10 kV 配网不停电作业技术的应用分析

2023-08-22孟维勇郭宏亮

通信电源技术 2023年11期

孟维勇，郭宏亮

（国网黑龙江省电力有限公司巴彦县供电分公司，黑龙江巴彦 151800）

0 引言

随着电力需求的增长和电网规模的扩大，电力设备的检修和维护已经成为电力行业中的重要工作内容。传统的配电线路检修和维护方式采用停电作业，不仅影响用户的正常用电，也会给电力公司带来一定的经济损失[1]。为了解决这一问题，不停电作业技术应运而生，10 kV 配网不停电作业技术是其中的一种重要方式。本文旨在对10 kV 配网不停电作业技术的应用进行分析，通过案例和效果评价来探究其应用效果与存在的问题，并提出优化措施。

1 10 kV 配网不停电作业技术

1.1 不停电作业技术的定义

不停电作业技术是一种在不停止电力设备运行的情况下对其进行检修、维护和改造的技术，又称为“非停电作业技术”，在保障电力设备正常运行的同时，提高电力设备的可靠性、延长设备的使用寿命、降低维护成本以及减少对用户用电的影响。不停电作业技术最早应用于电力变压器和高压开关柜的维护，随着技术的不断发展，其应用范围逐渐扩大到低压电器、配电线路、电缆等电力设备的检修和维护。

1.2 不停电作业技术的分类

不停电作业技术可以根据其操作对象的不同，分为高压设备不停电作业技术和低压设备不停电作业技术2 类。

高压设备不停电作业技术主要应用于高压开关柜、变压器等设备的检修和维护，常见的不停电作业技术包括有载开关技术、有载调整技术、有载测量技术等[2]。有载开关技术指在设备运行时进行开关操作，其关键在于减小操作过程中对设备电气系统的干扰，保证操作的安全性和稳定性。有载调整技术指在设备运行时对其进行电气参数的调整，如电压、电流、功率因数等，主要应用于电力系统的稳态调节。有载测量技术指在设备运行时进行电气参数的测量，以实现对设备运行状态的监测和诊断[3]。

低压设备不停电作业技术主要应用于低压开关柜、配电线路、电缆等设备的检修和维护，常见的不停电作业技术包括电缆部分放电检测技术、母排维护技术、断路器维护技术等。这些技术的实现原理和应用方法各不相同，但都具有不停电作业的特点，可以有效保证低压电气设备的正常运行。

2 10 kV 配网不停电作业技术的应用案例分析

2.1 案例1：基于气体绝缘开关的10 kV 配电线路不停电转供技术应用

某地区的10 kV 配电线路由于地形复杂、环境恶劣等原因，经常发生故障，给用电用户带来了很大的困扰。为了保障用电安全，该地区的电力公司采用基于气体绝缘开关的不停电转供技术进行不停电作业。

原来的10 kV 配电线路采用断路器实现线路的开合，而断路器在开合时会产生电弧，对设备和供电造成损害的同时影响供电质量，无法满足不中断供电的要求。为了保证供电质量和电网的稳定性，需要在断路器前后引入隔离开关，实现断开电路后的隔离操作，同时为了避免电弧对设备和供电造成损害，需要在断开电路前先消除电弧[4]。基于气体绝缘开关的10 kV配电线路不停电转供技术通过将原先的隔离开关和断路器替换成气体绝缘开关，同时引入非电弧切换器实现电路的快速切换和隔离，从而实现不停电转供。应用此技术要先对设备进行检查和测试，确保设备状态正常，满足操作要求，再根据需要转供的线路选择相应的气体绝缘开关进行替换，对设备进行连通和断开操作。最后，对新设备进行测试和校验，确保转供操作成功。该技术具有操作简单、转供时间短、效率高等优点，可以有效避免电弧对设备和供电造成损害，同时满足不中断供电的要求，保障了用户的用电需求。

2.2 案例2：10 kV 配电线路不停电接地故障割除技术应用

某城市10 kV 配电线路发生了接地故障，需要对接地点进行割除，但由于配电线路运行的不间断供电要求，不能采取停电割除，需要采用不停电接地故障割除技术进行处理。

采用特殊的绝缘材料和接地点的特殊割除方式，使得割除操作不会对供电造成影响。采用了特殊的环氧玻璃纤维复合材料，其具有很高的绝缘强度和耐热性能，能够在高温环境下保持良好的绝缘性能，借助局部放电检测技术和超声波检测技术确定故障点位置与类型。先对接地点进行绝缘处理，采用高压绝缘胶布对接地点进行绝缘处理，避免在割除过程中对其他部分造成影响。以高压线路隔离器和接地刀割除相结合的方式，在故障点上方的高压线路上安装隔离器，然后割除故障点下方的接地线路，将故障点以上的线路与故障点以下的线路隔离开来，避免割除接地线路时可能引起的短路和爆炸等安全问题。在进行割除操作前，先断开接地点的负荷侧，再进行割除，以避免过流损坏设备，接地点恢复。割除操作完成后，需对接地点进行处理，以使其能够正常运行[5]。

2.3 案例3：基于局部放电在线监测的10 kV 配电线路不停电巡检技术应用

某地区10 kV 配电线路密集，线路长度较长，地形复杂。配电线路巡检通常需要切断电源，采用传统巡检方法的成本和对用户用电的影响都较大，为了解决这一问题，该地区电力公司引进了局部放电在线监测设备，以不停电方式进行线路巡检。

将局部放电在线监测设备安装在配电线路的关键部位，对线路进行实时监测，若监测到局部放电信号超过设定值，则代表该部位存在潜在故障隐患。通过分析故障隐患的具体原因，制定相应的不停电维护方案进行处理，以保障线路的稳定运行。相比传统巡检方式，基于局部放电在线监测的不停电巡检技术无需切断电源，减少了对用户的影响，有效提高了线路巡检的效率和准确性，但也存在一些问题。例如，监测设备的安装位置和数量需要根据实际情况进行合理安排，同时监测数据的处理和分析需要专业技术人员进行，对监测设备的精度和稳定性要求较高，需要定期维护和检修，以保证设备的正常运行。

3 10 kV 配网不停电作业技术应用效果评价

3.1 评价指标的确定

针对上述3 个案例的不停电作业技术应用，采用以下5 个指标来评价其效果：一是故障处理时间，该指标用于评估不停电作业技术在处理故障时所需的时间，故障处理时间越短，说明技术的实际应用效果越好；二是作业安全性，该指标用于评估不停电作业技术在实际作业过程中的安全性，作业安全性越高，说明技术对人员和设备的保护越好；三是作业成本，该指标用于评估不停电作业技术的实际成本，作业成本越低，说明技术的实际应用效果越好；四是可靠性，该指标用于评估不停电作业技术的可靠性，可靠性越高，表明技术在实际应用中能够稳定运行并有效解决问题；五是应用范围，该指标用于评估不停电作业技术的适用范围，应用范围越广，则表明技术的实际应用价值越高。

以上5 个评估指标由上述3 个案例的分析中总结得出，这些指标可以全面反映不停电作业技术的实际应用效果，有助于评价不同不停电作业技术的优劣，探索技术优化措施。

3.2 应用效果的实证分析

本文旨在分析不停电作业技术在10 kV 配电线路中的应用效果，并提出相应的优化措施。为此，选择了3 个实际案例来说明不同不停电作业技术的应用情况。针对每个案例，按照故障处理时间、作业安全性、作业成本、可靠性以及应用范围这5 个指标对其进行评价，具体数据如表1 所示。

表1 应用案例评价表

通过对这些数据进行实证分析，得出以下结论：不停电作业技术可以显著缩短故障处理时间，在案例1 中，从上述统计数据来看，采用气体绝缘开关的不停电转供技术，故障处理时间仅为4 h，而传统的停电作业则需要至少24 h，在案例2 中，采用接地故障割除技术，故障处理时间仅为2 h，而传统的停电作业需要至少8 h；不停电作业技术可以提高作业安全性，在案例1 和案例3 中，采用了气体绝缘开关和局部放电在线监测技术，可以有效降低安全事故的发生率，在案例2 中，采用了特殊的绝缘材料和接地点的特殊割除方式，进一步提高了作业安全性；不停电作业技术的应用成本较高，需要额外的设备和人力投入，在案例1 和案例3 中，不停电作业技术的应用成本分别为15 万元和25 万元，而传统的停电作业则只需要数万元，因此在实际应用时需要对成本进行充分考虑；不停电作业技术的应用范围较窄，适用于10 kV以下的配电线路，在案例1 和案例3 中，不停电作业技术适用范围为10 ～35 kV，而在案例2 中仅适用于10 kV 的线路，在实际应用中需要根据实际需求来选择。

3.3 应用效果的优化措施

在实际应用过程中，可以发现以上3 种不停电作业技术都存在一些问题和不足。为了进一步提升这些技术的应用效果，需要采取相应的优化措施。

基于气体绝缘开关的10 kV 配电线路不停电转供技术在实际应用过程中，可能会出现气体绝缘开关的故障或损坏，导致无法进行不停电转供操作。可以考虑在关键节点设置备用气体绝缘开关，或者采用其他可靠的切换设备进行备份。此外，在选择气体绝缘开关时，需要注意其性能指标，选择具有较高可靠性和稳定性的产品。

10 kV 配电线路不停电接地故障割除技术虽然可以有效解决接地故障问题，但在实际应用过程中可能会出现切换设备操作失误、人员安全问题等风险。可以考虑通过技术手段提升系统的自动化程度，减少人为干预的可能性。例如，采用智能化切换设备，引入机器视觉等技术，实现对线路接地状态的实时监测和自动判断，提升系统的自动化程度。

基于局部放电在线监测的10 kV 配电线路不停电巡检技术在实际应用过程中，可能会受到外部环境干扰导致监测数据的不准确或误判。可以考虑采用多种监测手段相互印证的方式，提高监测数据的准确性。例如，结合红外成像、超声波检测等多种监测手段，实现对线路设备的全方位、多维度监测。此外，在监测数据处理和判读方面，可以引入人工智能等技术，提高监测数据的准确性和判读的智能化程度。

通过以上优化措施的实施，可以进一步提升不停电作业技术的应用效果，为电力行业的安全生产和可靠供电提供更好的技术保障。