李鍵

（福建博電工程設計有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

為了保障智能變電站安全、穩(wěn)定、可靠運行，除需要選擇穩(wěn)定、可靠的電氣設備及合理的電氣主接線外，站內各類智能輔助控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等各子系統(tǒng)也應能夠及時、準確地反映智能變電站內設備運行狀態(tài)及環(huán)境狀況。在此背景下，本次研究在分析傳統(tǒng)線纜敷設方式存在問題的基礎上，對智能變電站各類子系統(tǒng)線纜敷設的綜合布線進行合理規(guī)劃，提出一種綜合布線新型槽盒的結構及敷設方式，在滿足各類系統(tǒng)供電需求的基礎上，提高敷設效率、減少維護和檢修工作量，使變電站內綜合布線更加合理、美觀。

1 常規(guī)變電站內綜合布線存在問題

根據變電站建設規(guī)模的大小和站內布置方案，傳統(tǒng)的照明和監(jiān)控等系統(tǒng)線纜敷設方式主要為暗敷或者采用簡易的槽盒敷設，隨著智能變電站的推廣應用和日漸嚴格的消防要求，傳統(tǒng)線纜的敷設方式的弊端也逐漸暴露。

1.1 線纜暗敷存在問題

（1）施工材料質量問題。變電站內照明及輔助系統(tǒng)等線管暗敷為隱蔽工程，部分施工單位缺乏質量意識，存在偷工減料行為，例如采用不符合設計要求的線管及附件，出現線管管徑不足、管壁太薄及阻燃性能不達標等現象，不能夠達到有效保護線纜的效果。

（2）施工工序問題。變電站的站內電氣設備基礎、接地線眾多，除少部分縱向線管可在后期開槽敷設外，其他大部分線管均需提前預埋，即在樓面板、梁和柱子混凝土澆筑前完成預埋工作，因此造成預埋的管線受到后續(xù)諸多施工工序的影響，例如線管管口保護措施不到位、樓板混凝土澆筑時易堵塞線管、線管捆扎不到位、混凝土澆筑及振搗時造成管線脫離、破裂等。

（3）人為敷設質量問題。水電班組施工人員的變電站施工經驗不足，沒有充分理解變電站施工的特殊性，憑經驗施工，隨意性大，造成管線布置不合理，雜亂無章，轉彎過多，管線超長，甚至錯埋、漏埋管線；施工完成后，缺乏“三檢”制度，對隱蔽工程存在的質量問題沒有及時整改，給后期穿線、換線工作埋下安全隱患。

（4）線管敷設隱蔽后遭受破壞問題。變電站內線管預埋為隱蔽工程，在施工過程中電氣施工班組不能完全掌握水電班組的施工情況，在出現電氣設備基礎變更需要位移、風機孔洞開孔、消防管線安裝等情況下，極易出現將已經預埋完成的線管鑿穿的情況，不僅造成預埋線管和敷設線纜的報廢問題，而且容易引起觸電事故。

（5）后期穿線、換線問題。隨著變電站運行年限的增長及部分負荷的增大，需要對一些老舊線路、功率不滿足需求的回路進行換線，暗敷的線管由于供電路徑長、轉彎多、存在抽線困難、換線無法實施的情況，因此老舊線路還可能存在抽線過程中斷線，導致線纜斷裂在管線中無法抽出的問題。

1.2 線纜簡易槽盒明敷存在問題

（1）線纜簡易槽盒明敷采用低壓動力線纜與智能輔助控制系統(tǒng)、通信等信號線纜無間距布置，易導致弱電控制及信號回路傳輸的信號受到波動、干擾，使采集到的視頻出現失幀模糊等現象，影響電子設備、儀器儀表的正常工作，導致信息失誤、控制失靈。

（2）應急照明、火災報警等消防回路線纜與一般照明及動力線纜間無防火措施，不滿足“消防線纜獨立通道敷設或采取有效防火措施后敷設”的要求，安全隱患大［1］。

2 智能變電站綜合布線新型槽盒

為解決上述變電站傳統(tǒng)線纜敷設方式存在的問題，本次研究的新型綜合布線槽采用明敷、三層布置方式，能夠有效解決智能變電站內消防線纜、正常照明和動力線纜及通信和二次線纜敷設防火工序交叉、質量控制難等問題，本次主要研究新型槽盒的結構、材質及敷設方式，提出一種適用于智能變電站綜合布線的新型槽盒。

2.1 綜合布線新型槽盒材質、結構及分層形式

本次智能變電站綜合布線新型槽盒的研究，主要從槽盒的材質和結構出發(fā)，具體分析新型槽盒的分層形式和規(guī)格組合，在新型槽盒安全穩(wěn)定、滿足設計規(guī)范要求的前提下，力求線纜敷設便捷、有序及美觀。

2.1.1 新型槽盒及其附件的材質

新型槽盒及其附件的材質在滿足防火性能要求的基礎上，以遵循輕量化的原則。槽盒外殼選擇1.5 mm厚的不銹鋼材板材，外表面噴涂防火涂料，耐火性能采用FI級，耐火時間≥90 min；內部屏蔽隔板、防火隔板、電纜支架選擇阻燃V0級的纖維樹脂復合材料。外殼防護等級選用IP40級，即能防止固體物質進入槽盒，也具備一定的防水能力。

變電站內除蓄電池室外，不存在腐蝕性環(huán)境，變電站內蓄電池室內照明、通風等線路均采用熱鍍鋅鋼管暗敷，不設置綜合布線槽，因此本次研究的新型槽盒不需要考慮防腐蝕能力。

2.1.2 新型槽盒的結構

新型槽盒采用分層分布結構架設，便于區(qū)分線纜種類及規(guī)格，層與層之間采用防火隔板分隔。采用模塊化連接組成，每段長度為150~200 cm，內部屏蔽板、電纜支架均采用卡扣方式固定在預裝固件上。槽盒采用側面開門的方式，開門方式輔以阻尼式彈簧合頁。

2.1.3 智能變電站內線纜分類及線槽分層型式

智能變電站敷設于綜合布線槽內的主要線纜按用途可分為正常照明及低壓動力用線纜、消防應急照明線纜、火災報警用線纜、二次信號線纜及通信線纜。

綜合布線新型槽盒根據線纜的不同其敷設需求不同，主要采用3層分隔方式：①消防應急照明線纜和火災報警用線纜等消防負荷用線纜設置獨立通道，敷設于槽盒的最上層；②正常照明及空調、風機等低壓動力用線纜屬于三級負荷，敷設于槽盒中間層；③有抗干擾要求的二次控制回路和通信回路等弱電信號回路線纜敷設于槽盒最下層。各隔層間采用防火隔板分隔，中間層和最下層間增設屏蔽隔板，加強信號線纜與低壓動力線纜間的屏蔽效果［2］。綜合布線新型槽盒隔層布置圖綜合布線新型槽盒結構圖如圖1所示。

圖1 綜合布線新型槽盒隔層布置圖綜合布線新型槽盒結構圖

2.1.4 新型槽盒的標準化尺寸設計

為了實現實現標準化智能變電站內綜合布線設計方案及工廠化加工，結合實際變電站規(guī)模的大小及不同路徑綜合布線槽內線纜敷設的數量，按照“同一路徑無防干擾要求的線纜，金屬槽盒內導線的總截面不宜超過其截面積的40%，且金屬槽盒內載流導線不宜超過30根”及“控制、信號等非電力回路導線敷設于同一金屬槽盒時，導線的總截面積不宜超過其截面的50%”的原則［3］，本次研究的綜合布線新型槽盒分為水平主槽盒和分支槽盒，減少同一個變電站內槽盒規(guī)格尺寸種類，同一個變電站內采用一種規(guī)格的水平主槽盒與不超過3種規(guī)格的分支槽盒的組合。綜合布線新型槽盒及對應支架尺寸詳見表1。

表1 綜合布線新型槽盒及對應支架尺寸（單位：mm）

槽盒內的隔層間距為一般推薦尺寸，隔層采用的阻燃支架組裝孔設計為間距可調的通用型支架，組裝孔間距按20 mm設置，對于有特殊需求或個別分支線纜數量分布不均衡，需要調整隔層間距時，在支架組裝時也能夠靈活控制隔層間距。阻燃支架組裝示意圖（如圖2）。

圖2 阻燃支架組裝示意圖（單位：mm）

各電壓等級智能變電站內綜合布線槽盒尺寸按表2選取。

表2 智能變電站綜合布線槽盒尺寸（單位：mm）

2.2 智能變電站綜合布線新型槽盒的敷設

根據電網公司智能變電站標準化提升工作方案，以及電氣土建接口標準化要求，就建筑電氣、消防、暖通、智能輔助、接地等專業(yè)需求，對所有電氣接口位置進行梳理，形成標準化方案，通過管線綜合布置，在平面與立面多維度科學布置管線的走向與路徑，確保在各平面上減少交叉、布線科學、施工方便，使同類型電氣接口高度統(tǒng)一，美觀大方。

2.2.1 敷設原則

（1）智能變電站綜合布線新型槽盒的整體方案采用水平主槽盒加豎向分支槽盒的布置方式。

（2）水平主槽盒根據槽盒大小、敷設路徑中墻面和梁柱的分布情況，以及動力、照明及消防設備的分布情況，可選擇支架安裝、吊架安裝及膨脹螺栓固定的安裝方式，水平主槽盒用于動力照明、火災報警等總線敷設。

（3）豎向分支槽盒沿柱和墻的拐角處敷設，通過鉚釘或結構膠直接固定在墻板上，用于開關、燈具、火災報警等設備線纜的引下。墻面開關、燈具、火災報警等設備盡量采用集中布置的方式，減少豎向分支槽盒的引下數量。

（4）結合智能變電站通用設計標準中的配電裝置樓建筑設計方案，梳理設備類型和安裝需求，確定站內各設備安裝高度。

（5）獨立施工，各施工式序互不干擾，減少綜合布線槽與墻面及地面的交叉，提高裝配效率。

2.2.2 綜合布線槽盒安裝高度

根據變電站內各配電裝置室、輔助用房的建筑高度及站內照明燈具、輔助設施的安裝高度，結合《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229—2019）及《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB 50116—2013）對變電站的消防要求，確定變電站內各設備安裝高度（見表3）。

表3 變電站內設備安裝高度標準

根據以上站內不同高度設備的安裝，結合各功能房內門窗及風機的布置高度，同時為便于綜合布線槽內線纜的更換及維護，變電站內綜合布線槽安裝高度統(tǒng)一采用3.0 m（各功能房地面至槽盒中心的垂直距離）。對于站內高度不大于3 m的功能房，線槽的高度按線槽頂部低于梁底50~100 mm設置。

對于綜合布線槽安裝路徑中存在風管、母線橋等設備或其他構造物時，應視槽盒距風管、母線橋等設備或其他構造物頂部和底部的距離，以綜合布線槽及其他設備安全運行為原則，選擇綜合布線槽從頂部或底部穿越。

2.2.3 新型綜合布線槽安裝要求

（1）綜合布線槽盒與熱水管、蒸汽管同側敷設時，應敷設在熱水管、蒸汽管下方。當敷設有困難時，亦可敷設在熱水管、蒸汽管上方，但凈距不宜小于1 m。當與水管同側敷設時，宜將綜合布線槽敷設在水管的上方。

（2）10 kV配電裝置室、35 kV配電裝置室等房間跨度大，并且中間有較大照度和應急照明需求時，需在配電裝置室中部增加一定的照明燈具，燈具可直接安裝于槽盒底部，槽盒采用吊桿固定于配電室樓板，吊桿采用直徑12 mm的熱鍍鋅圓鋼制作且?guī)а溃馓谆疑睆綖?0 mm的PVC管，吊桿上端與天花板連接處應帶頂蓋。在槽盒直線段每2~3 m、槽盒接頭處、槽盒首端、終端及槽盒轉角處設置吊架或支架。

（3）當水平主槽盒沿墻壁敷設時，豎向分支槽盒從水平主槽盒背側連接，沿墻壁安裝。當水平主槽盒沿樓板頂部敷設時，分支槽盒從水平主槽盒背側連接，沿樓板頂部安裝，根據需要采用吊桿加固。當水平主槽盒貫穿頂部梁柱時，根據需要在背側采用鍍鋅方管加固或線槽內采用加強桿加固。

（4）所有水平主槽盒與分支槽盒的連接處均采用防火隔板及有機防火堵料進行防火封堵，并做好封口處理。

（5）各段槽盒不銹鋼外殼間采用不小于6 mm2的編織銅帶跨接作等電位連接，作等電位連接后的不銹鋼槽盒需就近與本層配電箱PE接地銅排可靠連接，接地端子與金屬部件間的接地電阻不得大于0.05 Ω。

（6）綜合布線槽盒的連接處，不得設在穿樓板或墻壁孔等處。

（7）同一回路的所有相線和中性線，應敷設在同一槽盒內。

（8）除專用接線盒內外，導線在綜合布線槽內不應有接頭。

（9）站內警衛(wèi)室、衛(wèi)生間、資料間、會議室等部分輔助用房設置有吊頂時，其綜合布線槽應敷設于吊頂內，要求布線方便且布置美觀。

（10）貼墻水平敷設的綜合布線槽應避開豎直方向敷設的電纜豎井，綜合布線槽應貼著豎井表面敷設，不得占用本期及遠期豎直方向敷設的電纜豎井。必要時，可先安裝豎直方向的電纜豎井及槽盒，再安裝水平方向綜合布線槽。

3 結束語

目前，變電站內綜合布線方式各式各樣，沒有統(tǒng)一標準，不利于質量驗收，本次研究的智能變電站綜合布線新型槽盒布線簡潔、直觀，便于檢查，方便更換及新敷設線纜，有利于實現變電站內綜合布線的標準化、模塊化及工廠化生產，減少施工工序、提高裝配效率、降低運維成本，同時能保證變電站內電氣、消防、暖通、智能輔助等設備的可靠運行，對于智能變電站的安全運行及可靠供電的意義重大。