淺析城市10 kV配網(wǎng)架空設(shè)備改造策略

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽安洲供電分公司，綿陽 622650）

0 引言

根據(jù)國際現(xiàn)行的城市配網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，10 kV配網(wǎng)線路的絕緣率應(yīng)達(dá)到100%，同時(shí)配網(wǎng)干線間應(yīng)達(dá)到100%的手拉手率。另外配網(wǎng)的電纜化率應(yīng)超過30%，而配網(wǎng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)50%以上的自動(dòng)化率。但是我國目前還有相當(dāng)一部分城市中的10 kV配網(wǎng)尚未達(dá)到該國際標(biāo)準(zhǔn)，這主要是由于在我國的城市中還存在大量的架空配網(wǎng)設(shè)備，而這些架空設(shè)備的架空方式以及型號(hào)規(guī)格都各不相同，對(duì)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范化的管理提出了挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性及安全性也造成了較大的影響[1]。所以為了提高我國配電線路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，電力企業(yè)需要采取科學(xué)合理的改造方式來升級(jí)改造城市配網(wǎng)中的10 kV架空設(shè)備。

1 現(xiàn)階段我國城市中的10 kV配網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀

城市的10 kV配網(wǎng)中主要的架空設(shè)備包括架空導(dǎo)線、公共的戶外配變設(shè)備和電纜的相關(guān)臺(tái)架等設(shè)施。在架空設(shè)備中，架空導(dǎo)線是最主要的設(shè)備之一，其主要分為架空絕緣性和裸導(dǎo)線兩類，公共戶外配電臺(tái)架設(shè)備則通常是安裝于戶外的水泥插座、電桿等支撐物體上面，比如避雷裝置、跌落式開關(guān)以及計(jì)量箱等設(shè)備，其安裝點(diǎn)也各不相同。而戶外電纜的相關(guān)臺(tái)架設(shè)備則指的是由于10 kV配網(wǎng)電纜頭是在電桿上進(jìn)行架設(shè)的，所以電桿也屬于架空設(shè)備中的一種。通常在電桿上連接有距離在100 m內(nèi)的架空線路、刀閘以及開關(guān)等相關(guān)設(shè)施，然而并不存在距離超過100 m以上的長線路和變壓器設(shè)備，所以只有當(dāng)有超過100 m的架空線路連接在電桿上時(shí)，才需要對(duì)其進(jìn)行改造[2]。

2 城市10 kV配網(wǎng)架空設(shè)備的改造策略

2.1 改造110 kV配網(wǎng)的架空導(dǎo)線

在城市建筑比較密集或者人口高度集中的區(qū)域，或者是對(duì)原電纜敷設(shè)方式采用的是直埋或者電纜溝方式進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)采用地下電纜方式對(duì)架空線路進(jìn)行改造。在改造城市邊緣地帶或建筑物比較稀疏，人口分布比較分散的地區(qū)，且電纜敷設(shè)比較差的配網(wǎng)線路時(shí)，可以采取架空導(dǎo)線的方式來對(duì)裸露導(dǎo)線進(jìn)行改造，如在此類地區(qū)的10 kV配網(wǎng)中敷設(shè)的是架空絕緣線時(shí)，應(yīng)首先檢查線路的絕緣性，并觀察線路的實(shí)際運(yùn)行情況，如果線路的運(yùn)行處于正常狀態(tài)下時(shí)，可以不對(duì)其進(jìn)行改造升級(jí)；如果線路運(yùn)行存在問題時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)的改造措施。在架空導(dǎo)線的改造過程中，應(yīng)高度重視電網(wǎng)強(qiáng)度因素，盡量避免在導(dǎo)線連接時(shí)繼續(xù)采用傳統(tǒng)方式或者增設(shè)新的臺(tái)架設(shè)備[3]。城市10 kV配網(wǎng)在改造架空設(shè)備時(shí)通常都是按照圖1中所示的方式來進(jìn)行。

圖1 城市10 kV配網(wǎng)架空設(shè)備的改造

2.2 改造公共戶外配電變壓器以及其臺(tái)架設(shè)備

2.2.1 改造方案分析

當(dāng)與公共戶外配變設(shè)備的臺(tái)架適配的架空電纜或地下電纜完成了10 kV架空線路的改造后，則需要對(duì)臺(tái)架上設(shè)置的變壓器和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改造，通常采取的將其改造為室內(nèi)配電網(wǎng)或者組合式預(yù)裝變電站的方式。室內(nèi)配電房是目前采用比較多的改造方案，這種改造方式通常也被簡稱為箱變。

2.2.2 變壓器臺(tái)架的箱變改造

首先，在箱變改造中使用的干式變壓器對(duì)型號(hào)有特定要求，而且不能直接使用變壓器的原有容量，而是需要根據(jù)改造要求以及相關(guān)的技術(shù)規(guī)定對(duì)變壓器容量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，才能達(dá)到箱變改造的目的。

其次，在進(jìn)行箱變改造時(shí)應(yīng)預(yù)留出高壓單元的位置，為未來安裝自動(dòng)化配網(wǎng)工程所需要的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)留出空間，從而為配網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展創(chuàng)造便利條件。

再次，進(jìn)行箱變改造時(shí)要采用散熱性能比較好，結(jié)構(gòu)合理且利于通風(fēng)的箱體，還應(yīng)防止箱體受溫度變化的影響而發(fā)生結(jié)露，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在改造時(shí)還應(yīng)考慮箱體外觀與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性，可以采用灰色或草綠色來對(duì)箱體外觀進(jìn)行裝飾，并采取一定的保護(hù)措施避免箱體外觀褪色。另外應(yīng)選擇耐腐蝕性比較好，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性比較高的金屬材料來制造箱體，以避免箱體受到銹蝕侵害或發(fā)生變形。

3 改造戶外電纜的相關(guān)臺(tái)架設(shè)備

在改造戶外電纜的臺(tái)架設(shè)備時(shí)主要指的是對(duì)同一區(qū)域內(nèi)的電桿進(jìn)行改造，在該區(qū)域內(nèi)電桿數(shù)量可以有多個(gè)，也可以只有一個(gè)，這里所指的電纜條數(shù)主要是指連接到電氣設(shè)備中的電纜數(shù)量。在改造過程中，為盡量減少為了滿足施工需要而臨時(shí)接入電源所帶來的問題，在完成改造后應(yīng)為環(huán)網(wǎng)柜預(yù)留出充足的空間。一般來說在對(duì)電桿進(jìn)行改造前已經(jīng)完成了很多施工項(xiàng)目，此時(shí)電桿上的設(shè)備會(huì)相對(duì)較少且大多不帶電，因此在改造施工時(shí)應(yīng)拆除失去電桿上失去作用的附屬物或電桿本身。

當(dāng)電桿上面存在兩條電纜時(shí)，如果這兩條電纜是在臺(tái)架上相互連接的，應(yīng)對(duì)電桿進(jìn)行拆除或采取將電纜頭直接埋入地的改造方法。臺(tái)架上的電纜如果通過開關(guān)連接在刀閘上時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的改造措施。當(dāng)其下游存在環(huán)網(wǎng)柜時(shí)，可以采取對(duì)刀閘及開關(guān)進(jìn)行拆除，并直接將電纜連接的中間頭埋入地的方式進(jìn)行改造；當(dāng)其附近僅有分支箱存在時(shí)，則應(yīng)對(duì)電纜進(jìn)行改造，同時(shí)將分支箱改造成環(huán)網(wǎng)柜，以滿足配網(wǎng)運(yùn)行需要。當(dāng)臺(tái)架上的兩條電纜是通過開關(guān)而相互連接的，同時(shí)開關(guān)和刀閘屬于分段刀時(shí)，在改造時(shí)如果其上下游均有環(huán)網(wǎng)柜存在時(shí)，則應(yīng)向其中一個(gè)環(huán)網(wǎng)柜移動(dòng)分段點(diǎn)，然后對(duì)刀閘和開關(guān)進(jìn)行拆除，同時(shí)將電纜中間頭直接埋入地。如果其兩側(cè)均為分支箱時(shí)，則應(yīng)在對(duì)開關(guān)以及刀閘進(jìn)行拆除后，采取直接將電纜中間頭埋入地的改造措施。電桿上也可能存在兩條以上的電纜，在改造時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的情況分別采取相應(yīng)的改造措施[4]。

4 應(yīng)用智能化技術(shù)對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行改造

在配網(wǎng)的改造中應(yīng)增加各種光電、化學(xué)以及力學(xué)等傳感裝置，以及相關(guān)聲、熱參數(shù)傳感裝置等來對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測。這些智能化的設(shè)備具有豐富的實(shí)用功能，而且安裝維護(hù)也十分便捷。此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的配網(wǎng)進(jìn)行改造時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，利用載波、光纖以及無線等多種組網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與配電終端的聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)還應(yīng)在配網(wǎng)改造中積極采用智能化的熔斷器以及無功補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備，從而提高配網(wǎng)運(yùn)行的安全性。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在配網(wǎng)改造中還應(yīng)科學(xué)的運(yùn)用紅外感應(yīng)、GPS以及射頻識(shí)別等多種信息化的傳感技術(shù)設(shè)備，提高信息的交互能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，并與相關(guān)的各種輔助性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度的集成，為配網(wǎng)的安全運(yùn)行以及狀態(tài)檢修創(chuàng)造良好的條件。

5 結(jié)束語

通常在城市10 kV配網(wǎng)中，其主要架空設(shè)備包括架空導(dǎo)線、公共戶外配電變壓器以及電纜的相關(guān)臺(tái)架等設(shè)備。在進(jìn)行改造時(shí)應(yīng)根據(jù)國際現(xiàn)行的配網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并充分結(jié)合我國城市配網(wǎng)的實(shí)際特點(diǎn)，采取有效的改造策略，分別對(duì)以上架空設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化改造升級(jí)，以提高城市配網(wǎng)建設(shè)的科學(xué)性和合理性，促進(jìn)我國電力系統(tǒng)整體技術(shù)水平的提升，從而保證配網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。