王東，駱建龍，楊燦

(湖南電力建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙410007)

目前，特高壓換流站接地網(wǎng)大部分采用銅絞線或鍍銅鋼絞線，地網(wǎng)連接點(diǎn)采用放熱焊接工藝。放熱焊接作為一種新工藝，具有操作簡(jiǎn)單、焊接牢固、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工程上獲得普遍應(yīng)用。特高壓換流站地網(wǎng)面積大，連接點(diǎn)較多，且放熱焊點(diǎn)造價(jià)較高，給接地網(wǎng)施工質(zhì)量控制及計(jì)量工作帶來一定的難度。以鄭州±800 kV 換流站工程為例，其接地網(wǎng)放熱焊點(diǎn)多達(dá)3 000 余個(gè)〔1〕，而單個(gè)放熱焊點(diǎn)工程造價(jià)在200 元左右。在工程建設(shè)信息化迅速發(fā)展的背景下，如何利用計(jì)算機(jī)手段對(duì)接地網(wǎng)施工進(jìn)行有效控制、防止出現(xiàn)漏焊、確保焊接質(zhì)量及計(jì)量準(zhǔn)確性，這是一個(gè)新課題。

1 傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制方法

1.1 傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制流程圖

傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制流程如圖1。

圖1 傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制流程

1.2 傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制步驟

1)在接地網(wǎng)施工前，由設(shè)計(jì)院向現(xiàn)場(chǎng)交付紙質(zhì)版接地網(wǎng)施工圖，并由建設(shè)管理單位組織開展圖紙會(huì)檢。監(jiān)理依據(jù)會(huì)檢完成的圖紙編制接地網(wǎng)施工控制圖，一般采用的方法是在紙質(zhì)版接地網(wǎng)施工圖上對(duì)接地網(wǎng)軸線進(jìn)行編號(hào)。

2)施工單位在接地網(wǎng)施工前對(duì)技術(shù)人員開展放熱焊接工藝培訓(xùn)。培訓(xùn)一般采用PPT、WORD 文檔形式進(jìn)行放映講解，培訓(xùn)完成后進(jìn)行放熱焊工藝試驗(yàn)〔2〕。整個(gè)實(shí)施過程由監(jiān)理進(jìn)行見證。

3)在施工過程中，施工單位依據(jù)設(shè)計(jì)院提供的接地網(wǎng)施工圖進(jìn)行施工，并對(duì)已施工部分在圖紙上進(jìn)行標(biāo)記。每天施工完成后，由監(jiān)理對(duì)完成的放熱焊點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收，并逐點(diǎn)拍照。如驗(yàn)收合格，監(jiān)理在接地網(wǎng)施工控制圖上對(duì)相應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行合格標(biāo)記;如驗(yàn)收不合格，則進(jìn)行不合格標(biāo)記;未施工的放熱焊點(diǎn)不進(jìn)行標(biāo)記。對(duì)于不合格放熱焊點(diǎn)，由施工單位進(jìn)行整改后報(bào)監(jiān)理復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格則在接地網(wǎng)施工控制圖上對(duì)原標(biāo)記進(jìn)行更改〔3〕。

4)接地網(wǎng)施工時(shí)采取分區(qū)域施工的方式，在各區(qū)域施工完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，及時(shí)辦理隱蔽工程簽證。

1.3 傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制缺陷

傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制方法可以對(duì)接地網(wǎng)施工進(jìn)行有效控制，但其存在以下缺點(diǎn):

1)放熱焊工藝培訓(xùn)以文字形式為主，不生動(dòng)，培訓(xùn)效果較差。

2)繪制紙質(zhì)版地網(wǎng)控制圖時(shí)，一般對(duì)接地網(wǎng)軸線進(jìn)行編號(hào)，如橫軸編為A1，A2，A3…，縱軸編為B1，B2，B3…。由B1 軸，B2 軸交叉形成的放熱焊點(diǎn)則為點(diǎn)B1B2，考慮圖紙的紙面清晰，一般不標(biāo)注放熱焊點(diǎn)編號(hào)。這導(dǎo)致在使用過程中，核對(duì)放熱焊點(diǎn)編號(hào)較為不便。

3)由于地網(wǎng)控制圖為紙質(zhì)版，紙張較大，一般僅制作1 套。在頻繁使用過程中，容易損壞和丟失。

4)在對(duì)接地網(wǎng)施工控制中，對(duì)不合格放熱焊點(diǎn)要進(jìn)行標(biāo)記，驗(yàn)收后需進(jìn)行二次標(biāo)記，重復(fù)標(biāo)記導(dǎo)致無法辨認(rèn)。部分放熱焊點(diǎn)標(biāo)記錯(cuò)誤后，難以更改。

5)辦理隱蔽簽證時(shí)，需繪制實(shí)際施工圖，統(tǒng)計(jì)施工量。此工作量較大，且數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)差錯(cuò)。

6)在接地網(wǎng)施工過程中，如監(jiān)理按排不同人員進(jìn)行分區(qū)監(jiān)理或負(fù)責(zé)人員發(fā)生變動(dòng)，則交接時(shí)較為繁瑣，且容易發(fā)生紕漏。

2 優(yōu)化后接地網(wǎng)施工控制方法

2.1 軟件功能

1)利用軟件繪制接地網(wǎng)施工控制圖。由設(shè)計(jì)院提供已會(huì)檢完成的電子版接地網(wǎng)施工圖，在軟件中進(jìn)行繪制。軟件可直接輸出打印接地網(wǎng)施工控制圖。

2)利用軟件進(jìn)行放熱焊接工藝培訓(xùn)。培訓(xùn)以動(dòng)畫形式進(jìn)行，加入相應(yīng)的語音講解和文字版注意事項(xiàng)。

3)利用軟件進(jìn)行數(shù)碼照片整理和放熱焊點(diǎn)標(biāo)記、統(tǒng)計(jì)。避免人工標(biāo)記帶來的錯(cuò)誤、涂改等問題，并實(shí)時(shí)展現(xiàn)接地網(wǎng)整體施工情況。自動(dòng)統(tǒng)計(jì)接地網(wǎng)放熱焊點(diǎn)總數(shù)、已施工數(shù)量、不合格數(shù)量。

4)利用軟件直接生成隱蔽工程簽證單〔4〕。

2.2 優(yōu)化后的接地網(wǎng)施工控制流程

利用軟件優(yōu)化后的接地網(wǎng)施工控制流程如圖2。

圖2 利用軟件優(yōu)化后的接地網(wǎng)施工控制流程

2.3 優(yōu)化后的接地網(wǎng)施工控制步驟

1)由設(shè)計(jì)院提供會(huì)審后的電子版接地網(wǎng)施工圖，并錄入軟件。

2)利用軟件繪制接地網(wǎng)施工控制圖，同時(shí)利用軟件對(duì)施工人員開展放熱焊接工藝培訓(xùn)。

3)施工過程中，監(jiān)理對(duì)完成的放熱焊點(diǎn)驗(yàn)收，并逐點(diǎn)拍照。對(duì)拍攝的照片依據(jù)合格標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分命名，錄入軟件，由軟件自動(dòng)標(biāo)記。可隨時(shí)通過軟件查看各區(qū)域接地施工情況，并根據(jù)需要打印接地網(wǎng)施工實(shí)時(shí)進(jìn)度圖。

4)在單個(gè)區(qū)域施工完成，軟件標(biāo)示全部合格后，自動(dòng)生成隱蔽工程簽證單。打印后由各方簽字。

3 特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件

3.1 軟件功能模塊確定

1)根據(jù)優(yōu)化后的接地網(wǎng)施工控制流程，確定特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件功能模塊主要包括:放熱焊接工藝培訓(xùn);接地網(wǎng)施工控制圖繪制;接地網(wǎng)施工過程實(shí)時(shí)控制。

2)軟件應(yīng)具備的I O 功能:

①輸入項(xiàng)目:電子版接地網(wǎng)施工圖(CAD)、數(shù)碼照片;

②輸出項(xiàng)目:接地網(wǎng)施工控制圖;接地網(wǎng)施工進(jìn)度圖;隱蔽工程簽證單〔5〕。

3.2 軟件模型

對(duì)各功能模塊進(jìn)行分析后，搭建模型如圖3。

圖3 特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件模型

3.3 軟件功能說明

1)放熱焊工藝培訓(xùn)動(dòng)畫、文字版施工要點(diǎn)制作完成后嵌入軟件，使用時(shí)直接打開軟件進(jìn)行播放或查看。

2)利用特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件繪制的接地網(wǎng)施工控制圖，可顯示每個(gè)放熱焊點(diǎn)的編號(hào)，并可根據(jù)需要進(jìn)行隱藏。

3)現(xiàn)場(chǎng)拍攝數(shù)碼照片后，對(duì)照片進(jìn)行重命名。例如:對(duì)放熱焊點(diǎn)A3B5 拍照后，如該點(diǎn)驗(yàn)收合格，將其命名為A3B5(Y);如不合格，則命名為A3B5(N)。將照片錄入軟件，軟件對(duì)照片進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)到A3B5(Y)時(shí)，接地網(wǎng)控制圖上該點(diǎn)變?yōu)樗{(lán)色，檢測(cè)到A3B5(N)時(shí)，該點(diǎn)在圖上顯示為紅色。對(duì)于未施工點(diǎn)，接地網(wǎng)控制圖上該點(diǎn)顏色仍保持原色(可預(yù)設(shè)為黑色)。

4)接地網(wǎng)施工實(shí)時(shí)進(jìn)度圖可整體顯示當(dāng)前施工進(jìn)度情況，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括放熱焊點(diǎn)總數(shù)量、已完成數(shù)量、合格數(shù)量、不合格數(shù)量。

5)隱蔽工程簽證單在軟件開發(fā)時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)格式嵌入，對(duì)于無需變動(dòng)的內(nèi)容直接予以固化。使用時(shí)，直接在軟件上填入與工程相符的內(nèi)容，涉及到接地網(wǎng)實(shí)際施工圖由軟件自動(dòng)填入。

4 優(yōu)化后接地網(wǎng)施工控制及經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 對(duì)比傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)

借助特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件對(duì)接地網(wǎng)施工實(shí)施控制，相比傳統(tǒng)控制方法具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)采用動(dòng)畫形式開展放熱焊接培訓(xùn)形象生動(dòng)，培訓(xùn)效果可以得到提升。

2)利用軟件繪制接地網(wǎng)施工控制圖更便捷，且生成的圖紙可多份打印，便于分區(qū)開展監(jiān)理工作。

3)利用軟件進(jìn)行接地網(wǎng)施工實(shí)時(shí)控制，可以減輕一定的工作量，不易出現(xiàn)標(biāo)記錯(cuò)誤、圖紙丟失等問題。同時(shí)，也方便不同管理人員之間的工作交接。

4)由軟件自動(dòng)生成隱蔽工程簽證單，在減輕資料人員工作量的基礎(chǔ)上，確保了計(jì)量的準(zhǔn)確性和資料整理的規(guī)范性。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

每座特高壓換流站主接地網(wǎng)放熱焊接數(shù)量平均按3 500 個(gè)考慮，單個(gè)焊點(diǎn)報(bào)價(jià)定為200 元(按鄭州換流站平均報(bào)價(jià))。相比傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制方法，借助特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件對(duì)接地網(wǎng)施工實(shí)施控制，預(yù)計(jì)可以產(chǎn)生以下經(jīng)濟(jì)效益:

1)采用傳統(tǒng)控制方法，計(jì)量偏差一般在15%左右，采用軟件控制后，計(jì)量準(zhǔn)確率可提升至98%以上。單個(gè)工程可直接節(jié)省費(fèi)用:3 500 ×(15% －2%)×200 元=91 000 元。

2)根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，接地放熱焊接不合格率在2%左右，采用軟件培訓(xùn)后預(yù)期將不合格率降低1%。則可節(jié)省費(fèi)用3 500×1% ×200 元=7 000元。

3)特高壓換流站主接地網(wǎng)施工工期約8 個(gè)月，監(jiān)理單位投入人力為監(jiān)理工程師1 名、監(jiān)理員2 名。采用軟件控制后，投入監(jiān)理工程師1 名、監(jiān)理員1 名即可完成相應(yīng)任務(wù)?？芍苯庸?jié)省人力成本8 人·月。

4)采用軟件控制后，信息可以實(shí)施共享，過程控制資料全部無紙化，降低了工作交接、信息交流等管理成本，具有一定的環(huán)保效益。

5 結(jié)束語

通過總結(jié)傳統(tǒng)接地網(wǎng)施工控制方法的缺點(diǎn)和不足，借助計(jì)算機(jī)手段對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以此來開發(fā)特高壓換流站接地網(wǎng)施工控制軟件，可以減輕管理人員的工作量，有效改善接地網(wǎng)施工控制效果，并明顯提升經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)出的軟件主要適用于特高壓換流站，其它變電工程亦可以參照使用。在后續(xù)研究中，可對(duì)軟件功能繼續(xù)深入優(yōu)化，如加入在線功能，方便不同管理人員查看地網(wǎng)施工進(jìn)度。

〔1〕中南電力設(shè)計(jì)院． 鄭州換流站工程主接地網(wǎng)設(shè)計(jì)圖紙〔S〕． 2012．

〔2〕國(guó)家電網(wǎng)公司． Q/GDW 467—2010 接地裝置放熱焊接技術(shù)導(dǎo)則〔S〕． 北京:中國(guó)電力出版社，2011．

〔3〕浙江二建建設(shè)集團(tuán)有限公司． 鄭州換流站防雷接地施工方案〔S〕． 2012．

〔4〕駱斌． 需求工程——軟件建模與分析〔M〕． 北京:高等教育出版社，2009．

〔5〕劉忠寶． 軟件工程——理論、方法及實(shí)踐〔M〕． 北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2012．