10 kV配網架空線路帶電檢修作業研究

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，電力能源已然成為人們日常生產生活最不可或缺的能源，電力能源的需求量日益猛增。開展[ 1]"10 kV配網架空線路帶電檢修，是保障電網安全穩定運行、增強供電可靠性的關鍵措施。鑒于此，以10 kV配網架空線路帶電檢修作業特點為切入點，從不同角度探究了10 kV配網架空線路帶電檢修的作業策略，并闡述了帶電檢修作業期間的注意事項，旨在保證供電的可靠性，盡可能地減少停電次數。

關鍵詞：10 kV配網 架空線路 帶電檢修 檢修作業

Research on Live Maintenance Operation of 10 kV Overhead Line in Distribution Network

LI Xuanchen ¹" SONG Chuncheng² ""ZHENG Yi ³ "GUO Shixiao ^3" "FANG Xiongwei ⁴

1.State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd. Hangzhou Qiantang District Power Supply Company， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China; 2.Zhejiang Dayou Industrial Co.， Ltd. Live Working Branch， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China; 3.State Grid Zhejiang Electric Power Company Co.， Ltd. Hangzhou Power Supply Company， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China; 4.Longyou Zelong Electric Power Engineering Co.， Ltd.，Quzhou， Zhejiang Province， 324400 China

Abstract： With the development of the economy and the progress of society， electric energy has become the most indispensable energy for people's daily production and life， and the demand for electric energy is increasing rapidly. Carrying out live maintenance of 10 kV distribution network overhead lines is a key measure to ensure the safe and stable operation of the power grid and enhance the reliability of power supply. In view of this， taking the characteristics of live maintenance of 10 kV distribution network overhead lines as the starting point， this paper explores the operation strategies of live maintenance of 10 kV distribution network overhead lines from different perspectives， and elaborates on the precautions during live maintenance operations， aiming to ensure the reliability of power supply and minimize the number of power outages as much as possible.

Key Words： 10 kV distribution network; Overhead line; Live maintenance; Maintenance operation

10 kV配網作為電網結構的重要組成部分，其運行狀態直接影響電網的整體供電質量。因此，10 kV配網架空線路的帶電故障診斷與檢修成為當前研究的焦點與難點。當前，10 kV配網架空線路的帶電檢修作業大多利用絕緣棒操作工具，在帶電設備與地面之間構建縱向絕緣隔離，從而允許作業人員在電力不中斷的條件下進行檢修。

1" 10 kV配網架空線路帶電檢修作業特點

1.1作業方式類型多

配電網結構復雜，運行要求特殊，存在多樣化的作業方法，要求技術人員必須依據現場實際情況選擇作業方式。以帶電作業的具體方式為例，其主要包括中間電位作業法等主流方法。中間電位作業法可以進一步細化為直接作業法、通過絕緣工具實現的間接電位作業法等。此外，帶電作業還廣泛采用了絕緣棒作業法、絕緣手套作業法等實用技術。技術人員必須全面掌握帶電作業的基本理論知識與關鍵技術細節，以確保作業的安全與高效^[1]。

1.2檢修難度大

架空線路布局復雜，多數配電線路采用了雙回路水平排列的方式，而部分線路則采用了三角形排列或多環水平排列的布局形式。在電力需求廣泛、地形條件復雜的區域，還常出現多條線路共用同一桿塔的情況。這種復雜的作業環境，要求技術人員在帶電檢修過程中，必須充分考慮線路的布局特點、地形條件以及相鄰線路的安全距離等因素，以降低帶電作業的風險。

2" 配網電磁暫態計算模型建立

第一，本文建立了基礎的電路元件模型，涵蓋電壓源V、電流I、電阻R、電感L和電容C。這些元件之間的關系可通過以下公式進行描述。

[ 2]"I=V/R（1）

式（1）為歐姆定律，描述了電流、電壓和電阻之間的基本關系。

V_L=L×d_I/d_t（2）

式（2）為電感電壓方程，揭示了電感元件上電壓與電流變化率的關系。

IC=C×d_V/d_t（3）

式（3）為電容電流方程，代表電容元件上電流與電壓變化率的關系^[2]。

在此基礎上，本文采用節點電壓法，對含有多個元件的復雜線路進行建模。假設網絡中存在n個電壓節點，則可以通過n-1個獨立的電壓方程來描述這些節點的電壓狀態。在瞬態分析中，由于電感、電容等非線性元件的存在，本文采用差分方法對這些方程進行數值求解。

第二，將上述元件模型和節點電壓法相結合，本文構建了一個能夠反映10 kV配網架空線路動態特性的數學模型。該模型能夠模擬電網在不停電操作技術下的電磁瞬態過程，為帶電檢修作業提供理論支持。在進行電磁瞬態分析時，本文需要根據實測數據或穩態分析結果，確定初始時刻的電壓和電流值。

在10 kV配網架空線路中采用不停電操作技術時，通常需要將主回路暫時切換到旁路，以確保維修工作的安全進行。針對這一特點，本文提出了一種新的電磁瞬態轉換方法。該方法考慮了輸電線路的波傳播特性，并給出了相應的電壓波動方程。

[ 3]"U（x，t）=E_a（t-x/v）-R_a×I_a（t-x/v）-L_d（t-x/v）×d_Ia/d_{t[ 4]"""} （4）

式（4）中：U（x，t）表示在位置x和時間t時的電壓波動；E_a表示電樞線圈的感應電動勢；R_a表示電阻元件的阻值；L_d表示電感元件的動態電感（或等效電感）；v表示波的傳播速度；I_a表[ 5]"示電流。該方程描述了電壓波動在輸電線路上的傳播過程及其與電路元件的動態相互作用。

通過構建10 kV配網架空線路的電磁瞬態仿真模型，本文能夠獲取配電網絡內的電壓、電流分布和傳輸規律，進而評估配電網絡的電磁瞬態效應。這為制定帶電檢修作業中的維修措施提供了重要依據^[3]。

3" 10 kV配網架空線路運行期間受力計算

首先，線路的材質、橫截面積、長度等基本物理屬性，構成了其力學特性的基礎框架，直接決定了線路的承載能力和應力分布。其次，風力、降雪、覆冰等自然環境因素會在線路上產生額外的機械載荷，特別是在極端氣候條件下，這些載荷可能導致線路應力狀態的顯著變化，增加結構失效的風險。再者，隨著電力需求的增長和配電系統的負荷水平不斷提升，導線承受更大的熱應力和機械應力，這對線路結構的穩定性和耐久性提出了更高要求。

為了深入分析這些力學特性，通常采用有限元分析、結構力學模型等先進方法，以精確預測和評估不同工況下線路的應力狀態。特別是針對導線在風載作用下的動態響應，可以通過以下公式進行量化描述。

[ 6]"T_total=f（L，F_wind，F_gravity，其他參數）（5）

式（5）中：T_total表示導線所受的總張力；L為導線長度；F_wind為風載產生的額外張力；F_gravity為導線自重引起的張力；其他參數則涵蓋了導線材質、橫截面積、風速、風向等因素。

風載產生的額外張力Fwind可以通過以下公式估算。

[ 7]"F_wind=21×c_d×A×ρ×v₂（6）

式（6）中：c_d為阻力系數（受導線形狀影響）；A為導線在與風向垂直方向上的投影面積；ρ為空氣密度；v為風速。

導線自重引起的張力Fgravity則可以通過以下公式計算。

[ 8]"F_gravity=w×L"""" （7）

式（7）中，w為單位長度導線的重量。[ 9]

在實際操作中，需要綜合考慮線路參數、環境條件和負荷狀態，對導線張力進行精確計算和分析。同時，還應關注線路振動、溫度變化等潛在影響因素，以提高分析的準確性和可靠性^[4]。

4" 三相不同時間開斷架空導線線路帶電檢修

在10 kV配電網中，采用旁路帶電檢修技術時，從力學角度出發，需要精確計算并調控線路的跨距和垂度，以確保檢修作業的安全性和有效性。跨距是指相鄰桿塔間導線的實際跨越距離，反映了線路的空間布局和支撐結構；垂度則是由導線自重引起的自然下垂現象，導致導線在實際運行中呈現彎曲狀態。

為了精確計算跨距和垂度，可以采用以下二次函數形式的公式進行描述。

[ 10]"h=k×x²+b"""""""" （8）

式（8）中：h表示導線與桿塔連接點至導線懸掛于空中最低點的垂直距離差；k為待求的二次項系數（可通過實測數據擬合得到）；x表示導線至桿塔原始接觸點的水平距離；b為常數項^[5]。[ 11]

為了簡化計算過程，可以建立二元直角坐標系，并設定縱向為Y軸方向。在這個坐標系中，式（8）可轉化為

Y=k×x²+b[ 12]"""""""""""""""" （9）

通過選取坐標系中的關鍵點（如導線與桿塔的接觸點、導線懸掛于空中的最低點等），并利用上述公式進行擬合，可求得參數k和b的值。進而，將求得的參數代入公式中，即可得到描述線路曲線的方程。通過對線路長度、高度和機械參數的全面對比和分析，可以明確線路在小旁路電磁瞬態作用下的力學應力狀態，為判斷不停電運行旁路技術的安全性提供重要依據。在此基礎上，還需要從電路連通性、絕緣性能等多個維度對帶電檢修作業中的安全問題進行綜合評估和研究。

5" 帶電作業的安全注意事項

5.1優化帶電作業的安全防護體系

一是作業人員需要嚴格遵守操作規程，正確穿戴防護裝備，并接受必要的安全培訓。針對每個作業環節，制定詳細的風險防控措施，以降低事故發生的風險。二是保持安全距離。作業人員與帶電部位應保持不小于40 cm的最小安全距離，各帶電作業區域之間應保持60 cm以上的距離，以確保作業安全。三是加強輔助隔離工具的狀態監測。對使用中的輔助隔離工具進行定期檢測，重點監測油壓值等關鍵參數，以掌握其工作狀態，并根據相關數據評估帶電作業的質量，為提升作業水平提供科學依據。

5.2完善作業安全監督與管理機制

為更好地執行帶電檢修作業，需要根據外部環境條件的變化，及時調整作業計劃，合理規劃作業時段，以確保作業的安全性和效率。同時，在制定安全管理制度時，需要結合檢查和考核的目的，建立激勵機制。通過激勵機制，引導基層技術人員將帶電作業的技術要點和安全注意事項與實際操作相結合，不斷提升其技術能力和安全意識，從而確保線路維護工作的順利進行。

6 結語

綜上所述，10 kV配網架空線路的運維檢修在電網檢修工作中占據重要地位，具有技術難度大、要求高的特點。作為電力傳輸和分配的關鍵環節，10 kV輸電線路的檢修工作對電網的安全運行和供電質量具有重要影響。10 kV配網架空線路的帶電檢修作業具有高度危險性，為了確保作業過程的安全性和效率，需要具備高超的技術水平和嚴謹的工作態度。

參考文獻：

[1]鄧凱，梁家耀.10 kV配網架空線路運行帶電檢修特征及策略[J].電工技術，2024（S1）：266-268.

[2]施皓天，袁超，吳健.10 kV配網架空線路帶電檢修作業研究[J].光源與照明，2024（4）：68-70.

[3]馬偉哲，陳洪云.基于深度學習的配電網故障風險及狀態檢修[J].電力電容器與無功補償，2022，43（1）：87-94.

[4]邵瑰瑋，劉壯，付晶，等.架空輸電線路無人機巡檢技術研究進展[J].高電壓技術，2020，46（1）：14-22.

[5]周海強.10 kV配網架空線路運行帶電檢修特點及對策[J].電子元器件與信息技術，2020，4（2）：136-137.