10kV電氣安裝技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

上海市工程設(shè)備監(jiān)理有限公司 司 楊

為滿足后續(xù)用戶對(duì)于電力資源的需要，開展某小區(qū)10kV 供電系統(tǒng)施工。為滿足該小區(qū)1#～15#樓及地下室、幼兒園等配套設(shè)施對(duì)于電力資源的需要，本次施工內(nèi)容包括供配電室內(nèi)部范圍的設(shè)備安裝、電纜鋪設(shè)、接地系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等設(shè)備的安裝。為保證本次施工活動(dòng)能滿足小區(qū)電力資源供應(yīng)工作的需要，施工人員在明確施工設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上構(gòu)建如圖1所示的施工計(jì)劃，確保施工人員在后續(xù)工作中能夠依次完成土建施工、管線鋪設(shè)、設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試、設(shè)備檢查、竣工驗(yàn)收、接火送電等與電力供應(yīng)相關(guān)的施工活動(dòng)。

圖1 施工規(guī)劃

1 10kV 電器安裝技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2023》顯示，2022年我國總用電量達(dá)到了863691kWh，較上年增長了3.6%，全國人民人均用電量為6116kWh/人，較上年增加了217kWh/人。從上述數(shù)據(jù)中可以看出，近年來人們對(duì)于電力資源的需求量在不斷增長?，F(xiàn)階段，為盡可能提升電力供應(yīng)質(zhì)量，降低電力輸運(yùn)過程中產(chǎn)生的能耗，提升了對(duì)特高壓供電系統(tǒng)的關(guān)注度，我國特高壓供電網(wǎng)絡(luò)也在逐漸完善。

從公式推導(dǎo)的角度看，高壓輸電線路的損耗基本計(jì)算公式為：P=3I2RL，其中：P是輸電線路的損耗功率，I是電流，R是電阻，L是線纜的長度。結(jié)合歐姆定律：R=U/I，可以將輸電線路損耗公式表達(dá)為：P=3IUL。為實(shí)現(xiàn)電路損耗功率的有效控制，提高輸電電壓成為一項(xiàng)極為必要的工作。

考慮到特高壓供電系統(tǒng)有著輸電量大、安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的特點(diǎn)，提高系統(tǒng)電力供應(yīng)穩(wěn)定性的同時(shí)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)概率，結(jié)合特高壓供電系統(tǒng)的實(shí)際情況，應(yīng)用合適的電氣安裝技術(shù)并加強(qiáng)技術(shù)管理成為一項(xiàng)極為必要的工作。10kV 電氣安裝技術(shù)作為當(dāng)前主要被應(yīng)用于10kV 供電系統(tǒng)安裝施工活動(dòng)中的技術(shù)方法，對(duì)其應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析，并將其合理應(yīng)用于工程施工活動(dòng)中，可以為特高壓供電系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)打下良好的基礎(chǔ)[1]。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 前期準(zhǔn)備

為保證本次供電系統(tǒng)施工活動(dòng)能夠取得令人滿意的效果，在應(yīng)用10kV 電器安裝技術(shù)前，需要先開展供電系統(tǒng)土建部分的施工活動(dòng)，完成供電裝置區(qū)域主接地網(wǎng)線的敷設(shè)工作。在電氣設(shè)備安裝完成后，開展設(shè)備驗(yàn)收調(diào)試工作，確保設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為后續(xù)電力穩(wěn)定供應(yīng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。需要注意的是，在前期準(zhǔn)備階段，為避免灰塵雜物進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部影響設(shè)備后續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要在安裝室內(nèi)電氣設(shè)備時(shí)不僅需要保證通風(fēng)，還需對(duì)設(shè)備進(jìn)行防塵防噪處理，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。在開展室外電氣設(shè)備安裝工作時(shí)，需先對(duì)設(shè)備安裝區(qū)域混凝土基礎(chǔ)、溝道支架等結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，在保證上述施工活動(dòng)驗(yàn)收合格后，開展設(shè)備安裝工作[2]。

2.2 電氣設(shè)備安裝

在供電系統(tǒng)施工活動(dòng)中，設(shè)備安裝質(zhì)量與供電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量之間存在著直接的聯(lián)系。為提升10kV電氣設(shè)備安裝工作的效果，需按照基礎(chǔ)驗(yàn)收、設(shè)備檢驗(yàn)、二次運(yùn)輸、變壓器就位、附件安裝及接線、交接實(shí)驗(yàn)、試運(yùn)行檢查、試運(yùn)行、交工驗(yàn)收的順序，完成高壓柜、電纜、橋架及線槽等設(shè)備的安裝工作。

在正式應(yīng)用光伏電氣安裝技術(shù)開展電氣設(shè)備安裝工作前，需準(zhǔn)備好施工活動(dòng)所需的工具、設(shè)備以及相關(guān)材料，并對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備均符合本次工程項(xiàng)目的實(shí)際需要。如，考慮到高壓柜是供電系統(tǒng)中極為重要的電氣設(shè)備，為避免因這一設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響后續(xù)供電系統(tǒng)工作效果，工作人員需要對(duì)高壓柜進(jìn)行耐壓、直流電阻、變比等實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)合格后現(xiàn)場(chǎng)安裝高壓柜。在本次工程項(xiàng)目中使用的高壓柜型號(hào)為KYN28-12金屬裝移開式開關(guān)設(shè)備，這一設(shè)備屬于三相交流戶內(nèi)成套配電裝置，適用于額定電壓為10kV 單母線及單母線分段電力系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅可以實(shí)現(xiàn)電力資源的接收與分配，還能滿足管理人員對(duì)于控制、保護(hù)與監(jiān)護(hù)電路的要求。

本次高壓柜安裝流程為：先應(yīng)用水平尺完成基礎(chǔ)鋼架的水平固定工作，然后采用焊接的方式完成基礎(chǔ)鋼架與預(yù)埋件的連接工作，在此過程中需要控制基礎(chǔ)鋼架頂部與地面的間距超過10mm。需要注意的是，在安裝高壓柜的過程中，從總體上看應(yīng)保證高壓柜安裝牢固、連接緊密、排列整齊。對(duì)高壓柜個(gè)體進(jìn)行分析，應(yīng)保證高壓柜本身油漆完好、內(nèi)外清潔，柜體與地面的垂直度誤差小于框高的1.5/1000。本次施工活動(dòng)中基礎(chǔ)鋼架誤差范圍控制情況如表1所示[3]。

表1 基礎(chǔ)鋼架誤差范圍

在敷設(shè)電力電纜前對(duì)本次供電系統(tǒng)施工地點(diǎn)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，然后結(jié)合施工設(shè)計(jì)方案確定具體的電纜路徑圖。同時(shí)，為避免電纜在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受到外界環(huán)境的影響，施工人員采用了新建埋管敷設(shè)技術(shù)，即先在施工地點(diǎn)敷設(shè)可以用作保護(hù)管的塑料管，然后將電纜穿入管內(nèi)，達(dá)到保護(hù)電纜外絕緣的目的。需要注意的是，在敷設(shè)線纜的過程中，為盡可能延長線纜的使用壽命，降低老化、透水、絕緣擊穿等問題的出現(xiàn)概率，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)施工材料、施工過程的管理。

第一，工作人員需要對(duì)線纜材料進(jìn)行檢查，在保證線纜規(guī)格符合施工設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，確保線纜外觀不存在機(jī)械損傷、封端良好；第二，在將電纜穿入塑料管前需要先開展通管操作，在保證管內(nèi)不存在積水雜物后開展穿線工作；第三，在穿線前需要應(yīng)用兆歐表對(duì)電纜絕緣電阻進(jìn)行測(cè)定；第四，在制作電纜頭時(shí)，不僅需要保證線纜沒有受潮，還需要應(yīng)用絕緣表對(duì)電纜的絕緣性進(jìn)行測(cè)定，在保證線纜擁有良好絕緣性，且線纜及其配套設(shè)施完好后將其應(yīng)用到施工活動(dòng)當(dāng)中；第五，過低或過高的環(huán)境溫度會(huì)增大線纜在鋪設(shè)過程中損壞情況出現(xiàn)的概率，為提升線纜鋪設(shè)工作的質(zhì)量與效率，應(yīng)在天氣符合要求的情況下開展施工活動(dòng)；第六，在鋪設(shè)電纜時(shí)需要嚴(yán)格遵守電纜施工工藝流程，并且通過設(shè)置專門監(jiān)察人員對(duì)電纜檢測(cè)、鋪設(shè)、封堵、號(hào)頭以及號(hào)牌制作等流程進(jìn)行監(jiān)管的方式，達(dá)到降低安全風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率的目的；第七，在排布電纜的過程中，若電纜排列在橋架內(nèi)，需要使其分層分布，若線纜需要穿越防火墻、配電室，則需要做好防火封堵驗(yàn)收工作，盡可能避免小動(dòng)物通過縫隙直接與線纜接觸，減少線纜絕緣層被破壞的可能性[4]。

在開展橋架及線槽安裝工作前工作人員需要對(duì)施工材料進(jìn)行檢查。一般情況下，在橋架產(chǎn)品箱內(nèi)應(yīng)附有裝箱清單、產(chǎn)品合格證與出廠檢測(cè)報(bào)告，通過比較報(bào)告與設(shè)計(jì)規(guī)格要求的方式可以了解材料質(zhì)量。在保證材料質(zhì)量、規(guī)格、數(shù)量均符合設(shè)計(jì)需要后開展橋架噴涂工作。在橋架噴涂工作中，應(yīng)保證噴涂面均勻光滑、無氣泡。在橋架噴涂工作完成后開展橋架焊接工作，為降低焊接工作出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的概率，不僅要保證焊接人員均具備相關(guān)資質(zhì)證書，且正確佩戴防護(hù)面具，還需要在焊接現(xiàn)場(chǎng)配置足夠的滅火器[5-6]。

2.3 設(shè)備調(diào)試

在相應(yīng)設(shè)備管線鋪設(shè)安裝工作完成后，需要開展設(shè)備調(diào)試工作，以便保障供電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)工作的安全性。在調(diào)試工作開展前，工作人員應(yīng)仔細(xì)檢查系統(tǒng)，電氣設(shè)備是否完好、接線是否準(zhǔn)確、供電室內(nèi)設(shè)備外殼是否正常接地。然后檢查高壓柜內(nèi)元器件功能與接線，在發(fā)現(xiàn)元器件存在問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。在保證高壓柜內(nèi)部元器件正常后，開展柜內(nèi)二次接線回路絕緣檢測(cè)工作，在絕緣測(cè)試儀表得到的測(cè)試結(jié)果大于1MΩ 的情況下，認(rèn)為本次設(shè)備安裝工作取得了令人滿意的效果。

3 提高10kV 電氣安裝技術(shù)應(yīng)用效果的方法

3.1 合理應(yīng)用安裝技術(shù)

在當(dāng)前的供電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，安裝技術(shù)一旦出現(xiàn)問題將會(huì)增大系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)故障的出現(xiàn)概率。舉例來說，若設(shè)備連接過程中存在銜接故障，那么銜接部分的線纜可能會(huì)在長期作用環(huán)境下增大線路老化問題的出現(xiàn)概率，進(jìn)而威脅線纜絕緣層的安全?，F(xiàn)階段，為保障供電系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在開展安裝施工時(shí)，工作人員需要以相應(yīng)技術(shù)規(guī)范與設(shè)備安裝標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定規(guī)范化的設(shè)備安裝流程，并通過及時(shí)開展技術(shù)交底工作的方式，確保施工人員能夠應(yīng)用合適的安裝手段，實(shí)現(xiàn)各類安全風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。

舉例來說，在本次10kV 電氣設(shè)備安裝時(shí)，工作人員應(yīng)用環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)，通過在各線路處添加聯(lián)絡(luò)開關(guān)的方式，保障電氣設(shè)備在后續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，即便出現(xiàn)故障、聯(lián)絡(luò)開關(guān)也可以實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)與正常電路迅速隔離，避免設(shè)備故障對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重阻礙。同時(shí)，為避免雷電這類問題對(duì)10kV 供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成威脅，工作人員通過為設(shè)備安裝防雷設(shè)施的方式，保障了供電系統(tǒng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

合理的設(shè)計(jì)方案是保證供電系統(tǒng)能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目正常供電的重要基礎(chǔ)，若在實(shí)際的方案設(shè)計(jì)工作中設(shè)計(jì)人員未能將設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況有機(jī)結(jié)合到一起，就必然會(huì)增大10kV 電氣設(shè)備安裝工作的難度。為提升設(shè)計(jì)方案的合理性，在開展設(shè)計(jì)方案制定工作時(shí)，工作人員不僅對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行了詳細(xì)的探查，獲取了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料，還以供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃制度方案為基礎(chǔ)，應(yīng)用BIM 技術(shù)完成了供電系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)模擬工作，在提升設(shè)計(jì)方案可行性的同時(shí)提升了設(shè)計(jì)方案的直觀性與可行性，為后續(xù)方案實(shí)施工作的順利開展打下了良好的基礎(chǔ)。

3.3 外界因素的管控

在供電系統(tǒng)施工活動(dòng)中，地形地貌、氣象條件等因素都會(huì)對(duì)施工活動(dòng)造成一定的影響?，F(xiàn)階段為施工活動(dòng)能夠順利進(jìn)行，在本次施工活動(dòng)正式開展前，工作人員應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)方法，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境資料進(jìn)行了匯總與分析，明確了本次供電系統(tǒng)施工活動(dòng)涉及的施工區(qū)域，并對(duì)相應(yīng)區(qū)域的地質(zhì)水文條件進(jìn)行了詳細(xì)分析。同時(shí)為避免氣象環(huán)境因素對(duì)施工活動(dòng)造成阻礙，工作人員不僅對(duì)當(dāng)?shù)剡^去的氣象資料進(jìn)行了匯總，還通過與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T進(jìn)行溝通的方式對(duì)本次工程項(xiàng)目施工過程中的氣象環(huán)境進(jìn)行了預(yù)估。在明確可能對(duì)本次供電系統(tǒng)施工活動(dòng)造成影響的外界因素后，工作人員通過制定完善影響因素預(yù)防解決方案的方式，從根本上實(shí)現(xiàn)了外界影響因素的有效管控，提升了本次供電系統(tǒng)施工活動(dòng)的可靠性。

3.4 加強(qiáng)供電系統(tǒng)的運(yùn)維管理

為盡可能延長10kV 供電系統(tǒng)的使用壽命，提升本次電氣安裝技術(shù)的應(yīng)用效果，在優(yōu)化10kV 電器安裝方式的同時(shí)，工作人員需要在明確供電系統(tǒng)運(yùn)維管理需要的基礎(chǔ)上，制定規(guī)范化的10kV 供電系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝維護(hù)保養(yǎng)方案，并及時(shí)落實(shí)這一方案，然后通過組織專業(yè)培訓(xùn)活動(dòng)強(qiáng)化運(yùn)維管理人員責(zé)任意識(shí)、安全意識(shí)的方式，確保運(yùn)維管理人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)10kV 供電系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中潛在的安全隱患，在保障10kV 供電系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，降低人員人身財(cái)產(chǎn)安全問題的出現(xiàn)概率。

綜上所述，在低碳社會(huì)發(fā)展背景下，10kV 供電系統(tǒng)的構(gòu)建可有效降低電力資源在線路傳輸中所造成的損耗，提升電力資源的供應(yīng)質(zhì)量。