10Kv施工電源常見(jiàn)故障分析及防范措施探討

◎ 楊義杰 寧 芹

引 言

近年，我國(guó)電網(wǎng)中發(fā)生了許多起因10Kv施工電源故障致變電站全停。根據(jù)筆者在工作遇到的實(shí)際情況，重點(diǎn)討論了10Kv施工電源在實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而有力保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

1.10Kv施工電源常見(jiàn)故障

10Kv施工電源常見(jiàn)故障一般為：架空線及受電設(shè)備電纜頭短路，架空線被雷電擊毀，架空線受鳥(niǎo)巢侵占致短路故障，架空線絕緣子損壞故障，架空線感應(yīng)電傷人事故，埋地或放在地面電纜絕緣破損故障，受電設(shè)備絕緣損壞故障，外力破壞因素等。

2.10Kv施工故障原因分析及防范措施

2.1 10Kv施工電源架空線及受電設(shè)備電纜頭短路故障原因分析及防范措施

2.1.1 10Kv施工電源架空線及受電設(shè)備電纜頭短路故障原因分析

此故障現(xiàn)象較為常見(jiàn)，通過(guò)對(duì)故障電纜頭實(shí)物查看，故障原因多為電纜頭上積灰較多，遇到天氣潮濕或下雨天時(shí)，高壓電通過(guò)潮濕的積灰對(duì)電纜外皮進(jìn)行爬電，先從每相開(kāi)始對(duì)電纜外皮放電，發(fā)展到相與相之間進(jìn)行放電，日積月累，隨著放電的程度加大，電纜頭的絕緣破壞越來(lái)越嚴(yán)重，最終致兩相短路甚至三相短路，爆炸威力較大，影響面也較大。另外，安裝質(zhì)量與電纜頭制作工藝方面的問(wèn)題也不能忽視。損毀的電纜頭絕緣破壞程度大的，對(duì)于架空線來(lái)說(shuō)幾乎都是在安裝的電纜頭這一相偏于水平方向，防污裙根本起不了作用，又極易積灰，形成短路帶，易于爬電，如圖1。相反，電纜頭中單獨(dú)（不交叉）的相，近于垂直安裝的，絕緣較少被破壞，甚至與在其他兩相短路的情況下都完好無(wú)損。而電纜頭制作工藝方面，由于制作人員素質(zhì)高低有別，往往沒(méi)有嚴(yán)格按照制作工藝要求去做，使得電纜頭的漏電率較高。某單位發(fā)生一起新安裝的電纜頭有放電現(xiàn)象，安裝單位重新制作后仍然如初，便懷疑是電纜頭質(zhì)量問(wèn)題，隨后電纜頭廠家派專人現(xiàn)場(chǎng)制作，安裝后，耐壓試驗(yàn)通過(guò)，原來(lái)的放電現(xiàn)象沒(méi)有出現(xiàn)。廠家指出，制作時(shí)必須嚴(yán)格按照廠家提供的制作工藝程序，每一步都不能出錯(cuò)。

圖1.架空線支路電源電纜頭

對(duì)于受電側(cè)設(shè)備（主要針對(duì)電機(jī)）的電纜頭故障，如圖2，幾乎都是由于安裝方式問(wèn)題和檢修不當(dāng)造成的。由于受電側(cè)的安裝空間較小，接線樁頭離金屬外殼距離較近，電工習(xí)慣性將高壓電機(jī)當(dāng)成低壓設(shè)備來(lái)處理，沒(méi)有重視絕緣。又由于電纜頭線硬且粗，不便接線，施工人員將電機(jī)接線外蓋擴(kuò)孔，這樣線是好接了，但密封性能沒(méi)有了，隨著粉塵和潮濕空氣的侵蝕，必然導(dǎo)致電纜頭放電。一單位發(fā)生一臺(tái)高壓電機(jī)接線盒被炸飛，兩相短路，另一相電纜被撕斷，事后查清為電機(jī)引線過(guò)長(zhǎng)，電機(jī)引線出線口的鑄鐵邊角較為鋒利，此設(shè)備同心由于未校正好導(dǎo)致振動(dòng)偏大，使電機(jī)引線與鑄鐵邊角不斷摩擦，最終絕緣破壞造成相間短路。該電機(jī)更換引線后，電機(jī)絕緣僅有5兆歐左右，將接線柱用刀掛去污物，并用酒精清洗，絕緣升到300兆歐以上。另一單位發(fā)生一起高壓電機(jī)接線盒處電纜頭間歇性對(duì)地短路，致使在健全相和故障相產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)電壓，健全相的最大過(guò)電壓為線電壓的3.5倍，故障相的最大過(guò)電壓可達(dá)到2倍［1］。將變電所高壓柜內(nèi)用于吸收過(guò)電壓的電容器擊穿，劇烈爆炸致多臺(tái)高壓柜損壞。生產(chǎn)全面停車，影響極大。

圖2.高壓電機(jī)電纜頭

2.1.2 10Kv施工電源架空線及受電設(shè)備電纜頭短路故障防范措施

10Kv施工電源架空線電纜頭短路故障防范。將高壓電纜頭采用加長(zhǎng)規(guī)格的，一般做到1.5米即可，將三相盡可能分開(kāi)，用三個(gè)防污傘裙均布垂直安裝(對(duì)于重污染區(qū)域需加至六只傘裙)，支撐瓷瓶需用防污式結(jié)構(gòu)。在污染較重地區(qū)，宜采取電纜埋地敷設(shè)；定期對(duì)電纜頭及絕緣子用酒精進(jìn)行清洗擦干凈。

10Kv施工電源受電設(shè)備電纜頭短路故障防范。要做好防雨水措施，若是變壓器，需高壓電纜埋地引入接到高壓樁頭，嚴(yán)格做好電纜頭終端絕緣，如圖3，將三相電纜盡可能分開(kāi)，且不能讓樁頭受力。若是電動(dòng)機(jī)，電纜頭終端必須完全放置在接線盒內(nèi)，電機(jī)引線出線口棱角需打磨，或用絕緣電纜皮保護(hù)隔離，保持干燥清潔狀態(tài)，接線柱必須用酒精擦干凈，各相之間用絕緣材料隔開(kāi)，接線盒必須做好密封措施，可以用玻璃膠密封；另外必須保障受電設(shè)備絕緣達(dá)到要求。

圖3.變壓器高壓電源電纜頭

圖4.架空線絕緣子污損擊毀1

圖5.架空線絕緣子污損擊毀2

2.2 10Kv架空線被雷電擊毀故障原因分析及防范措施

2.2.1 10Kv架空線被雷電擊毀故障及防范措施

此類故障在空曠多雨地區(qū)發(fā)生概率較大，某單位工地在一個(gè)夏季發(fā)生至少三起架空線被雷電擊毀故障，施工進(jìn)度受到較大影響，故障部位基本在空曠地區(qū)，附近沒(méi)有較高建筑。

2.2.2 10Kv架空線被雷電擊毀故障防范措施

雷電多發(fā)地段應(yīng)在架空線上方安裝避雷線，每個(gè)電線桿均安裝接地線，并定期檢查測(cè)試接地電阻，確保在10歐姆以內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，不同的接地電阻值發(fā)生的雷擊閃烙次數(shù)相差很大，接地電阻大于20歐姆時(shí)發(fā)生的雷擊閃烙次數(shù)，為接地電阻小于10歐姆的桿塔發(fā)生的雷擊閃烙次數(shù)幾十倍［2］。

在終端桿上安裝避雷器，避雷器安裝要求排列整齊，高低一致，并且固定牢固；在線路上安裝避雷器，主要用在雷電多發(fā)地段。

2.3 架空線受鳥(niǎo)巢侵占致短路故障原因分析及防范措施

2.3.1 架空線受鳥(niǎo)巢侵占致短路故障原因分析

鳥(niǎo)巢一般在架空線桿橫擔(dān)上方搭建，體積比籃球大。天氣干燥時(shí)，架空線與鳥(niǎo)巢一般相安無(wú)事，但在潮濕天氣或雨季期間，基本會(huì)發(fā)生架空線路短路、絕緣子炸毀、架空線炸斷、鳥(niǎo)巢炸落及鳥(niǎo)兒被炸死等慘劇。因?yàn)樵诔睗裉鞖饣蛴昙酒陂g，架空線通過(guò)潮濕的鳥(niǎo)巢（或鳥(niǎo)巢上的鳥(niǎo)）對(duì)金屬橫擔(dān)放電，絕緣逐步破壞，放電閃烙逐步加強(qiáng)，最終造成完全對(duì)地。

2.3.2 架空線受鳥(niǎo)巢侵占致短路故障防范措施

不定期巡檢，發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)巢及時(shí)用高壓絕緣桿進(jìn)行搗毀，注意必須在天氣晴朗時(shí)處理；在經(jīng)常搭建鳥(niǎo)巢的地方，移栽一些大樹(shù)（與園林單位協(xié)商好）或定做一些假樹(shù)，便于鳥(niǎo)類生存；在經(jīng)常搭建鳥(niǎo)巢的電線桿處，安裝驅(qū)鳥(niǎo)器裝置。

2.4 架空線絕緣子損壞故障原因分析及防范措施

2.4.1 架空線絕緣子損壞故障原因分析

架空線絕緣子損壞現(xiàn)象一般發(fā)生在有鳥(niǎo)巢、腐蝕性及導(dǎo)電粉塵的地方。原因主要為鳥(niǎo)巢一般在架空線桿橫擔(dān)上靠近絕緣子的位置搭建，下雨時(shí)極易造成對(duì)地閃烙，致絕緣子損壞；腐蝕性區(qū)域（如有腐蝕性化工循環(huán)水涼水塔處）腐蝕物易對(duì)吸附在絕緣子上的灰塵產(chǎn)生生化反應(yīng)，使其導(dǎo)電，降低絕緣子的絕緣性能，從而出現(xiàn)閃烙現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)擊毀絕緣子。導(dǎo)電粉塵如煤場(chǎng)區(qū)域，發(fā)生絕緣子損毀現(xiàn)象較為突出，煤粉含有導(dǎo)電顆粒，又易于吸附在絕緣子上，在下細(xì)雨時(shí)極易發(fā)生閃烙現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)擊毀絕緣子，如圖4和圖5。

2.4.2 架空線絕緣子損壞故障防范措施

因鳥(niǎo)巢原因引起的架空線絕緣子損壞現(xiàn)象防范措施前面已經(jīng)作過(guò)介紹，而因腐蝕性及導(dǎo)電粉塵造成絕緣子故障的防范措施為：可以用帶電水沖洗設(shè)備定期沖洗，也可以采取人工定期清洗絕緣子，還可以用耐腐蝕耐灰塵的絕緣子（有機(jī)合成絕緣子）替代原先的絕緣子。

2.5 架空線感應(yīng)電傷人事故原因分析及防范措施

2.5.1 架空線感應(yīng)電傷人事故原因分析

架空線感應(yīng)電傷人事故一般在本架空線上方有高壓（35KV及以上）架空線經(jīng)過(guò)，施工人員沒(méi)有采取措施而在架空線上作業(yè)極易被感應(yīng)電擊傷，主要為帶電高壓線路針對(duì)下方線路產(chǎn)生感應(yīng)電，根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象可知：停運(yùn)導(dǎo)線與運(yùn)行導(dǎo)線之間存在電容耦合效應(yīng)，依靠運(yùn)行導(dǎo)線電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)，停運(yùn)導(dǎo)線上即可感應(yīng)出一定的對(duì)地電位；又根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象可知：當(dāng)運(yùn)行導(dǎo)線中流過(guò)交流電流時(shí)，在其周圍將產(chǎn)生一個(gè)交變的電磁場(chǎng)，停運(yùn)導(dǎo)線與其交鏈，因此會(huì)在停運(yùn)線路上感應(yīng)出一個(gè)沿導(dǎo)線方向分布的縱電勢(shì)［3］。施工人員誤以為本次施工線路已停電沒(méi)有危險(xiǎn)了，從而釀成大錯(cuò)。

2.5.2 架空線感應(yīng)電傷人事故防范措施

根據(jù)上述原因，采取相應(yīng)措施為：首先要填寫(xiě)工作票，將存在的所有隱患風(fēng)險(xiǎn)一一列出，并將相應(yīng)措施也列出來(lái)，其中主要工作為：打好接地樁并測(cè)試接地電阻（必須合格）、掛接地線、勞保穿戴要齊全、掛好安全帶及驗(yàn)電工作等；其次在桿塔下方安裝防墜落安全防護(hù)網(wǎng)，防止二次傷害；再者嚴(yán)格按工作票要求施工。

2.6 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因分析及防范措施

2.6.1 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因分析

埋地或放在地面電纜絕緣破損故障原因一般為：埋地深度較淺，保護(hù)管不合格或不規(guī)范，地面未做標(biāo)識(shí)，野蠻施工及電纜不合格等。

2.6.2 埋地或放在地面電纜絕緣破損故障防范措施

防止埋地或放在地面電纜絕緣破損故障的措施為：嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，采用合格產(chǎn)品，做好各種標(biāo)識(shí)和防范措施，監(jiān)理工作做到全程攝像留底待查和違規(guī)處罰等。

2.7 受電設(shè)備絕緣損壞故障原因分析與防范措施

2.7.1 受電設(shè)備絕緣損壞故障原因分析

受電設(shè)備（變壓器和電動(dòng)機(jī)）絕緣損壞故障原因一般為：沒(méi)有防雨設(shè)施，沒(méi)有定期維護(hù)保養(yǎng)及施工不規(guī)范等。往往造成受電設(shè)備損毀和人員傷害。

2.7.2 受電設(shè)備絕緣損壞故障防范措施

受電設(shè)備絕緣損壞故障防范措施為：受電設(shè)備必須采取防雨防潮措施，設(shè)備必須定期維保以及送電前必須測(cè)試設(shè)備絕緣（要求有數(shù)值記錄），且需合格才能送電等。

2.8 外力破壞因素原因分析與防范措施

2.7.1 外力破壞因素原因分析

外力破壞因素原因一般為：野蠻施工，車輛載物超高，架設(shè)線路高度低于要求高度和施工安全措施不到位等。由此一般會(huì)出現(xiàn)的事故為：公路吊裝貨物或綠化植物掛斷架空線時(shí)有發(fā)生，車輛載物超高掛斷架空線路致高壓電對(duì)地甚至發(fā)生傷人事故，架設(shè)線路高度低于4.5米時(shí)常被掛斷，移動(dòng)腳手架碰或搬運(yùn)金屬管線碰到高壓線致命現(xiàn)象以及野蠻挖掘地面致埋地電纜被挖斷等。

2.7.2 外力破壞因素防范措施

外力破壞因素防范措施為：公路上吊裝施工尤其要注意高壓架空線，務(wù)必采取多重措施防范吊車臂碰到架空線，載物車輛嚴(yán)禁超高，架空線路必須符合國(guó)家行業(yè)規(guī)范要求，在有高壓線路附近區(qū)域施工（事故多發(fā)）必須做到：拉安全警戒繩，掛警告標(biāo)示牌，做好足夠的安全距離（包括橫向和縱向），必須有專業(yè)監(jiān)護(hù)人員在場(chǎng)監(jiān)督，尤其注意空間縱向安全間隔等。

結(jié) 論

本文是根據(jù)作者多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)10Kv施工電源常見(jiàn)故障原因進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，并針對(duì)問(wèn)題提出了相應(yīng)的防范措施。此文有利于施工單位和個(gè)人參閱，以便減少事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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