10kV电气安装技术在电力工程中的应用

上海市工程设备监理有限公司 司 杨

为满足后续用户对于电力资源的需要，开展某小区10kV 供电系统施工。为满足该小区1#～15#楼及地下室、幼儿园等配套设施对于电力资源的需要，本次施工内容包括供配电室内部范围的设备安装、电缆铺设、接地系统、照明系统等设备的安装。为保证本次施工活动能满足小区电力资源供应工作的需要，施工人员在明确施工设计图纸的基础上构建如图1所示的施工计划，确保施工人员在后续工作中能够依次完成土建施工、管线铺设、设备安装、系统调试、设备检查、竣工验收、接火送电等与电力供应相关的施工活动。

图1 施工规划

1 10kV 电器安装技术的应用价值

中国电力企业联合会发布的《中国电力行业年度发展报告2023》显示，2022年我国总用电量达到了863691kWh，较上年增长了3.6%，全国人民人均用电量为6116kWh/人，较上年增加了217kWh/人。从上述数据中可以看出，近年来人们对于电力资源的需求量在不断增长。现阶段，为尽可能提升电力供应质量，降低电力输运过程中产生的能耗，提升了对特高压供电系统的关注度，我国特高压供电网络也在逐渐完善。

从公式推导的角度看，高压输电线路的损耗基本计算公式为：P=3I2RL，其中：P是输电线路的损耗功率，I是电流，R是电阻，L是线缆的长度。结合欧姆定律：R=U/I，可以将输电线路损耗公式表达为：P=3IUL。为实现电路损耗功率的有效控制，提高输电电压成为一项极为必要的工作。

考虑到特高压供电系统有着输电量大、安全风险相对较高的特点，提高系统电力供应稳定性的同时，降低安全风险的出现概率，结合特高压供电系统的实际情况，应用合适的电气安装技术并加强技术管理成为一项极为必要的工作。10kV 电气安装技术作为当前主要被应用于10kV 供电系统安装施工活动中的技术方法，对其应用关键点进行分析，并将其合理应用于工程施工活动中，可以为特高压供电系统的安全运转打下良好的基础[1]。

2 技术应用

2.1 前期准备

为保证本次供电系统施工活动能够取得令人满意的效果，在应用10kV 电器安装技术前，需要先开展供电系统土建部分的施工活动，完成供电装置区域主接地网线的敷设工作。在电气设备安装完成后，开展设备验收调试工作，确保设备能够正常运转，为后续电力稳定供应打下坚实的基础。需要注意的是，在前期准备阶段，为避免灰尘杂物进入电气设备内部影响设备后续运转，需要在安装室内电气设备时不仅需要保证通风，还需对设备进行防尘防噪处理，降低设备出现故障的概率。在开展室外电气设备安装工作时，需先对设备安装区域混凝土基础、沟道支架等结构质量进行检测，在保证上述施工活动验收合格后，开展设备安装工作[2]。

2.2 电气设备安装

在供电系统施工活动中，设备安装质量与供电系统运转质量之间存在着直接的联系。为提升10kV电气设备安装工作的效果，需按照基础验收、设备检验、二次运输、变压器就位、附件安装及接线、交接实验、试运行检查、试运行、交工验收的顺序，完成高压柜、电缆、桥架及线槽等设备的安装工作。

在正式应用光伏电气安装技术开展电气设备安装工作前，需准备好施工活动所需的工具、设备以及相关材料，并对相应设备进行检查，确保施工现场的电气设备均符合本次工程项目的实际需要。如，考虑到高压柜是供电系统中极为重要的电气设备，为避免因这一设备质量不达标，影响后续供电系统工作效果，工作人员需要对高压柜进行耐压、直流电阻、变比等实验，在实验合格后现场安装高压柜。在本次工程项目中使用的高压柜型号为KYN28-12金属装移开式开关设备，这一设备属于三相交流户内成套配电装置，适用于额定电压为10kV 单母线及单母线分段电力系统，在实际应用过程中不仅可以实现电力资源的接收与分配，还能满足管理人员对于控制、保护与监护电路的要求。

本次高压柜安装流程为：先应用水平尺完成基础钢架的水平固定工作，然后采用焊接的方式完成基础钢架与预埋件的连接工作，在此过程中需要控制基础钢架顶部与地面的间距超过10mm。需要注意的是，在安装高压柜的过程中，从总体上看应保证高压柜安装牢固、连接紧密、排列整齐。对高压柜个体进行分析，应保证高压柜本身油漆完好、内外清洁，柜体与地面的垂直度误差小于框高的1.5/1000。本次施工活动中基础钢架误差范围控制情况如表1所示[3]。

表1 基础钢架误差范围

在敷设电力电缆前对本次供电系统施工地点实际情况进行详细勘察，然后结合施工设计方案确定具体的电缆路径图。同时，为避免电缆在运转过程中受到外界环境的影响，施工人员采用了新建埋管敷设技术，即先在施工地点敷设可以用作保护管的塑料管，然后将电缆穿入管内，达到保护电缆外绝缘的目的。需要注意的是，在敷设线缆的过程中，为尽可能延长线缆的使用寿命，降低老化、透水、绝缘击穿等问题的出现概率，工作人员需要加强对施工材料、施工过程的管理。

第一，工作人员需要对线缆材料进行检查，在保证线缆规格符合施工设计要求的同时，确保线缆外观不存在机械损伤、封端良好；第二，在将电缆穿入塑料管前需要先开展通管操作，在保证管内不存在积水杂物后开展穿线工作；第三，在穿线前需要应用兆欧表对电缆绝缘电阻进行测定；第四，在制作电缆头时，不仅需要保证线缆没有受潮，还需要应用绝缘表对电缆的绝缘性进行测定，在保证线缆拥有良好绝缘性，且线缆及其配套设施完好后将其应用到施工活动当中；第五，过低或过高的环境温度会增大线缆在铺设过程中损坏情况出现的概率，为提升线缆铺设工作的质量与效率，应在天气符合要求的情况下开展施工活动；第六，在铺设电缆时需要严格遵守电缆施工工艺流程，并且通过设置专门监察人员对电缆检测、铺设、封堵、号头以及号牌制作等流程进行监管的方式，达到降低安全风险出现概率的目的；第七，在排布电缆的过程中，若电缆排列在桥架内，需要使其分层分布，若线缆需要穿越防火墙、配电室，则需要做好防火封堵验收工作，尽可能避免小动物通过缝隙直接与线缆接触，减少线缆绝缘层被破坏的可能性[4]。

在开展桥架及线槽安装工作前工作人员需要对施工材料进行检查。一般情况下，在桥架产品箱内应附有装箱清单、产品合格证与出厂检测报告，通过比较报告与设计规格要求的方式可以了解材料质量。在保证材料质量、规格、数量均符合设计需要后开展桥架喷涂工作。在桥架喷涂工作中，应保证喷涂面均匀光滑、无气泡。在桥架喷涂工作完成后开展桥架焊接工作，为降低焊接工作出现安全风险的概率，不仅要保证焊接人员均具备相关资质证书，且正确佩戴防护面具，还需要在焊接现场配置足够的灭火器[5-6]。

2.3 设备调试

在相应设备管线铺设安装工作完成后，需要开展设备调试工作，以便保障供电系统运转工作的安全性。在调试工作开展前，工作人员应仔细检查系统，电气设备是否完好、接线是否准确、供电室内设备外壳是否正常接地。然后检查高压柜内元器件功能与接线，在发现元器件存在问题时及时进行更换。在保证高压柜内部元器件正常后，开展柜内二次接线回路绝缘检测工作，在绝缘测试仪表得到的测试结果大于1MΩ 的情况下，认为本次设备安装工作取得了令人满意的效果。

3 提高10kV 电气安装技术应用效果的方法

3.1 合理应用安装技术

在当前的供电系统运转过程中，安装技术一旦出现问题将会增大系统运转故障的出现概率。举例来说，若设备连接过程中存在衔接故障，那么衔接部分的线缆可能会在长期作用环境下增大线路老化问题的出现概率，进而威胁线缆绝缘层的安全。现阶段，为保障供电系统能正常运转，在开展安装施工时，工作人员需要以相应技术规范与设备安装标准为基础，制定规范化的设备安装流程，并通过及时开展技术交底工作的方式，确保施工人员能够应用合适的安装手段，实现各类安全风险的有效管控。

举例来说，在本次10kV 电气设备安装时，工作人员应用环网供电技术，通过在各线路处添加联络开关的方式，保障电气设备在后续运转过程中，即便出现故障、联络开关也可以实现故障点与正常电路迅速隔离，避免设备故障对整个供电系统的正常运转造成严重阻碍。同时，为避免雷电这类问题对10kV 供电系统的正常运转造成威胁，工作人员通过为设备安装防雷设施的方式，保障了供电系统的整体运转质量。

3.2 优化设计方案

合理的设计方案是保证供电系统能够为工程项目正常供电的重要基础，若在实际的方案设计工作中设计人员未能将设计方案与现场实际情况有机结合到一起，就必然会增大10kV 电气设备安装工作的难度。为提升设计方案的合理性，在开展设计方案制定工作时，工作人员不仅对施工现场实际情况进行了详细的探查，获取了精准的数据资料，还以供电系统设计规划制度方案为基础，应用BIM 技术完成了供电系统整体设计模拟工作，在提升设计方案可行性的同时提升了设计方案的直观性与可行性，为后续方案实施工作的顺利开展打下了良好的基础。

3.3 外界因素的管控

在供电系统施工活动中，地形地貌、气象条件等因素都会对施工活动造成一定的影响。现阶段为施工活动能够顺利进行，在本次施工活动正式开展前，工作人员应用大数据、人工智能等技术方法，对当地环境资料进行了汇总与分析，明确了本次供电系统施工活动涉及的施工区域，并对相应区域的地质水文条件进行了详细分析。同时为避免气象环境因素对施工活动造成阻碍，工作人员不仅对当地过去的气象资料进行了汇总，还通过与当地气象部门进行沟通的方式对本次工程项目施工过程中的气象环境进行了预估。在明确可能对本次供电系统施工活动造成影响的外界因素后，工作人员通过制定完善影响因素预防解决方案的方式，从根本上实现了外界影响因素的有效管控，提升了本次供电系统施工活动的可靠性。

3.4 加强供电系统的运维管理

为尽可能延长10kV 供电系统的使用寿命，提升本次电气安装技术的应用效果，在优化10kV 电器安装方式的同时，工作人员需要在明确供电系统运维管理需要的基础上，制定规范化的10kV 供电系统电气设备安装维护保养方案，并及时落实这一方案，然后通过组织专业培训活动强化运维管理人员责任意识、安全意识的方式，确保运维管理人员能够及时发现10kV 供电系统在运转过程中潜在的安全隐患，在保障10kV 供电系统安全运转的同时，降低人员人身财产安全问题的出现概率。

综上所述，在低碳社会发展背景下，10kV 供电系统的构建可有效降低电力资源在线路传输中所造成的损耗，提升电力资源的供应质量。