溫祥華

摘要 隨著城市的發(fā)展和居民生活水平的提高,在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工中供電線路已普遍采用電力電纜。本文簡(jiǎn)述110kV電纜線路的特點(diǎn)及施工中的思路,并提出自己的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 110kV電纜;施工準(zhǔn)備;施工措施

中途分類號(hào)TM726.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2009)07-0089-02

1 工程實(shí)例

某110kV電纜線路是一條隧道電纜線路。線路起于一變電站110kV室內(nèi)配電裝置,終止于一家熱電廠110kV配電裝置,回路數(shù)為單回路。隧道路徑總長(zhǎng)4.87km,電纜總長(zhǎng)15.236km。電纜排列方式為品字形排列,以北利用原110kV隧道至熱電廠部分為垂直排列。電纜由某電纜有限公司生產(chǎn),型號(hào)為YJLW03,電纜截面1×1 000mm2,外徑(106.4±3.0)mm。制作電纜中間接頭8組,室內(nèi)電纜終端2組,室外電纜終端2組,正常運(yùn)行時(shí)輸送容量為180MVA,電纜工作電流為945 A。

2 電纜施工機(jī)具的配置

高壓電纜輸送必備機(jī)具主要包括:電纜輸送機(jī)、電纜支架、牽引機(jī)、滑車、輸送機(jī)控制電源箱、動(dòng)力及控制電纜等。

2.1 總控箱和分控箱

總控箱過多,不易控制,且投資增加?？偪叵湓O(shè)置過少,由于電壓降落,造成末端輸送機(jī)電壓過低,輸送功率達(dá)不到額定出力,出現(xiàn)輸送機(jī)不同步現(xiàn)象,對(duì)電纜造成傷害。實(shí)踐證明,按每8臺(tái)輸送機(jī)配置1個(gè)總控箱,每臺(tái)輸送機(jī)配置1個(gè)分控箱,總控箱引自不同電源的配置較為合理。

2.2 動(dòng)力電纜和控制電纜

所有分控箱與輸送機(jī)、總控箱之間都與動(dòng)力電纜和控制電纜相連接,特別注意,動(dòng)力電纜如果截面不足,電壓降落較大會(huì)影響輸送機(jī)同步。一般廠家配套全部電纜,1軸50m,但價(jià)格較貴,如自己購(gòu)買僅需一半費(fèi)用,但需要廠家提供專用電源接頭和控制插頭。控制電纜選用銅芯3mm×1.5mm的電纜即可,總長(zhǎng)1 500m,電源至總控箱動(dòng)力電纜選用銅芯4 mm×50mm的電纜,分控箱間的聯(lián)絡(luò)電纜選4mm×6mm銅芯電纜。

2.3 滑車、牽引機(jī)、電纜放線架的配置

滑車從材料分有全鋁滑車和鋼滑車;從功能分有直滑車、轉(zhuǎn)彎滑車、井口滑車等幾種,全鋁滑車輕便耐用,適宜選用。直滑車根據(jù)電纜單重,一般每5m設(shè)置1個(gè),有坡處相應(yīng)增加,1套輸送裝置約需120個(gè),轉(zhuǎn)彎滑車需配置20個(gè)。井口配置2個(gè)四輪型滑車,具有固定電纜、防止電纜與溝壁相碰及輸送的作用。無(wú)特殊地形可不使用牽引機(jī),電纜端部可用人力掌握方向,電纜放線架可選用五輪液壓式,提升質(zhì)量應(yīng)達(dá)到20t。

3 施工準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備過程中,針對(duì)電源、機(jī)具布置、電纜展放、通訊布置等方面出現(xiàn)的問題,制定了具體的解決措施。

3.1 施工電源

最初選用的是每芯25mm2的三相銅芯電纜作為電源線,且在26臺(tái)輸送設(shè)備中只設(shè)置了2個(gè)接入點(diǎn),試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)首端輸送機(jī)轉(zhuǎn)速較快,而末端輸送機(jī)轉(zhuǎn)速較慢,易導(dǎo)致高壓電纜拉拽、擠兌。經(jīng)分析,由于電源點(diǎn)設(shè)置過少,電源線截面較小,導(dǎo)致電壓下降,因此,敷設(shè)了不小于50mm2的銅導(dǎo)體三相四線制電源,每200m即每8臺(tái)輸送機(jī)設(shè)1個(gè)施工電源箱與總控箱連接,作為輸送機(jī)的電源,從而保證輸送機(jī)勻速運(yùn)行。

3.2 機(jī)具布置

隧道內(nèi)平緩地段約每30m擺放1臺(tái)電纜輸送機(jī),5m左右1個(gè)電纜滑車。彎道處和坡陡處輸送機(jī)和電纜滑車可相應(yīng)密集一些。輸送機(jī)布置好后,連接電源線和控制線,每個(gè)輸送機(jī)的分控箱相互串聯(lián),每7~8個(gè)輸送機(jī)布置1個(gè)總控箱與各分控箱連接,包括電源和控制線,任意一個(gè)輸送機(jī)卡阻,總控箱均能斷開電源,使全線停運(yùn),避免電纜損傷。輸送機(jī)、電纜滑車、電纜軸支架等放纜工具連接到位后必須通電源試運(yùn)轉(zhuǎn),以檢測(cè)電路與機(jī)械是否正常。

3.3 電纜展放

電纜展放受環(huán)境溫度限制,電纜外皮及絕緣層變脆,已發(fā)生外皮及絕緣損傷,此時(shí)嚴(yán)禁展放。該工程第1根電纜展放在12月初,溫度在0℃左右,為防止電纜損傷,在井口搭設(shè)電纜棚,棚內(nèi)布置電熱器等對(duì)電纜進(jìn)行24h以上的加熱,保證電纜本體溫度不低于5℃,同時(shí)還要保持隧道內(nèi)的溫度,采取保溫措施,如設(shè)置加溫設(shè)備,井口防風(fēng)等,但保溫的同時(shí)還應(yīng)注意空氣的流通,在電纜隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)施,保證施工人員的安全。

3.4 通訊布置

由于參加電纜線路敷設(shè)施工的人員較多,放纜過程中,牽引機(jī)械及輸送機(jī)的啟動(dòng)和停止都需要全線路人員的配合和執(zhí)行,因此,必須保持良好的通訊。隧道內(nèi)對(duì)無(wú)線信號(hào)有屏蔽作用,采取對(duì)講機(jī)與有線電話結(jié)合使用的方法來(lái)解決,為電纜盤及輸送機(jī)分控電源箱等關(guān)鍵部位的施工人員配備對(duì)講機(jī),并制定統(tǒng)一的指揮信號(hào)和行動(dòng)規(guī)則,在2個(gè)總控電源箱拉設(shè)了臨時(shí)的有線電話,保證每根電纜敷設(shè)的同步性。

4 施工措施及經(jīng)驗(yàn)

4.1 電纜輸送方向的選擇與分析

電纜輸送方向的選擇非常關(guān)鍵,例如,工程中和平路和印染廠之間有一個(gè)南低北高的14m豎井,由于缺少施工經(jīng)驗(yàn)而選擇了由南向北施放,豎井施放使用了牽引機(jī),還在豎井中搭設(shè)保護(hù)架,整個(gè)過程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,所以當(dāng)2個(gè)井口之間有豎井或整個(gè)路徑高度差明顯時(shí),建議選擇由高到低施放,這樣較為省力且不易損傷電纜。應(yīng)合理安排輸送順序,最好按連續(xù)輸送區(qū)段安排,這樣可減少輸送機(jī)搬運(yùn)次數(shù),提高工作效率。在施工方案中應(yīng)制作施工路徑圖,標(biāo)明隧道內(nèi)豎井、彎道、井口位置、詳細(xì)距離等,詳細(xì)比較施放需增加26臺(tái)輸送機(jī)以滿足地下輸送1 000m的要求。這樣配置可以減少機(jī)具搬運(yùn)次數(shù),降低占地費(fèi)用。輸送機(jī)型號(hào)主要有80-150、70-180等。據(jù)調(diào)查一般高壓電纜外徑在80~150mm之間,小于80mm沒有必要使用輸送機(jī),外徑大于150mm,目前國(guó)內(nèi)廠家暫無(wú)制造能力,設(shè)計(jì)一般采用雙電纜并行。因此,輸送機(jī)可調(diào)范圍80~150mm可滿足一般施工需求。70 -180機(jī)型為隧道型輸送機(jī),外形電纜方向的優(yōu)劣,方可施工。

4.2 電纜軸失控的解決

展放過程中,由于電纜自重較大、隧道距地面較深(電纜垂直落差最大約19m),極易出現(xiàn)電纜失控現(xiàn)象(自動(dòng)溜放)。可以在井口處預(yù)留約20m×5m的施工場(chǎng)地,將電纜軸穩(wěn)放于距井口約20m的位置,電纜軸直徑約4m,其間可放置2臺(tái)大功率輸送機(jī)來(lái)控制可能出現(xiàn)的失控,并在電纜軸處、入井口處、井底處分別配備人員監(jiān)護(hù)施工。井口布置專用井口滑車,防止電纜擺動(dòng)造成與側(cè)壁相碰,還可以起到引導(dǎo)方向的作用。若豎井高度差不大,可減少輸送機(jī)數(shù)量,相應(yīng)減少施工場(chǎng)地大小。

4.3 防止電纜局部受損

1)為防止電纜局部受力過大而損傷電纜,應(yīng)控制最大牽引力(銅芯電纜不大于7kg/mm2、鋁芯不大于4kg/mm2)。電纜轉(zhuǎn)彎處,按牽引力=側(cè)壓力×轉(zhuǎn)彎處彎曲半徑進(jìn)行控制,電纜側(cè)壓力控制在300kg/m以下。電纜展放過程中,技術(shù)人員應(yīng)首先對(duì)側(cè)壓力進(jìn)行檢測(cè),如側(cè)壓力大于300kg/m,應(yīng)及時(shí)調(diào)整放線彎曲半徑。

2)計(jì)算電纜溝及隧道等轉(zhuǎn)彎處的彎曲半徑是否符合要求,電纜最小允許彎曲半徑為20d(1±5%),電纜固定后,最小彎曲半徑為15d(1±5%),其中d為電纜直徑。如不滿足彎曲半徑電纜極易受損,應(yīng)在電纜進(jìn)入隧道口轉(zhuǎn)彎處預(yù)先安置轉(zhuǎn)彎滑車,以支撐電纜及導(dǎo)向。轉(zhuǎn)彎處輸送機(jī)與電纜滑車應(yīng)比平地上略密一些,并設(shè)專人監(jiān)視。

3)工程電纜支架為普通角鋼支架,其端部為尖角,電纜輸送到位后,人工抬電纜放置在支架上的過程中極易碰到尖角,使電纜外皮受損。應(yīng)將尖角進(jìn)行磨圓處理,從而減少電纜的損傷,建議電纜支架端部加工成圓角。

4)總控箱與分控箱、總控箱與總控箱、各分控箱之間均通過控制電纜連接,自動(dòng)控制啟動(dòng)和停止。某臺(tái)輸送機(jī)故障,發(fā)信號(hào)至總控箱,所有總控箱、分控箱均應(yīng)跳閘,輸送機(jī)停止工作,以此來(lái)保證電纜不會(huì)因?yàn)槟撑_(tái)機(jī)械故障導(dǎo)致其他輸送機(jī)對(duì)電纜的脫拽、擠兌,而造成的電纜外皮受傷。若施工單位不接控制電纜而僅依靠感覺控制,極易造成電纜損傷。

4.4 電纜敷設(shè)后的波形調(diào)整與固定

在電纜敷設(shè)完畢后,為調(diào)節(jié)溫度變化引起的熱脹冷縮,隧道內(nèi)電纜采用蛇行布置,施工中使用CB160電纜彎曲、校直機(jī)調(diào)整電纜的正弦波形,在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高了施工質(zhì)量。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員負(fù)責(zé)核對(duì)每段電纜敷設(shè)后的排列方式與順序,并在電纜的兩頭做好電纜編號(hào)、相序等標(biāo)識(shí)以方便后續(xù)施工工作。電纜調(diào)整完畢后,使用電纜三相或單相卡具及橡膠墊,對(duì)電纜進(jìn)行固定(品字型排列每6m一處,垂直排列每3m一處)。

4.5 電纜接頭的加工和安裝

電纜接頭的加工和安裝質(zhì)量決定了整個(gè)工程的質(zhì)量。安裝質(zhì)量差的接頭易發(fā)熱,嚴(yán)重的可發(fā)生短路,因此,保持安裝過程的清潔是十分重要的,使用工具之前必須清潔工具,隨時(shí)清潔施工現(xiàn)場(chǎng)。中間頭、終端頭安裝時(shí)溫度宜在5℃以上,如果在冬季施工,應(yīng)搭設(shè)保溫棚,設(shè)置暖氣等加溫設(shè)備,同時(shí),保溫棚也可以起到防塵作用。制作電纜終端與接頭時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。

4.6 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要包括安裝前后外護(hù)套試驗(yàn)和整體交流耐壓試驗(yàn)。該工程注意了以下幾點(diǎn):

1)電纜運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng),拆包裝后(電纜展放入井口前)進(jìn)行外護(hù)套泄漏試驗(yàn),施加位置為外護(hù)套對(duì)地,若泄漏電流大于300μA,則必須查明原因。

2)電纜展放進(jìn)入隧道,調(diào)直、上架正位、固定后,在制作中間頭、終端頭之前,進(jìn)行外護(hù)套絕緣電阻試驗(yàn),施加位置為外護(hù)套對(duì)地,但測(cè)出數(shù)值只作為參考值,不作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際操作中是作一次外護(hù)套試驗(yàn)來(lái)判定電纜展放過程中是否發(fā)生過電纜外皮損傷。

3)電纜中間接頭、接地箱安裝完畢后,再進(jìn)行一次外護(hù)套泄漏試驗(yàn),施加位置為外護(hù)套對(duì)地,泄漏電流大于300μA,必須查明原因,否則不能再進(jìn)行下道工序。

4)絕緣交流耐壓試驗(yàn),即施加1.7倍額定電壓109kV持續(xù)1h,但實(shí)際操作中,該工程僅持續(xù)了十幾分鐘,由于電纜較長(zhǎng)通電后空載情況下,有較大容抗,試驗(yàn)設(shè)備需配電感進(jìn)行補(bǔ)償,但試驗(yàn)設(shè)備最終無(wú)法匹配,電容電流較大導(dǎo)致試驗(yàn)十幾分鐘后跳閘。

5 施工效果及建議

110kV電纜線路施工效果良好,一次帶電投運(yùn)成功,運(yùn)行半年來(lái)未見電纜異常。由于110kV電纜施工在該地電網(wǎng)是一項(xiàng)新技術(shù),在應(yīng)用中遇到一些問題,建議在今后施工中改進(jìn),具體改進(jìn)措施如下:

1)低溫下施工對(duì)電纜的損傷問題。電纜施工的場(chǎng)地大,保溫措施很難做到位,建議盡量避免冬季施工。

2)工程未能按規(guī)程規(guī)定時(shí)間通過交流耐壓試驗(yàn),最終選擇工頻110kV電壓對(duì)電纜直接充電,這樣存在一定風(fēng)險(xiǎn),建議改進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備使其滿足試驗(yàn)要求,在通過交流耐壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上送電更加穩(wěn)妥。

3)電纜接頭的安裝質(zhì)量依賴于環(huán)境是否清潔。工程安裝過程中發(fā)現(xiàn)一些問題,比如安裝時(shí)搭的支架和防護(hù)棚過于簡(jiǎn)易,操作不便且防塵效果不理想,建議制作成型的安裝支架而不是臨時(shí)支架,制作可拆裝的、質(zhì)量較好的、能多次使用的防護(hù)棚,從而解決清潔問題。

4)工程電纜支架有明顯棱角,建議今后電纜支架端部應(yīng)處理為圓角,以防電纜在上架時(shí)劃傷。