北京鐵城建設監(jiān)理有限責任公司 張曉瑜

1 10kV 配電線路維護過程中的安全問題

1.1 10kV 配電線路故障分析

速斷跳閘。在10kV 配電線路運行期間，速斷跳閘為常見故障的同時也是線路保護措施。配電線路涉及較多區(qū)域，架設環(huán)境復雜，既經(jīng)過繁華街區(qū)也經(jīng)過荒蕪地區(qū)，所以可能受到雷擊、人為破壞、生物活動等各種因素影響，引發(fā)速斷跳閘故障，需要人員經(jīng)常性開展線路維護工作，有效降低故障發(fā)生幾率。從某供電局在2021年上半年統(tǒng)計得到10kV 配電線路跳閘故障數(shù)據(jù)來看，共計跳閘139次，其中因自然原因造成的故障占比53.24%，設備和用戶用電引發(fā)的故障占比達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，造成10kV 配電線路跳閘故障的原因較多，無論是雷電擊穿還是外力破壞等都會引發(fā)變電站開關速斷保護動作，繼而造成跳閘。

線路接地。10kV 配電線路多采用中性點不接地或經(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。如線路中突然流過大雜散電容放電電流，超出線路設定值將引發(fā)接地故障。而配電系統(tǒng)運行超30s 或接地線路長期處于供電狀態(tài)，也將導致單相接地故障發(fā)生。在配電線路運行期間，雷電可通過配電系統(tǒng)對地放電，促使線路頻繁出現(xiàn)過電壓，超出設備承受極限或擊中系統(tǒng)接地導體，將逆向?qū)щ妼w放電，導致線路發(fā)生接地故障，甚至產(chǎn)生超百萬伏的電壓，給線路帶來較大破壞。此外，平均接地電流達到6～10A，約能產(chǎn)生35000kwh 的電能損失，需要立即開展運維工作。

過流跳閘。發(fā)生永久性相間短路故障，將導致10kV 配電線路中產(chǎn)生大電流，流經(jīng)變電站和故障點連接回路，使變電站繼電保護裝置啟動保護動作，引發(fā)線路過流跳閘事故。分析可知，線路運行負荷超出既定值，超出設定的安全值范疇或安全保護數(shù)值較小，難以滿足實際電量運輸需求，都會引發(fā)過流跳閘情況。在配電線路直徑較小的情況下，長時間無法找到故障點將導致線路出現(xiàn)發(fā)熱問題，給線路運行帶來安全風險。導致該類故障發(fā)生的原因較多，如雷擊、桿塔傾斜、柱上斷路器保護定值不合理等，需要通過運維確保線路各部分處于良好狀態(tài)。

對10kV 配電線路進行維護，既有線路檢測、絕緣子更換等常規(guī)項目，也需要開展移位桿塔等復雜項目。而許多項目都要進行帶電作業(yè)，受周圍復雜因素的影響，給線路和人員安全帶來了較大威脅。

1.2 線路安全問題

外界破壞問題。10kV 配電線路分布廣泛，所處地區(qū)可能存在地形條件復雜、氣候惡劣等問題，導致線路維護承擔了一定安全風險。因此按照規(guī)定，遇到雷電、雨霧等惡劣天氣不能開展帶電作業(yè)。但開展緊急搶修等作業(yè)，依然會遇到特殊情況，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)期間突然遭遇強風，風速達到10.8～13.8m/s，將造成電線大幅度晃動，給絕緣繩索吊裝、傳遞等帶來困難，容易引發(fā)安全事故。遭遇高溫條件，絕緣防護用具、遮蔽用具等閃絡程度將會下降，如絕緣工具空氣間隙將降低20～30%，一旦被污染可能降低50%。使用絕緣操作桿進行線路檢修作業(yè)，在海拔高度發(fā)生變化時，受空氣溫度、風力等各種因素影響，操作桿有效長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)安全問題。此外，長期處于露天環(huán)境中，部分設施位于不平道路上，也可能受到周圍雜亂堆積物和復雜活動的威脅。

架設技術(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、導線等作業(yè)開展過程中都可能給線路帶來損傷，引發(fā)停電事故。在維護工作中，多使用塔桿、塔架等進行線路架設、移位等，為避免長時間停電給用戶用電帶來影響，通常需要使用絕緣斗臂車等絕緣設施帶電作業(yè)，人員需配備絕緣防護用具與周圍保持絕緣隔離。在實踐操作中10kV 配電線路結(jié)構(gòu)多樣，常見同一桿塔上僅設置一回10kV 三相線路的情況。與此同時也存在同桿雙線回路，即兩回10kV 三相線路并排通過桿塔，將造成移位操作難度較大，容易引發(fā)高低壓同桿問題，給斗臂車操作帶來困難，需采用復雜絕緣遮蔽措施。面對技術(shù)難題，未能結(jié)合線路結(jié)構(gòu)特點制定有針對性的作業(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施等情況，導致維護工作超出安全、合理范圍。

工藝運用問題。隨著線路配備的專業(yè)設備設施等日漸增多，在維護工作中進行檢修、更換等作業(yè)，通常要求達到較高技術(shù)水平和管護要求，造成作業(yè)難度較大，未能合理應用各種工藝容易給線路安全帶來影響。如采用超聲波局部放電檢測、紅外測溫技術(shù)等各種技術(shù)進行線路內(nèi)、外部放電情況判斷，由于工藝運用不熟練未能發(fā)現(xiàn)線路存在的問題，將給線路運行留下安全隱患。在線路結(jié)構(gòu)復雜時，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)線路短路問題。如線路距地較近，同時設備密集，使用等電位作業(yè)法容易出現(xiàn)與帶電體接觸問題，引發(fā)匝間短路等故障。采用帶電水沖洗法對線路設備設施上的附著物進行清洗，存在電阻率不合格的問題，在水的電性較差的情況下引發(fā)較大強度的泄漏電流產(chǎn)生，導致安全事故發(fā)生。

1.3 人員安全問題

強電場帶來的隱患。從事高壓配電線路維護的人員身處強電場中作業(yè)，即便未直接或間接接觸帶電體，身體依然會產(chǎn)生針刺感、風吹感等不同感受。從以往測試來看，電場強度達到2.4kV/cm 已達到感知電場的臨界水平，超出這一數(shù)值將給人員生命安全帶來威脅。10kV 線路屬于交流輸電線路，將產(chǎn)生強大工頻電場，同時電場強度將隨線路電壓提高而增加。對線路進行帶電轉(zhuǎn)運，就可能導致人員暴露在強電場下。在等電位條件下工作，受電場影響人體表面強電場將達到最大，容易出現(xiàn)渾身麻痹等問題。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，因此強電場是人員帶電開展線路維護工作面臨的巨大威脅。

線路電流帶來的隱患。電流經(jīng)過人體內(nèi)組織將給人帶來觸電傷害，常見觸電電流為25～100mA，在電壓不高的情況下長時間流經(jīng)人體也會引發(fā)觸電死亡事故。針對工頻交流電流，在高電壓下應確認通過人體電流不超1mA，在帶電作業(yè)時需利用電阻達到10000MΩ 以上的絕緣工具對電路進行隔絕，確保人體在電路中承受電壓不超1V，身體各處無電位差，以免人員帶電檢修線路時發(fā)生觸電危險。但實際開展10kV 配電線路維護工作，一旦人員觸碰電場中與地面絕緣的導體，將導致導體上電荷與工作區(qū)電連接，引發(fā)暫態(tài)電流，導致人員受到電擊，產(chǎn)生較大放電量將給人員帶來致命威脅。此外，使用各種絕緣工具進行作業(yè)，工具不合格或發(fā)生損壞將導致泄漏電流的產(chǎn)生，流經(jīng)身體將給人員健康帶來危害。

靜電感應帶來的隱患。交流工頻電場中存在靜電感應，即在帶電物體靠近導體時，電荷間因為排斥或吸引作用導致電荷自動向帶電體電荷符合相反的一端靠近。而對配電線路進行維護，人員需不斷移動，在不同位置產(chǎn)生不同靜電感應。在帶電作業(yè)時通常會感受到身體刺痛，嚴重時將造成人員昏迷，造成人員作業(yè)存在較多隱患。

2 10kV 配電線路維護過程中的安全措施

2.1 線路安全管理

加強隱患排查。在線路維護期間，為確保作業(yè)安全，還應加強現(xiàn)場勘查，對周圍環(huán)境、天氣、線路結(jié)構(gòu)等進行綜合分析，完成潛在危險源排查。如在開展10kV 帶電作業(yè)時，人員應當達到的安全距離（m）為最小安全距離0.4、對地安全距離0.4、相間安全距離0.6、安全作業(yè)距離0.7。但實際還應根據(jù)作業(yè)條件、方法等進行調(diào)整，因為在海拔高度達到1000m 以上時，受溫度、壓強等因素影響，還應按照每增加100m 空氣間隙放電電壓下降1%的比例對相關數(shù)據(jù)進行修正，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)場勘察和操作調(diào)研，根據(jù)當?shù)貧夂蜃兓?guī)律展開動態(tài)分析，對一周內(nèi)的極端天氣進行科學預測，能夠根據(jù)結(jié)果制定科學維護方案，避免作業(yè)過程中突然遭遇降溫、大風等情況，有效降低安全事故發(fā)生幾率，確保線路得到較好保護。此外還應做好線路巡視，對經(jīng)常發(fā)生故障的位置進行查看，確定是否存在導線斷股、腐爛等問題，并做好相關輔助設施檢查，通過逐一排查隱患保證線路維護工作安全進行。

開展標準化作業(yè)。10kV 配電線路結(jié)構(gòu)、作業(yè)環(huán)境等存在較大差異，維護作業(yè)存在較大安全風險，還應結(jié)合具體情況編制專門的維修方案，推動作業(yè)的標準化開展。如針對桿塔作業(yè)難題，可針對單回線路開展第一類帶電作業(yè)，對雙回線路開展第二類帶電作業(yè)，根據(jù)桿塔型式、導線排列等情況編制作業(yè)項目清單，明確更換直線桿絕緣子及橫擔、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，建立相應作業(yè)流程，為人員作業(yè)提供指導。在作業(yè)實踐中，還應選擇系列化、標準化物料，完成非標準線路的逐步改造，如10kV 線路應選用12m、15m 水泥電桿，特殊情況下選用18m 鋼桿、水泥電桿等，要求同桿架設線路采用單回或雙回。通過推動配電網(wǎng)的標準化建設優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也能增強線路的災害抵抗能力。完成標準化作業(yè)指導書的編寫，對作業(yè)流程、方式、標準等進行梳理，可加強關鍵環(huán)節(jié)和關鍵點的安全風險控制，保證線路維護作業(yè)質(zhì)量和安全。

完善安全管理機制。線路維護作業(yè)現(xiàn)場較為復雜，容易忽略周圍因素影響，需通過完善安全管理機制保證線路安全。建立專門現(xiàn)場作業(yè)安全管理隊伍，負責對人員、裝備、任務等各方面因素展開評估，實現(xiàn)資源統(tǒng)籌調(diào)配，建立相應管理制度，規(guī)范人員作業(yè)和器具管理等工作。如針對帶電作業(yè)絕緣工具，建立監(jiān)督管理機制對器具預防性試驗工作進行規(guī)范。在人員使用絕緣遮蔽用具開展線路維護工作時制定明確管理要求，其級別、UN(V)、1min 交流試驗電壓（V）分別為0/380/5000、1/3000/10000、2/10000/20000、3/20000/30000，要求每半年開展一次工頻耐壓試驗，確認在規(guī)定電壓和持續(xù)作用時間下不存在閃絡、擊穿等問題。此外，日常應建立巡查機制，對現(xiàn)場安全作業(yè)情況進行確認，如現(xiàn)場檢查工器具，利用2500MΩ 及以上絕緣電阻檢測儀對絕緣工器具實施分段檢測，應確認阻值至少達到700MΩ。通過嚴格管理，能夠避免人員作業(yè)出現(xiàn)失誤情況，確保線路維護工作安全開展。

2.2 人員安全防護

強電場下的安全防護。在人員帶電作業(yè)期間，應重視強電場條件下的安全防護工作，按照規(guī)范提前完成屏蔽電場的手套、鞋帽、褲子等衣物的穿戴，并確認連接部件安裝合格。現(xiàn)場作業(yè)過程中，應時刻確認屏蔽服裝內(nèi)外電場強度是否穩(wěn)定，要求不超2.5kV/cm，同時確認電流不超60mA。對服裝進行通電流量測試，應確認各部位溫升不超50℃。將強電場當成是危險點加強預控，還應適當提高服裝測試密度，加強測試流程把控，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器，通過與大地連接保證裝置可靠工作。發(fā)現(xiàn)電流超出設定數(shù)值，裝置將發(fā)生警告，提醒人員及時處理，保證人員作業(yè)安全。

電流作用下的安全防護。在電流防護方面，除了采用屏蔽服保護人員安全，還應提前對作業(yè)可能帶來的過電流等因素展開分析，采取有效防護措施。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)法進行負荷轉(zhuǎn)移，對旁路電纜進行開斷時因為對地電容較大，可能造成開關線路產(chǎn)生大的過電流，使架空線路電流值高達150A。針對這一情況，還應加裝消弧裝置和進行人工分相搭接，同時采取絕緣繩、蛇形管等器具加強安全防護。而為避免因發(fā)生相間或相對地短路引發(fā)線路電流過大，還應現(xiàn)場確認作業(yè)線路的中性點運行方式。如果判斷可能發(fā)生短路電流，應停用線路重合閘，保證人員作業(yè)安全。在實際操作中，還應合理把握停用時機，有效控制事故范圍的同時，避免誘發(fā)瞬時性跳閘。為此，每次開展線路維護工作應做好記錄，通過分析相關數(shù)據(jù)總結(jié)施工經(jīng)驗，合理采取停用重合閘等防護措施，降低人員作業(yè)風險。

靜電感應下的安全防護。針對靜電感應對人員帶來的安全威脅，可知人體在穿戴絕緣服時身體與放電物體直接接觸，容易受電流刺激而受到威脅。穿戴成套靜電防護服作業(yè)，應確認服裝電氣性能良好，并利用絕緣桿等器具進行作業(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時應做好接地處理。為避免因絕緣器具外表絕緣電阻不合格導致靜電感應發(fā)生，還應提前使用專用清洗劑擦拭并在通風處揮發(fā)15min，檢測確認器具絕緣性能良好。