输配电及用电工程线路安全运行的问题及其技术探讨

朱秀锦

（福建润秀电力发展有限公司，福建 莆田 351100）

配电线路在运行中的安全性与可靠性是保证电力工程项目稳定、持续运行的关键，为全面落实此项工作，我国投入了大量的资金用于输配电工程改造建设，通过对电力工程线路的集中整改与优化，保证输电、供电、配电等过程的安全性[1]。但在深入此项工作的研究中发现，目前此类工程在市场的运营仍存在问题，即电力工程线路在运行中的安全问题尚未得到完全解决，此种问题会在不同程度上影响终端用户的用电体验，因此，将分析不同因素线路工程运行安全造成的影响，提出保障输配电工程线路安全运行的技术[2]。

1 输配电及用电工程线路安全运行的问题

1.1 材料质量引起的安全问题

线路质量不达标是造成用电工程线路安全运行问题的主要原因，如果在输电过程中，线路存在质量方面的问题，电力工程的整体安全性将无法得到保障，甚至会在一定程度上降低供电质量[3]。然而，在进行此类工程的建设与组织规划中，线路安全是最容易被忽视的一个问题，部分电力工程施工方为了在此过程中实现其个人利益的最大化，会在购买线路时，选择一些资质不完善的单位作为供货单位，甚至会使用较差质量线路代替预设线路[4]。此外，部分电力线缆生产单位在生产中会存在对生产过程质量把控重视度不足的问题，导致供应给市场批次线路存在问题。如果将此类电缆线路应用到电力工程的建设中，会加速线路的老化，从而对终端用电造成安全威胁。

1.2 气候环境引起的安全问题

当输电线路的使用环境存在问题时，线路安全也将受到一定程度的影响[5]。例如，当线路运行环境湿度较大时，线路极易出现短路故障，当线路运行环境过于封闭时，线路运行无法有效散热，容易出现火灾等灾害问题。无论任何一种问题，都会对供电终端的安全性造成一定程度的影响，严重情况下，甚至会出现供电线路大规模、连锁故障，最终导致线路整体受损。

2 安全运行技术探讨

2.1 配电系统防风技术

在输配电系统运行过程中，台风影响会在极大程度上使配电企业各方面损失增加，针对这一问题，首先从防风角度出发，提出针对配电系统的防风技术。用电工程线路的设置路径需综合运行、施工、交通等多项条件和路径长度等综合因素基础上，进行选择。用电工程线路需要避开台风破坏严重的区域，同时应注意周围洼地、滑坡、塌陷区域等地质条件对线路安全的影响。若无法避开，则需要采取有效的加强措施[6]。在明确线路的具体位置后，针对线路上各个杆塔荷载以及材料进行选择。荷载需要根据风压高度变化系数得出，其公式为：

式中：W 为用电工程线路上地线或导线的风荷载标准数值；α 为台风影响风压改变的不均匀系数；μs为风荷载系数，通常情况下当地线或导线的外直径<15 mm 时，μs的取值为1.2，当地线或导线的外直径大于17 mm 时，μs的取值为1.1。d 为线路外表面直径；L 为水平档距；W0为基本风压；θ 为风向与线路之间形成的夹角。在实际应用中风压的不均匀系数的取值见表1。

表1 风压不均匀系数取值对照表

按照表1 中的内容，在实际应用中，根据不同风速以及水平档距对α 取值进行选择。在对杆塔的材料选择时，采用HRB400 级钢筋作为普通钢筋结构。杆塔结构分为钢筋混凝土类型、钢管杆类型等，根据实际情况进行选择[7]。通过上述对杆塔结构的设置能够针对台风区域起到良好的防风效果，保障配电系统稳定运行。

2.2 用电工程线路防雷技术

在对用电工程的线路进行防雷处理时，首先需要对不同区域的等级进行划分，并严格按照不同雷区等级下的地闪密度进行防雷技术设计。将雷区等级划分为少雷、中雷、多雷和强雷，共四个区域等级。其分别对应的地闪密度为：＜0.75 次/km2·a；0.75 次/km2·a～2.0 次/km2·a；2.0 次/km2·a～2.65 次/km2·a；2.65 次/km2·a～5.0 次/km2·a。可选用固定外串联间隙符合外套避雷器的杆塔结构，在对其进行接地时，可采用杆塔接地的方式完成接地，见图1。

图1 杆塔接地方式示意图

当导线上有雷电经过时，雷电过电压的幅值会超出安全限制范围，并能够造成间隙被击穿，此时过电压在使用这种避雷器时，其基本工作原理图，见图2。

图2 固定外串联间隙复合外套避雷器工作原理图

在正常运行过程中，避雷器的本体不会携带电量，并且也不会出现老化的情况，以此能够有效减少对杆塔的检修和维护，也能够达到延长避雷器使用寿命的目的。并且，一旦避雷装置本体出现故障问题，在串联间隙的隔离作用下，不会造成线路出现短路的问题。在实际运行过程中，还需要对防雷的能力进行实时监测。针对杆塔号、分支线号、柱上变压器等信息进行记录，结合易击段的定义，针对现场周围环境可能影响线路运行的因素进行核实，并确定一个易击段的具体范围。在实际应用中，每年的雷击高发季节，都需要对防雷装置进行日常巡检，并时刻关注高压引线的运行情况，并针对不符合要求的设备进行维护或替换。对于配电防雷装置而言，不需要对其进行维护，一旦出现故障问题需要直接更换。针对各类接地装置，在实际应用中需要开展周期性的接地电阻测试，结合得出的测试结果，针对不符合规定要求的接地装置进行优化，以此促进接地电阻降低，达到理想的防雷效果。

3 安全性对比分析

为检验本研究设计的安全技术是否具有可行性，设计如下文所示的实验。

实验中，选择某地区10 kV 大型供电单位作为此次实验的参与单位，通过对此单位负责人的交涉可知，此单位在该地区中不仅需要提供居民用电服务任务，同时也肩负着地区周边大型工厂的安全用电责任。目前，此单位中的部分输配电线路从建成到现在已投入使用十余年，部分线路已经出现了老化、绝缘外壳破损等方面的问题。加之配电系统中部分电缆、电杆位于水沟位置，导致该公司的供电工作一直存在安全隐患问题。尽管电力公司已经采取了措施，对线路的运行过程进行全面安全保障，但由于所在地的环境较为恶劣，导致相关安全保障工作的实施一直未能发挥预期效果。

因此，在综合商议后，决定按照本研究设计方法，对电力单位的配电系统线路进行优化改造。改造后，对线路在运行中的绝缘性能进行检测。检测中，在线路中设计若干个检测点，使用电笔对线路在输电过程中的漏电现象进行检测，检测结果，见图3。

图3 输电线路漏电现象检测结果

从图3 所示的内容可以看出，在随机测点的检测中，测点电流值与电压值均为0，说明线路在输电过程中的绝缘性能良好，可以避免在操作线路中出现触电等方面的危险。在此基础上，对设计成果进行防雷测试。将电流传感器安装在线路的输出端，用于检测线路在遭受到雷击后的电流波动情况。统计结果，见图4。

图4 输配电线路在遭受到雷击后的电流波动情况

从图4 所示的实验结果可以看出，线路在遭受到雷击后，测点电流值发生了轻微的波动，但波动并未超出安全界限，即线路的安全运行在受到外界环境的影响后，即便出现了波动现象，但并未对终端供电造成显著的影响。因此，可以认为此项技术在实际应用中具有较好的防雷效果，可以保证线路在受到外界异常或恶劣环境的影响后，仍持续向终端输送稳定的电力资源。综上所述，可以得出如下实验结论：本研究此次研究设计的技术，在应用到输配电线路工程中后，具有较好的防雷能力与绝缘性能，可以保证线路的安全、连续、稳定运行。

4 结论

本研究以某输配电工程项目为例，设计了针对线路安全运行的保障技术。实验结果证明了本研究此次设计的成果在实际应用中具有较高的可靠性。笔者从多个角度详细阐述了线路安全运行的防范措施，为我国电力行业的持续发展打下了坚实的基础。但本次研究也存在一些不足，例如，在文章的实验模块中，仅选择一个电力企业参与此次实验，即实验结果仍存在一定的局限性与偶然性。因此，在后续的进一步研究中，还将深化此方面内容的设计，设计规模更大的实验，用于检验提出的防雷与防风技术的可靠性。但也不代表本次研究成果不具备学术研究价值，可以在后续工作中，将本次实验结果作为参照，并根据地方用电服务需求，做好对用电安全的宣传，使更多单位认识到此项工作的重要性，从而使更多的学术研究者参与到线路安全运行的研究中，为我国电力行业的发展与建设提供技术保证，并为未来相关产业的发展积累工作经验。