分布于20個村組。主要內(nèi)容包括10kV 配網(wǎng)電力工程施工，覆蓋山區(qū)、山坡、雜樹林、耕地和地形不復(fù)雜的地區(qū)。施工沿線地貌以山區(qū)為主，地形以山坡為主，廣泛分布雜樹林、耕地和山地，地層結(jié)構(gòu)不復(fù)雜。在地質(zhì)方面，前期勘察資料顯示，該區(qū)域未見沉陷、泥石流、坍塌，以及滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況相對較為穩(wěn)定。因此，在選擇施工地點(diǎn)和施工方式時，尤其注重工程的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。該工程的目標(biāo)是提高本區(qū)供電的安全性與有效性，滿足供電質(zhì)量、持續(xù)性和安全性的要求。通過對電網(wǎng)的升級改造和配網(wǎng)建設(shè)，能夠?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)帶來更可靠的電力供應(yīng)，為當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)提供更好的支持。施工技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 施工技術(shù)參數(shù)示意

2 10kV 配網(wǎng)電力工程施工中存在的技術(shù)問題

2.1 電氣設(shè)備選型和布置

在10kV 配網(wǎng)電力工程的施工過程中，需要在不同地形和地貌條件下，合理選擇各種電氣設(shè)備，并對其進(jìn)行合理的布置，以確保系統(tǒng)的可靠性和安全性。在平原地區(qū)，需更多地考慮風(fēng)載荷、避雷等因素，而在山區(qū)或山脈地帶，就需要對設(shè)備的抗風(fēng)能力、抗震能力，以及對地形起伏的適應(yīng)性等進(jìn)行考量。此外，不同地形地貌條件下，設(shè)備的布置也會有所不同。在平原地區(qū)，可以更傾向于大范圍的平鋪布置，而在山區(qū)或丘陵地帶，可能需要更多的柔性布置方式，以適應(yīng)地形的變化。因此，針對不同地形地貌條件，在選型和布置過程中需要充分考慮地質(zhì)、地形等因素，以確保所選用的電氣設(shè)備符合實(shí)際需求，布置合理可靠，從而確保整個配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性[1]。

2.2 桿塔基礎(chǔ)施工

在不同地質(zhì)條件下，土壤承載力應(yīng)得到重點(diǎn)考量。例如，在軟弱的土壤條件下，桿塔基礎(chǔ)需要更深的埋設(shè)深度，以保證足夠的承載能力，這可能會增加施工難度，進(jìn)而提高成本。另外，對于不同類型的土壤，如黏性土壤和砂質(zhì)土壤等，需要針對其特性進(jìn)行不同的處理和加固措施，確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，關(guān)于抗風(fēng)能力，特別是在高風(fēng)區(qū)域，基礎(chǔ)施工需要充分考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)，采取合適的加固措施，確保桿塔在惡劣天氣條件下的穩(wěn)定性和安全性。總的來說，桿塔基礎(chǔ)施工在不同地質(zhì)條件下會有所不同，需要綜合考慮土壤承載力、抗風(fēng)能力等因素，以確保整個配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性[2]。

2.3 閃絡(luò)問題

閃絡(luò)問題在10kV 配電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行中較為常見，其主要原因在于固體絕緣子周圍的氣體和液體介質(zhì)電擊及漏電在電網(wǎng)運(yùn)行過程中的積累。閃絡(luò)的不確定性和可能性也需要引起關(guān)注，可能在單相或多相中出現(xiàn)，甚至同時在多個位置發(fā)生。閃絡(luò)還會導(dǎo)致單相接地，使其他兩個相位的電壓迅速上升，甚至可達(dá)到原有相位的2.5倍，對電網(wǎng)造成極大的沖擊。一般情況下，相電壓的升高不會對絕緣裝置的正常工作造成影響。但在較差的工作條件下，電壓升高可能導(dǎo)致絕緣元件不耐電壓，從而產(chǎn)生絕緣故障。同時，發(fā)生閃絡(luò)點(diǎn)的可能性也需要考慮，尤其是在無接地、系統(tǒng)無故障相位電壓幅值上升的情況下，存在再次發(fā)生閃絡(luò)點(diǎn)的潛在風(fēng)險。

此外，污染也會對絕緣材料的性能產(chǎn)生不利影響，污染會使絕緣材料的性能下降30%～40%，導(dǎo)致零序電壓出現(xiàn)在單相，從而加劇了閃絡(luò)問題。并且，在特殊情況下，如未使用高性能的變壓器，產(chǎn)生的鐵磁性共振可能導(dǎo)致大的過電壓，在嚴(yán)重情況下甚至可造成相絕緣的閃絡(luò)擊穿，導(dǎo)致接地裝置的短路，進(jìn)一步加劇閃絡(luò)問題的嚴(yán)重性。因此，綜合考慮這些因素，工程師和運(yùn)營人員需要充分理解和防范閃絡(luò)問題，以確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3 針對施工技術(shù)問題的對策

3.1 科學(xué)選型與布置電氣設(shè)備

為了加強(qiáng)電氣設(shè)備選型和布置的工作，第一，基于該工程的復(fù)雜地質(zhì)情況，需充分考慮不同地形和地貌條件下的特點(diǎn)。在平原地區(qū)，風(fēng)載荷和避雷等因素可能是主要考慮因素。尤其是風(fēng)載荷，可以通過式（1）進(jìn)行計(jì)算：

其中，WL代表風(fēng)載荷（單位為N），ρ為空氣密度（單位為kg/m3），V為風(fēng)速（單位為m/s），A為設(shè)備的有效投影面積（單位為m2），Cd代表風(fēng)力系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，其在平原地區(qū)的設(shè)計(jì)參數(shù)為25m/s。在電氣設(shè)備選型時，需要選擇能夠承受風(fēng)載荷和具備良好避雷性能的設(shè)備。在山區(qū)或山脈地帶，抗風(fēng)能力和抗震能力成為重要考慮因素，因此需要選擇具備較高抗風(fēng)和抗震能力的設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)選擇能夠承受每秒20～40m 的設(shè)備，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。

第二，根據(jù)不同地形地貌條件，合理布置電氣設(shè)備。在平原地區(qū)，應(yīng)采用大范圍平鋪布置的方式，以確保設(shè)備之間的間隔和通風(fēng)條件，設(shè)備的間距應(yīng)確保處于15m 左右的范圍。而在山區(qū)或丘陵地帶，由于地形的變化，需要采用柔性布置方式，例如選擇可調(diào)節(jié)高度和角度的設(shè)備支架，以適應(yīng)地形的起伏。

第三，要考慮地質(zhì)條件對設(shè)備選型和布置的影響。例如，在地質(zhì)條件較差的地區(qū)，需要選擇更加耐腐蝕和耐磨損的設(shè)備，以延長設(shè)備的使用壽命。同時，在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，需要進(jìn)行地質(zhì)勘測，了解地下情況，以避免設(shè)備布置時遇到地質(zhì)障礙。在電氣設(shè)備選型和布置的過程中，應(yīng)對設(shè)備之間的互相影響和協(xié)調(diào)進(jìn)行科學(xué)考量。第四，需建立完善的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，明確各種地形地貌條件下的要求和指導(dǎo)。同時，加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)，提高施工人員對電氣設(shè)備選型和布置的理解和操作能力[3]。

3.2 加強(qiáng)桿塔基礎(chǔ)施工

在不同地質(zhì)條件下，要重點(diǎn)考慮土壤承載力、抗風(fēng)能力等因素，以加強(qiáng)桿塔基礎(chǔ)施工。具體來說，第一，充分考量地質(zhì)條件對基礎(chǔ)承載能力的影響。土壤的承載力可通過式（2）進(jìn)行計(jì)算：

其中，N為土壤承載力（單位為MPa），c為土壤黏聚力（單位為MPa），Nc為承載力系數(shù)，q為土壤的有效應(yīng)力（單位為MPa），Nq為承載力系數(shù)，γ為土壤的單位重量（單位為kPa），B為基礎(chǔ)底面積（單位為m2），Nγ為承載力系數(shù)。由于土壤條件較為軟弱，需選擇更深的埋設(shè)深度，即5m，以增加基礎(chǔ)的承載能力。盡管這樣可能增加施工難度和成本，但是能確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘測和土壤力學(xué)分析，以確定合適的基礎(chǔ)類型和埋設(shè)深度。第二，根據(jù)不同類型的土壤采取不同的處理和加固措施。對于黏性土壤，應(yīng)選擇加固措施，例如灌注樁、鋼筋混凝土樁等，以增加基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。對于沙質(zhì)土壤，應(yīng)采取加寬基礎(chǔ)底面、增加基礎(chǔ)體積等方式，以增加承載能力和穩(wěn)定性。根據(jù)土壤特性和工程要求，選擇合適的加固措施對于基礎(chǔ)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。第三，要特別關(guān)注抗風(fēng)能力，尤其是在高風(fēng)區(qū)域。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的加固措施。例如，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中考慮增加基礎(chǔ)的底面積、增加基礎(chǔ)的埋設(shè)深度等，以提高桿塔的抗風(fēng)能力。在桿塔基礎(chǔ)施工過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性。第四，建立完善的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，明確不同地質(zhì)條件下的要求和指導(dǎo)。同時，加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)，提高他們對基礎(chǔ)施工的理解和操作能力[4]。

3.3 解決閃絡(luò)問題

為了解決閃絡(luò)問題，應(yīng)采取一系列綜合措施。第一，在10kV 配電線路設(shè)備上安裝防污罩，以防止污穢物對絕緣子的影響。通過這種方式，可以提高絕緣子的絕緣能力，降低閃絡(luò)的風(fēng)險。第二，對10kV 配電網(wǎng)絡(luò)開關(guān)室內(nèi)的含水量加以控制。高濕度環(huán)境會增加絕緣子表面的濕度，增加閃絡(luò)的可能性。因此，需要加裝除濕設(shè)備，加強(qiáng)通風(fēng)，從而有效降低室內(nèi)濕度，減少閃絡(luò)的發(fā)生。第三，要定期對所有設(shè)備進(jìn)行檢修和清理。針對設(shè)備長期運(yùn)行后，表面可能會積累灰塵、油污等污染物，從而降低絕緣子的絕緣能力這一問題。定期對設(shè)備進(jìn)行檢修和清理，保持設(shè)備的干凈和穩(wěn)定，以減少閃絡(luò)的風(fēng)險。同時，在10kV 斷路器的極盒絕緣子上安裝了防污染裝置，包括套管、工具柱絕緣子、連桿筒等，可以防止污染物的附著，提高絕緣子的絕緣能力，減少閃絡(luò)的發(fā)生。隨后，利用式（3）的計(jì)算方式，對閃絡(luò)電液與絕緣子表面污染程度進(jìn)行了測算。

其中，Vf代表閃絡(luò)電壓（單位為V），θ代表絕緣子表面的污染程度，k為閃絡(luò)電壓系數(shù)。此外，還應(yīng)在10kV 開關(guān)室內(nèi)設(shè)置吸濕裝置，以降低室內(nèi)濕度，減少絕緣子表面的濕度，降低閃絡(luò)的可能性。在設(shè)備停運(yùn)時，徹底清掃設(shè)備，確保設(shè)備表面的干凈。這樣可以有效地減少污染物的積累，降低閃絡(luò)的風(fēng)險。

3.4 降低弧光接地過電壓的影響

為了有效解決這一問題，必須在施工現(xiàn)場配備合適的個人防護(hù)裝備，如絕緣手套、絕緣靴等，以保護(hù)施工人員的安全，從而有效地防止電擊和其他安全風(fēng)險，在實(shí)際的工程中，選擇Class2等級標(biāo)準(zhǔn)的絕緣手套和絕緣靴，以有效保證工程的安全性。之后，對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的安全評估，并制定相應(yīng)的施工計(jì)劃。同時，還應(yīng)制定安全評估計(jì)劃，確保安全評估的周期為每個月2次。并確定合適的工作順序和施工方法，最大限度地減少弧光接地過電壓的可能性。例如，合理安排設(shè)備的接地方式，采取適當(dāng)?shù)母綦x措施，以確保施工過程中的安全性[5]。

3.5 解決污閃問題

采用安裝防污罩的方法來解決污閃問題。在10kV 線路開關(guān)室的部件上安裝防污罩，例如穿墻套管、支持絕緣子等，可以有效地防止污物接觸設(shè)備表面，減少污閃發(fā)生的可能性。同時，使用絕緣熱縮管。將絕緣熱縮管安裝在母排等部件上，通過監(jiān)測處理后的運(yùn)行情況，提高設(shè)備的防污能力，同時減少小動物引發(fā)的短路事故。并且，配備除濕設(shè)備。在變電站的開關(guān)室中配備除濕設(shè)備，保證空氣干燥，破壞污閃形成的必要環(huán)境，從而減少污閃的發(fā)生。

在管理方面，工作人員應(yīng)貫徹執(zhí)行“逢停必掃、掃必干凈”的制度，定期對設(shè)備進(jìn)行清掃，及時清除附著在設(shè)備表面的污物，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。定期進(jìn)行設(shè)備的檢測和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)可能導(dǎo)致污閃的故障，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

綜上所述，通過采取科學(xué)選型與布置電氣設(shè)備、加強(qiáng)桿塔基礎(chǔ)施工、解決閃絡(luò)問題，以及降低弧光接地過電壓的影響等對策，可以有效解決10kV 配網(wǎng)電力工程施工中存在的技術(shù)問題。這些對策的實(shí)施提高了施工效率和工程質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了有力支持。然而，在未來的配網(wǎng)電力工程發(fā)展的過程中，仍須要進(jìn)一步研究和改進(jìn)，以滿足不斷發(fā)展的電力需求和技術(shù)要求。