李 峰

（太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠， 山西 太原 030003）

10 kV 供配電線路屬于電網(wǎng)末端， 它直接與用戶相連， 是整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中十分重要的一部分。 工礦企業(yè)大多采用10 kV 線路進(jìn)行供電， 供電質(zhì)量的好壞和高壓設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)行直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的高低。 影響供電質(zhì)量和高壓電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行涉及到諸多因素， 大致包括管理因素和環(huán)境因素， 其中環(huán)境因素又包括10 kV 配電線路的自身因素、 自然因素、 人為因素等。 因此， 應(yīng)制定高壓線路及設(shè)備安全運(yùn)行的管理措施，規(guī)范運(yùn)行維護(hù)人員的標(biāo)準(zhǔn)化操作并且提高運(yùn)維人員的安全意識。 通過科學(xué)的管理措施， 如標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和周期性絕緣耐壓試驗(yàn)， 可避免絕大多數(shù)高壓線路和高壓設(shè)備故障的發(fā)生， 從而提升企業(yè)10 kV 線路供電質(zhì)量和確保高壓設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

1 10 kV 高壓線路及設(shè)備故障原因分析

1.1 影響10 kV高壓線路及設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管理因素

“ 兩票” 制度是指工作票制度和操作票制度。在《 電力安全工作規(guī)程》 里有明確要求。 工作票有第一種工作票、 第二種工作票、 帶電作業(yè)工作票、事故搶修票等。 操作票要把操作步驟和操作位置寫清楚， 采用手指口述的方法， 一人“ 唱票”， 一人執(zhí)行操作?！?兩票”制度可以有效確保檢修安全和操作安全。

1.1.1 未按規(guī)定對電纜耐壓試驗(yàn)造成電纜絕緣擊穿

某降壓站值班員發(fā)現(xiàn)站內(nèi)10 kV II 段母線B 相實(shí)接地。 根據(jù)接地選檢判斷為焦化2# 線接地， 電力調(diào)度讓焦化廠檢查內(nèi)部分路有無故障， 要求其并倒電退出焦化2# 線。 并倒電后降壓站10 kV II 段母線接地故障消除， 經(jīng)檢查焦化2# 線電纜有一條故障退出。 焦化2# 線電纜中間頭連接管相間短路故障是本次事故的主要原因。 故障點(diǎn)是中間頭連接管的主絕緣擊穿， 300 mm2銅電纜， 電纜粗， 連接管易受壓變形， 在通過大電流時(shí)， 電纜絕緣層易受熱老化， 且電纜直埋， 散熱效果差。 由于未按照規(guī)定的周期對高壓電纜進(jìn)行絕緣耐壓試驗(yàn)， 導(dǎo)致電纜絕緣性能降低未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)， 最終發(fā)生電纜接地短路事故。 圖1 為電纜中間頭發(fā)熱導(dǎo)致絕緣老化發(fā)生接地短路。

圖1 電纜中間頭發(fā)熱導(dǎo)致絕緣老化發(fā)生接地短路

1.1.2 因高壓電機(jī)絕緣損壞造成的停機(jī)事故

2022 年， 某公司電力調(diào)度通知降壓站供電側(cè)有接地現(xiàn)象， 要求崗位人員進(jìn)行排除檢查， 現(xiàn)場操作人員把3# 高壓線退出， 并倒用2# 高壓線， 發(fā)現(xiàn)接地現(xiàn)象轉(zhuǎn)移至2# 高壓線。 判斷此次接地可能是因現(xiàn)場高壓設(shè)備故障引起， 隨即對現(xiàn)場高壓泵進(jìn)行檢查， 通過對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行檢查分析， 現(xiàn)場2# 高壓泵電機(jī)有接地現(xiàn)象。 電機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)： 定子繞組槽絕緣損壞， 造成接地故障。 圖2 為局部過熱導(dǎo)致高壓泵電機(jī)故障和故障部位。

圖2 局部過熱導(dǎo)致高壓泵電機(jī)故障和故障部位

此次故障的原因是由于沒有嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備的點(diǎn)檢定修制度， 對現(xiàn)場高壓設(shè)備沒有進(jìn)行定期維修、檢查， 因高壓電機(jī)定子溫度相應(yīng)測溫元件損壞， 導(dǎo)致其未及時(shí)反饋高壓設(shè)備的溫升情況， 造成了此次事故的發(fā)生。

1.1.3 未嚴(yán)格執(zhí)行《 電業(yè)安全工作規(guī)程》 和“ 兩票” 制度造成的線路失電

2020 年， 某公司停產(chǎn)進(jìn)行系統(tǒng)檢修， 檢修負(fù)責(zé)人在辦理完第一種工作票后， 按照工作票的技術(shù)措施逐一對10 kV 高壓設(shè)備進(jìn)行安全措施的落實(shí)工作。 隨后通知工作班組人員進(jìn)行10 kV 高壓設(shè)備檢查吹掃作業(yè)。 作業(yè)完畢后， 該作業(yè)項(xiàng)目的檢修負(fù)責(zé)人在沒有確認(rèn)現(xiàn)場高壓設(shè)備個(gè)人保安線是否拆除的情況下， 簽字送電， 造成高壓柜速斷保護(hù)動(dòng)作， 變電所運(yùn)行人員未確認(rèn)現(xiàn)場情況再次送電， 造成電網(wǎng)波動(dòng)， 事故擴(kuò)大， 所幸未造成人員傷亡。 圖3 為變壓器清掃作業(yè)中在變壓器二次側(cè)裝設(shè)個(gè)人保安線。

該模塊可以實(shí)現(xiàn)對茶園的環(huán)境溫濕度、光照強(qiáng)度、土壤含水量及溫度的采集，并通過GPRS把采集到的信息實(shí)時(shí)發(fā)送回監(jiān)控中心。根據(jù)茶園信息采集的需求，選擇AM2303數(shù)字溫、濕度傳感器檢測大氣溫、濕度，采用數(shù)字光強(qiáng)度模塊BH1750FVI對光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測；選擇PH-TW土壤溫度傳感器采集土壤溫度，選擇SWR2型土壤水分傳感器采集土壤水分含量，以上兩個(gè)模塊都是模擬輸出，需要外接一個(gè)ADC0832轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入到單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理。

圖3 變壓器清掃作業(yè)中在變壓器二次側(cè)裝設(shè)個(gè)人保安線

此次故障的直接原因是檢修負(fù)責(zé)人與變電所運(yùn)行人員沒有正確履行自己的崗位職責(zé)， 沒有按照《 電業(yè)安全工作規(guī)程》 要求的內(nèi)容全程監(jiān)護(hù)高壓檢修作業(yè)并在工作結(jié)束后對檢修部位進(jìn)行檢查確認(rèn)。變電所運(yùn)行人員在沒有確認(rèn)高壓柜速斷保護(hù)的原因情況下， 一味聽從檢修負(fù)責(zé)人要求， 再次送電導(dǎo)致電網(wǎng)波動(dòng)事故擴(kuò)大。 綜上所述， 嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)《電業(yè)安全工作規(guī)程》 和“ 兩票” 制度十分必要。

1.2 影響10 kV高壓線路及設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的因素

造成10 kV 配電線路故障的因素有很多， 主要包括以下3 種。 一是電纜及設(shè)備等自身因素， 包括高壓電纜質(zhì)量不良、 高壓柜無五防、 高壓柜斷路器質(zhì)量差等； 二是人為因素， 包括施工質(zhì)量、 施工方式造成的隱性隱患對后期高壓設(shè)備運(yùn)行的影響等；三是自然因素， 包括惡劣天氣環(huán)境下對高壓設(shè)備和架空線路的影響[2]。

1.2.1 電纜及設(shè)備等自身因素

高壓電纜及高壓設(shè)備本身的質(zhì)量好壞是導(dǎo)致10 kV 高壓系統(tǒng)發(fā)生故障的原因之一。 有些企業(yè)為了節(jié)約成本， 采購價(jià)格低廉的高壓電纜或高壓柜。當(dāng)投入運(yùn)行后， 部分電纜會(huì)隨著使用時(shí)間推移造成不同程度的絕緣老化， 如果該企業(yè)沒有完善的管理制度， 對高壓電纜失管， 會(huì)造成高壓電纜擊穿或者短路放炮的情況[3]。

1.2.2 人為因素

高壓電纜在安裝敷設(shè)線路的過程中受到長度的影響， 阻力變大， 在采用機(jī)械對電纜進(jìn)行硬牽引過程中， 極易對電纜絕緣造成隱性傷害， 這種隱患在使用過程中隨著時(shí)間推移， 慢慢變成了故障點(diǎn)。 由于10 kV 配電線路較長， 所以不可避免的會(huì)受到人類生產(chǎn)活動(dòng)的影響。 例如， 部分企業(yè)未經(jīng)審批違規(guī)在高壓電纜周圍使用吊車、 挖機(jī)等， 會(huì)不小心挖斷電纜， 或者碰觸到高空的高壓電纜， 從而造成線路故障。 另外一個(gè)重要的人為因素是運(yùn)行人員的工作不到位， 在日常巡檢時(shí)沒有做到認(rèn)真負(fù)責(zé)， 導(dǎo)致出現(xiàn)隱患的線路沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)檢修， 為線路安全運(yùn)行埋下隱患。 同時(shí)， 如果檢修人員的檢修水平過低， 檢修質(zhì)量差， 也會(huì)引發(fā)10 kV 系統(tǒng)故障。

1.2.3 自然因素

鳥類搭巢、 高壓設(shè)備運(yùn)行地理環(huán)境、 天氣自然環(huán)境等影響也會(huì)造成10 kV 系統(tǒng)發(fā)生故障。 鳥類在搭巢的過程中， 一般都會(huì)選擇一些聯(lián)絡(luò)線較為密集的區(qū)域或橋架內(nèi)部， 極易引發(fā)配電線路短路， 從而引發(fā)高壓柜跳閘。 極端天氣等自然因素的影響也是造成10 kV 配電線路故障的重要原因， 在惡劣天氣下， 極易發(fā)生配電線路故障。 例如雷擊、 覆冰、 大風(fēng)等， 雷擊會(huì)引發(fā)跳閘和線路短路， 覆冰會(huì)損害到配電線路甚至造成線路斷線， 如果遇到大風(fēng)等惡劣天氣， 一些接地物， 例如樹枝等會(huì)觸碰到電線， 從而與大地形成通路造成接地故障。 同時(shí)， 機(jī)械外力對埋在地下的高壓電纜也會(huì)造成不同程度的傷害，埋在地下的高壓電纜會(huì)受到環(huán)境的變化在地下受到外力作用發(fā)生絕緣損壞， 從而引發(fā)短路事故。 為了節(jié)約成本， 需要通過儀器對絕緣損壞的地下電纜進(jìn)行放電試驗(yàn)來確認(rèn)故障點(diǎn)的位置， 找到對地放電的故障點(diǎn)后需對故障點(diǎn)制作電纜中間接頭來恢復(fù)其功能。 某些企業(yè)在處理高壓電纜中間接頭過程中， 沒有對高壓電纜中間接頭質(zhì)量進(jìn)行把控， 隨著長期土壤濕度的影響， 接頭部位容易產(chǎn)生微弱局放現(xiàn)象，長期碳化后導(dǎo)致絕緣性能降低， 再次發(fā)生電纜接地故障。

2 10 kV 高壓線路及設(shè)備故障防范措施

2.1 針對10 kV系統(tǒng)制定完善的管理制度

1） 電氣系統(tǒng)作業(yè)， 必須嚴(yán)格執(zhí)行《 電業(yè)安全工作規(guī)程》 和“ 兩票” 制度， 強(qiáng)化管理人員對崗位“ 兩票” 作業(yè)的過程監(jiān)督， 確?！?兩票” 作業(yè)各項(xiàng)動(dòng)作有效落實(shí)， 保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2） 建立10 kV 運(yùn)行人員的24 h 巡查制度， 每2 h進(jìn)行一次巡查作業(yè)， 并細(xì)化高壓柜、 母聯(lián)柜、 PT柜等高壓設(shè)備及電纜豎井的點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)， 確保10 kV 供電系統(tǒng)狀態(tài)受控。

3） 制定缺陷消除跟蹤制度， 實(shí)現(xiàn)10 kV 供電系統(tǒng)隱患早發(fā)現(xiàn)早處理， 把小隱患滅殺在萌芽狀態(tài)， 提高10 kV 供電系統(tǒng)的健康水平， 確保10 kV 供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4） 建立10 kV 高壓電纜和高壓柜的耐壓預(yù)試臺(tái)賬， 根據(jù)設(shè)備的重要程度及有無備用等現(xiàn)場實(shí)際情況階梯進(jìn)行耐壓預(yù)試， 并科學(xué)安排周期， 確保10 kV高壓設(shè)備在預(yù)示周期內(nèi)運(yùn)行。

5） 強(qiáng)化檢修質(zhì)量， 制定檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 落實(shí)檢修責(zé)任， 檢修負(fù)責(zé)人在檢修完畢后， 經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員驗(yàn)收后方可投入使用， 確保檢修質(zhì)量可控。

6） 組織變電所運(yùn)行管理人員進(jìn)行必要的技能培訓(xùn)， 提升運(yùn)行人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能， 同時(shí)制定切實(shí)可行的考核獎(jiǎng)懲制度， 提升職工崗位操作技能， 保證各類操作安全受控。

2.2 針對環(huán)境變化導(dǎo)致的10 kV 系統(tǒng)故障采取的防范措施

2.2.1 針對惡劣天氣影響10 kV 系統(tǒng)的防范措施

為了盡可能減少惡劣天氣對于配電設(shè)施的影響， 相關(guān)部門可從以下3 個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防。 首先，提高室外絕緣子的耐雷擊水平， 可以采用耐張點(diǎn)的懸式絕緣子， 此類絕緣子很少在雷雨天氣被擊中，能夠保證配電設(shè)施的安全[4]。 其次， 就是要安裝線路避雷器， 在10 kV 的輸電端口配置金屬氧化物的避雷器、 在線路較長的地方安裝金屬氧化物避雷器以及在變壓器的高低壓側(cè)安裝金屬氧化物的避雷器， 能夠有效避免被擊中的概率， 保證輸電線路的安全。 最后， 就是在線路周圍安裝穿刺型金具， 能夠提升高溫耐受能力， 運(yùn)行安全， 值得推廣。

2.2.2 針對人為因素導(dǎo)致10 kV 系統(tǒng)故障防范措施

通過完善專業(yè)管理內(nèi)容， 制定切實(shí)可行的考核激勵(lì)制度和10 kV 高壓系統(tǒng)設(shè)備管理制度， 確保10 kV 高壓設(shè)備運(yùn)行受管受控， 從而可以避免因外部施工、 巡檢不到位、 施工質(zhì)量低、 檢修質(zhì)量差等其他因素導(dǎo)致的10 kV 高壓設(shè)備故障。

3 結(jié)束語

綜上所述， 本文對10 kV 高壓線路和設(shè)備常見故障原因進(jìn)行了分析， 并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。在企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營中， 10 kV 高壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程時(shí)不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障， 主要通過制定切實(shí)可行、 科學(xué)合理的管理制度來防范故障的發(fā)生。通過提升專業(yè)技術(shù)人員和管理人員的管理水平， 使運(yùn)行人員標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)并形成體系， 才能在各個(gè)方面減少10 kV 高壓系統(tǒng)故障發(fā)生的概率， 最大限度滿足企業(yè)的用電需求， 保障高壓設(shè)備的安全運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。