10kV配电线路维护的安全措施

北京铁城建设监理有限责任公司 张晓瑜

1 10kV 配电线路维护过程中的安全问题

1.1 10kV 配电线路故障分析

速断跳闸。在10kV 配电线路运行期间，速断跳闸为常见故障的同时也是线路保护措施。配电线路涉及较多区域，架设环境复杂，既经过繁华街区也经过荒芜地区，所以可能受到雷击、人为破坏、生物活动等各种因素影响，引发速断跳闸故障，需要人员经常性开展线路维护工作，有效降低故障发生几率。从某供电局在2021年上半年统计得到10kV 配电线路跳闸故障数据来看，共计跳闸139次，其中因自然原因造成的故障占比53.24%，设备和用户用电引发的故障占比达20.14%，外力造成故障占比5.04%，其他因素造成故障占比21.58%。由此可见，造成10kV 配电线路跳闸故障的原因较多，无论是雷电击穿还是外力破坏等都会引发变电站开关速断保护动作，继而造成跳闸。

线路接地。10kV 配电线路多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，配备小电流接地系统，因此经常发生单相接地等故障。如线路中突然流过大杂散电容放电电流，超出线路设定值将引发接地故障。而配电系统运行超30s 或接地线路长期处于供电状态，也将导致单相接地故障发生。在配电线路运行期间，雷电可通过配电系统对地放电，促使线路频繁出现过电压，超出设备承受极限或击中系统接地导体，将逆向对带电导体放电，导致线路发生接地故障，甚至产生超百万伏的电压，给线路带来较大破坏。此外，平均接地电流达到6～10A，约能产生35000kwh 的电能损失，需要立即开展运维工作。

过流跳闸。发生永久性相间短路故障，将导致10kV 配电线路中产生大电流，流经变电站和故障点连接回路，使变电站继电保护装置启动保护动作，引发线路过流跳闸事故。分析可知，线路运行负荷超出既定值，超出设定的安全值范畴或安全保护数值较小，难以满足实际电量运输需求，都会引发过流跳闸情况。在配电线路直径较小的情况下，长时间无法找到故障点将导致线路出现发热问题，给线路运行带来安全风险。导致该类故障发生的原因较多，如雷击、杆塔倾斜、柱上断路器保护定值不合理等，需要通过运维确保线路各部分处于良好状态。

对10kV 配电线路进行维护，既有线路检测、绝缘子更换等常规项目，也需要开展移位杆塔等复杂项目。而许多项目都要进行带电作业，受周围复杂因素的影响，给线路和人员安全带来了较大威胁。

1.2 线路安全问题

外界破坏问题。10kV 配电线路分布广泛，所处地区可能存在地形条件复杂、气候恶劣等问题，导致线路维护承担了一定安全风险。因此按照规定，遇到雷电、雨雾等恶劣天气不能开展带电作业。但开展紧急抢修等作业，依然会遇到特殊情况，如空气湿度超出80%，将造成绝缘工具沿面闪络电压、性能等受到影响，如受潮绝缘绳泄漏电流将增大10～14倍，湿闪电压的击穿电压将降低到原值的25～35%。作业期间突然遭遇强风，风速达到10.8～13.8m/s，将造成电线大幅度晃动，给绝缘绳索吊装、传递等带来困难，容易引发安全事故。遭遇高温条件，绝缘防护用具、遮蔽用具等闪络程度将会下降，如绝缘工具空气间隙将降低20～30%，一旦被污染可能降低50%。使用绝缘操作杆进行线路检修作业，在海拔高度发生变化时，受空气温度、风力等各种因素影响，操作杆有效长度和安全距离也将发生变化，忽略这些因素则容易引发安全问题。此外，长期处于露天环境中，部分设施位于不平道路上，也可能受到周围杂乱堆积物和复杂活动的威胁。

架设技术难题。电网结构较为脆弱，经常存在一线带多变线路，在带电换电杆、导线等作业开展过程中都可能给线路带来损伤，引发停电事故。在维护工作中，多使用塔杆、塔架等进行线路架设、移位等，为避免长时间停电给用户用电带来影响，通常需要使用绝缘斗臂车等绝缘设施带电作业，人员需配备绝缘防护用具与周围保持绝缘隔离。在实践操作中10kV 配电线路结构多样，常见同一杆塔上仅设置一回10kV 三相线路的情况。与此同时也存在同杆双线回路，即两回10kV 三相线路并排通过杆塔，将造成移位操作难度较大，容易引发高低压同杆问题，给斗臂车操作带来困难，需采用复杂绝缘遮蔽措施。面对技术难题，未能结合线路结构特点制定有针对性的作业方案，将增加作业受外部因素影响的几率，造成人员作业期间可能出现忽视安全距离、未能合格使用绝缘设施等情况，导致维护工作超出安全、合理范围。

工艺运用问题。随着线路配备的专业设备设施等日渐增多，在维护工作中进行检修、更换等作业，通常要求达到较高技术水平和管护要求，造成作业难度较大，未能合理应用各种工艺容易给线路安全带来影响。如采用超声波局部放电检测、红外测温技术等各种技术进行线路内、外部放电情况判断，由于工艺运用不熟练未能发现线路存在的问题，将给线路运行留下安全隐患。在线路结构复杂时，采用的工艺措施不合理，造成线路维修期间出现绝缘子脱落等情况，将引发线路短路问题。如线路距地较近，同时设备密集，使用等电位作业法容易出现与带电体接触问题，引发匝间短路等故障。采用带电水冲洗法对线路设备设施上的附着物进行清洗，存在电阻率不合格的问题，在水的电性较差的情况下引发较大强度的泄漏电流产生，导致安全事故发生。

1.3 人员安全问题

强电场带来的隐患。从事高压配电线路维护的人员身处强电场中作业，即便未直接或间接接触带电体，身体依然会产生针刺感、风吹感等不同感受。从以往测试来看，电场强度达到2.4kV/cm 已达到感知电场的临界水平，超出这一数值将给人员生命安全带来威胁。10kV 线路属于交流输电线路，将产生强大工频电场，同时电场强度将随线路电压提高而增加。对线路进行带电转运，就可能导致人员暴露在强电场下。在等电位条件下工作，受电场影响人体表面强电场将达到最大，容易出现浑身麻痹等问题。而在高空环境下作业，一旦身体麻痹就可能出现跌落情况，因此强电场是人员带电开展线路维护工作面临的巨大威胁。

线路电流带来的隐患。电流经过人体内组织将给人带来触电伤害，常见触电电流为25～100mA，在电压不高的情况下长时间流经人体也会引发触电死亡事故。针对工频交流电流，在高电压下应确认通过人体电流不超1mA，在带电作业时需利用电阻达到10000MΩ 以上的绝缘工具对电路进行隔绝，确保人体在电路中承受电压不超1V，身体各处无电位差，以免人员带电检修线路时发生触电危险。但实际开展10kV 配电线路维护工作，一旦人员触碰电场中与地面绝缘的导体，将导致导体上电荷与工作区电连接，引发暂态电流，导致人员受到电击，产生较大放电量将给人员带来致命威胁。此外，使用各种绝缘工具进行作业，工具不合格或发生损坏将导致泄漏电流的产生，流经身体将给人员健康带来危害。

静电感应带来的隐患。交流工频电场中存在静电感应，即在带电物体靠近导体时，电荷间因为排斥或吸引作用导致电荷自动向带电体电荷符合相反的一端靠近。而对配电线路进行维护，人员需不断移动，在不同位置产生不同静电感应。在带电作业时通常会感受到身体刺痛，严重时将造成人员昏迷，造成人员作业存在较多隐患。

2 10kV 配电线路维护过程中的安全措施

2.1 线路安全管理

加强隐患排查。在线路维护期间，为确保作业安全，还应加强现场勘查，对周围环境、天气、线路结构等进行综合分析，完成潜在危险源排查。如在开展10kV 带电作业时，人员应当达到的安全距离（m）为最小安全距离0.4、对地安全距离0.4、相间安全距离0.6、安全作业距离0.7。但实际还应根据作业条件、方法等进行调整，因为在海拔高度达到1000m 以上时，受温度、压强等因素影响，还应按照每增加100m 空气间隙放电电压下降1%的比例对相关数据进行修正，合理判定带电作业安全水平，避免出现极端情况。提前做好现场勘察和操作调研，根据当地气候变化规律展开动态分析，对一周内的极端天气进行科学预测，能够根据结果制定科学维护方案，避免作业过程中突然遭遇降温、大风等情况，有效降低安全事故发生几率，确保线路得到较好保护。此外还应做好线路巡视，对经常发生故障的位置进行查看，确定是否存在导线断股、腐烂等问题，并做好相关辅助设施检查，通过逐一排查隐患保证线路维护工作安全进行。

开展标准化作业。10kV 配电线路结构、作业环境等存在较大差异，维护作业存在较大安全风险，还应结合具体情况编制专门的维修方案，推动作业的标准化开展。如针对杆塔作业难题，可针对单回线路开展第一类带电作业，对双回线路开展第二类带电作业，根据杆塔型式、导线排列等情况编制作业项目清单，明确更换直线杆绝缘子及横担、断电缆终端引线、更换直线电杆等不同作业需要采取的作业方式，建立相应作业流程，为人员作业提供指导。在作业实践中，还应选择系列化、标准化物料，完成非标准线路的逐步改造，如10kV 线路应选用12m、15m 水泥电杆，特殊情况下选用18m 钢杆、水泥电杆等，要求同杆架设线路采用单回或双回。通过推动配电网的标准化建设优化电网结构，也能增强线路的灾害抵抗能力。完成标准化作业指导书的编写，对作业流程、方式、标准等进行梳理，可加强关键环节和关键点的安全风险控制，保证线路维护作业质量和安全。

完善安全管理机制。线路维护作业现场较为复杂，容易忽略周围因素影响，需通过完善安全管理机制保证线路安全。建立专门现场作业安全管理队伍，负责对人员、装备、任务等各方面因素展开评估，实现资源统筹调配，建立相应管理制度，规范人员作业和器具管理等工作。如针对带电作业绝缘工具，建立监督管理机制对器具预防性试验工作进行规范。在人员使用绝缘遮蔽用具开展线路维护工作时制定明确管理要求，其级别、UN(V)、1min 交流试验电压（V）分别为0/380/5000、1/3000/10000、2/10000/20000、3/20000/30000，要求每半年开展一次工频耐压试验，确认在规定电压和持续作用时间下不存在闪络、击穿等问题。此外，日常应建立巡查机制，对现场安全作业情况进行确认，如现场检查工器具，利用2500MΩ 及以上绝缘电阻检测仪对绝缘工器具实施分段检测，应确认阻值至少达到700MΩ。通过严格管理，能够避免人员作业出现失误情况，确保线路维护工作安全开展。

2.2 人员安全防护

强电场下的安全防护。在人员带电作业期间，应重视强电场条件下的安全防护工作，按照规范提前完成屏蔽电场的手套、鞋帽、裤子等衣物的穿戴，并确认连接部件安装合格。现场作业过程中，应时刻确认屏蔽服装内外电场强度是否稳定，要求不超2.5kV/cm，同时确认电流不超60mA。对服装进行通电流量测试，应确认各部位温升不超50℃。将强电场当成是危险点加强预控，还应适当提高服装测试密度，加强测试流程把控，避免出现检查死角。为避免因工具受潮等因素造成电阻率下降，可配备高灵敏度电流警报器，通过与大地连接保证装置可靠工作。发现电流超出设定数值，装置将发生警告，提醒人员及时处理，保证人员作业安全。

电流作用下的安全防护。在电流防护方面，除了采用屏蔽服保护人员安全，还应提前对作业可能带来的过电流等因素展开分析，采取有效防护措施。如在10kV 配电线路带有多路回线的情况下，采用旁路电缆作业法进行负荷转移，对旁路电缆进行开断时因为对地电容较大，可能造成开关线路产生大的过电流，使架空线路电流值高达150A。针对这一情况，还应加装消弧装置和进行人工分相搭接，同时采取绝缘绳、蛇形管等器具加强安全防护。而为避免因发生相间或相对地短路引发线路电流过大，还应现场确认作业线路的中性点运行方式。如果判断可能发生短路电流，应停用线路重合闸，保证人员作业安全。在实际操作中，还应合理把握停用时机，有效控制事故范围的同时，避免诱发瞬时性跳闸。为此，每次开展线路维护工作应做好记录，通过分析相关数据总结施工经验，合理采取停用重合闸等防护措施，降低人员作业风险。

静电感应下的安全防护。针对静电感应对人员带来的安全威胁，可知人体在穿戴绝缘服时身体与放电物体直接接触，容易受电流刺激而受到威胁。穿戴成套静电防护服作业，应确认服装电气性能良好，并利用绝缘杆等器具进行作业，避免与带电物体接触。如需登塔作业，禁止穿戴绝缘鞋，在接近塔身或导体时应做好接地处理。为避免因绝缘器具外表绝缘电阻不合格导致静电感应发生，还应提前使用专用清洗剂擦拭并在通风处挥发15min，检测确认器具绝缘性能良好。