基于10kV配网电力工程施工安全管理与风险控制技术研究

淮安市市级机关设备管理中心 戴蔚辰

10kV 配网电力工程施工中存在的技术问题不容忽视。电气设备选型和布置不合理可能导致电力系统的故障和损坏，杆塔基础施工质量低下可能引发安全事故，闪络问题和弧光接地过电压会影响电力系统的稳定运行。因此，有必要对这些问题进行深入研究，提出相应的解决对策。

1 工程概况

某公司开展了一项农村电网升级改造工程，同时也涉及无电地区的配网建设工作。原有供电线路使用时间较长，性能已无法满足供电质量、持续性和安全性要求。为此，该公司规划了第一阶段共实施20个单项工程项目，分布于20个村组。主要内容包括10kV 配网电力工程施工，覆盖山区、山坡、杂树林、耕地和地形不复杂的地区。施工沿线地貌以山区为主，地形以山坡为主，广泛分布杂树林、耕地和山地，地层结构不复杂。在地质方面，前期勘察资料显示，该区域未见沉陷、泥石流、坍塌，以及滑坡等不良地质现象，地质情况相对较为稳定。因此，在选择施工地点和施工方式时，尤其注重工程的稳定性和可持续性。该工程的目标是提高本区供电的安全性与有效性，满足供电质量、持续性和安全性的要求。通过对电网的升级改造和配网建设，能够为农村地区带来更可靠的电力供应，为当地居民的生活和生产提供更好的支持。施工技术参数见表1。

表1 施工技术参数示意

2 10kV 配网电力工程施工中存在的技术问题

2.1 电气设备选型和布置

在10kV 配网电力工程的施工过程中，需要在不同地形和地貌条件下，合理选择各种电气设备，并对其进行合理的布置，以确保系统的可靠性和安全性。在平原地区，需更多地考虑风载荷、避雷等因素，而在山区或山脉地带，就需要对设备的抗风能力、抗震能力，以及对地形起伏的适应性等进行考量。此外，不同地形地貌条件下，设备的布置也会有所不同。在平原地区，可以更倾向于大范围的平铺布置，而在山区或丘陵地带，可能需要更多的柔性布置方式，以适应地形的变化。因此，针对不同地形地貌条件，在选型和布置过程中需要充分考虑地质、地形等因素，以确保所选用的电气设备符合实际需求，布置合理可靠，从而确保整个配网系统的可靠性和安全性[1]。

2.2 杆塔基础施工

在不同地质条件下，土壤承载力应得到重点考量。例如，在软弱的土壤条件下，杆塔基础需要更深的埋设深度，以保证足够的承载能力，这可能会增加施工难度，进而提高成本。另外，对于不同类型的土壤，如黏性土壤和砂质土壤等，需要针对其特性进行不同的处理和加固措施，确保基础的稳定性和可靠性。此外，关于抗风能力，特别是在高风区域，基础施工需要充分考虑当地的风荷载标准，采取合适的加固措施，确保杆塔在恶劣天气条件下的稳定性和安全性。总的来说，杆塔基础施工在不同地质条件下会有所不同，需要综合考虑土壤承载力、抗风能力等因素，以确保整个配网系统的稳定性和安全性[2]。

2.3 闪络问题

闪络问题在10kV 配电网建设和运行中较为常见，其主要原因在于固体绝缘子周围的气体和液体介质电击及漏电在电网运行过程中的积累。闪络的不确定性和可能性也需要引起关注，可能在单相或多相中出现，甚至同时在多个位置发生。闪络还会导致单相接地，使其他两个相位的电压迅速上升，甚至可达到原有相位的2.5倍，对电网造成极大的冲击。一般情况下，相电压的升高不会对绝缘装置的正常工作造成影响。但在较差的工作条件下，电压升高可能导致绝缘元件不耐电压，从而产生绝缘故障。同时，发生闪络点的可能性也需要考虑，尤其是在无接地、系统无故障相位电压幅值上升的情况下，存在再次发生闪络点的潜在风险。

此外，污染也会对绝缘材料的性能产生不利影响，污染会使绝缘材料的性能下降30%～40%，导致零序电压出现在单相，从而加剧了闪络问题。并且，在特殊情况下，如未使用高性能的变压器，产生的铁磁性共振可能导致大的过电压，在严重情况下甚至可造成相绝缘的闪络击穿，导致接地装置的短路，进一步加剧闪络问题的严重性。因此，综合考虑这些因素，工程师和运营人员需要充分理解和防范闪络问题，以确保电网运行的安全性和可靠性。

3 针对施工技术问题的对策

3.1 科学选型与布置电气设备

为了加强电气设备选型和布置的工作，第一，基于该工程的复杂地质情况，需充分考虑不同地形和地貌条件下的特点。在平原地区，风载荷和避雷等因素可能是主要考虑因素。尤其是风载荷，可以通过式（1）进行计算：

其中，WL代表风载荷（单位为N），ρ为空气密度（单位为kg/m3），V为风速（单位为m/s），A为设备的有效投影面积（单位为m2），Cd代表风力系数。经计算，其在平原地区的设计参数为25m/s。在电气设备选型时，需要选择能够承受风载荷和具备良好避雷性能的设备。在山区或山脉地带，抗风能力和抗震能力成为重要考虑因素，因此需要选择具备较高抗风和抗震能力的设备。根据设计要求，应选择能够承受每秒20～40m 的设备，以确保设备的稳定性和安全性。

第二，根据不同地形地貌条件，合理布置电气设备。在平原地区，应采用大范围平铺布置的方式，以确保设备之间的间隔和通风条件，设备的间距应确保处于15m 左右的范围。而在山区或丘陵地带，由于地形的变化，需要采用柔性布置方式，例如选择可调节高度和角度的设备支架，以适应地形的起伏。

第三，要考虑地质条件对设备选型和布置的影响。例如，在地质条件较差的地区，需要选择更加耐腐蚀和耐磨损的设备，以延长设备的使用寿命。同时，在地质条件复杂的地区，需要进行地质勘测，了解地下情况，以避免设备布置时遇到地质障碍。在电气设备选型和布置的过程中，应对设备之间的互相影响和协调进行科学考量。第四，需建立完善的技术规范和标准，明确各种地形地貌条件下的要求和指导。同时，加强对施工人员的培训和技术指导，提高施工人员对电气设备选型和布置的理解和操作能力[3]。

3.2 加强杆塔基础施工

在不同地质条件下，要重点考虑土壤承载力、抗风能力等因素，以加强杆塔基础施工。具体来说，第一，充分考量地质条件对基础承载能力的影响。土壤的承载力可通过式（2）进行计算：

其中，N为土壤承载力（单位为MPa），c为土壤黏聚力（单位为MPa），Nc为承载力系数，q为土壤的有效应力（单位为MPa），Nq为承载力系数，γ为土壤的单位重量（单位为kPa），B为基础底面积（单位为m2），Nγ为承载力系数。由于土壤条件较为软弱，需选择更深的埋设深度，即5m，以增加基础的承载能力。尽管这样可能增加施工难度和成本，但是能确保基础的稳定性和可靠性。因此，在进行基础设计时，应进行详细的地质勘测和土壤力学分析，以确定合适的基础类型和埋设深度。第二，根据不同类型的土壤采取不同的处理和加固措施。对于黏性土壤，应选择加固措施，例如灌注桩、钢筋混凝土桩等，以增加基础的稳定性。对于沙质土壤，应采取加宽基础底面、增加基础体积等方式，以增加承载能力和稳定性。根据土壤特性和工程要求，选择合适的加固措施对于基础的稳定性至关重要。第三，要特别关注抗风能力，尤其是在高风区域。应根据当地的风荷载标准，选择合适的加固措施。例如，在基础设计中考虑增加基础的底面积、增加基础的埋设深度等，以提高杆塔的抗风能力。在杆塔基础施工过程中，要严格控制施工质量，以确保基础的稳定性和可靠性。第四，建立完善的技术规范和标准，明确不同地质条件下的要求和指导。同时，加强施工人员的培训和指导，提高他们对基础施工的理解和操作能力[4]。

3.3 解决闪络问题

为了解决闪络问题，应采取一系列综合措施。第一，在10kV 配电线路设备上安装防污罩，以防止污秽物对绝缘子的影响。通过这种方式，可以提高绝缘子的绝缘能力，降低闪络的风险。第二，对10kV 配电网络开关室内的含水量加以控制。高湿度环境会增加绝缘子表面的湿度，增加闪络的可能性。因此，需要加装除湿设备，加强通风，从而有效降低室内湿度，减少闪络的发生。第三，要定期对所有设备进行检修和清理。针对设备长期运行后，表面可能会积累灰尘、油污等污染物，从而降低绝缘子的绝缘能力这一问题。定期对设备进行检修和清理，保持设备的干净和稳定，以减少闪络的风险。同时，在10kV 断路器的极盒绝缘子上安装了防污染装置，包括套管、工具柱绝缘子、连杆筒等，可以防止污染物的附着，提高绝缘子的绝缘能力，减少闪络的发生。随后，利用式（3）的计算方式，对闪络电液与绝缘子表面污染程度进行了测算。

其中，Vf代表闪络电压（单位为V），θ代表绝缘子表面的污染程度，k为闪络电压系数。此外，还应在10kV 开关室内设置吸湿装置，以降低室内湿度，减少绝缘子表面的湿度，降低闪络的可能性。在设备停运时，彻底清扫设备，确保设备表面的干净。这样可以有效地减少污染物的积累，降低闪络的风险。

3.4 降低弧光接地过电压的影响

为了有效解决这一问题，必须在施工现场配备合适的个人防护装备，如绝缘手套、绝缘靴等，以保护施工人员的安全，从而有效地防止电击和其他安全风险，在实际的工程中，选择Class2等级标准的绝缘手套和绝缘靴，以有效保证工程的安全性。之后，对施工现场进行详细的安全评估，并制定相应的施工计划。同时，还应制定安全评估计划，确保安全评估的周期为每个月2次。并确定合适的工作顺序和施工方法，最大限度地减少弧光接地过电压的可能性。例如，合理安排设备的接地方式，采取适当的隔离措施，以确保施工过程中的安全性[5]。

3.5 解决污闪问题

采用安装防污罩的方法来解决污闪问题。在10kV 线路开关室的部件上安装防污罩，例如穿墙套管、支持绝缘子等，可以有效地防止污物接触设备表面，减少污闪发生的可能性。同时，使用绝缘热缩管。将绝缘热缩管安装在母排等部件上，通过监测处理后的运行情况，提高设备的防污能力，同时减少小动物引发的短路事故。并且，配备除湿设备。在变电站的开关室中配备除湿设备，保证空气干燥，破坏污闪形成的必要环境，从而减少污闪的发生。

在管理方面，工作人员应贯彻执行“逢停必扫、扫必干净”的制度，定期对设备进行清扫，及时清除附着在设备表面的污物，确保设备的安全运行。定期进行设备的检测和维护，及时发现并修复可能导致污闪的故障，保障设备的正常运行。

综上所述，通过采取科学选型与布置电气设备、加强杆塔基础施工、解决闪络问题，以及降低弧光接地过电压的影响等对策，可以有效解决10kV 配网电力工程施工中存在的技术问题。这些对策的实施提高了施工效率和工程质量，为电力系统的安全运行提供了有力支持。然而，在未来的配网电力工程发展的过程中，仍须要进一步研究和改进，以满足不断发展的电力需求和技术要求。