220kV線路電纜工程質量的提高

常 斌

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

220kV線路電纜工程質量的提高

常 斌

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

電力電纜工程質量的高低成為制約電網安全可靠運行不可忽視的因素。結合山西省電力公司220 kV解放變進線電纜工程，從中深刻體會到大型工程項目建設中存在的一些問題，如何使之更趨合理化，提高工程質量，從設計、施工等方面提出了在工程中可吸取的經驗。

電力電纜工程；電網運行；電氣裝置

0 引言

電力電纜工程質量的高低成為制約電網安全可靠運行不可忽視的因素。文章結合山西省電力公司220kV解放變進線電纜工程，就如何提高電纜工程質量從設計、施工、維護等方面進行綜合分析。

1 電纜路徑的選擇

工程實踐中，單考慮路徑最短卻忽視了高溫、水泡、干擾、彎曲半徑不夠等不利因素出現事故隱患或引發故障的現象時有發生，也未充分考慮運行及發生故障后的眾多問題。因此，電纜路徑的選擇應符合下列規定：避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等危害；滿足安全運行要求條件下使電纜最短（滿足電纜允許彎曲半徑要求，便于敷設、維護、檢修，避開將要挖掘施工的地方）。

另外，電纜路徑選擇應充分考慮排水功能，排水盡量采用自然排水，無法自然排水時，應在設計中考慮其他排水方式(如自滲、積水井)，設計圖紙中應包括完整準確的路徑圖及排水系統圖[1]。

2 電纜截面的選擇

電力電纜截面選擇不當，將影響電網的可靠運行，并縮短其使用壽命，甚至危害電網的安全。因此，電纜截面選擇應滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求。對于電纜線路還應校驗其熱穩定、經濟電流密度，以達到安全經濟、降低能耗、降低運行費用的目的。選擇電力電纜截面有以下幾種方法。

a）溫升法。電力電纜按發熱條件確定的允許長期工作電流，不應小于線路的工作電流。

b）經濟電流密度法。選擇經濟截面可按年費用支出最小原則來確定。

c）電壓損失法。按電壓損失校驗截面時，應使各種用電設備端電壓符合要求。

d）提供的技術文件[2]。

電纜斷面圖及結構尺寸見圖1和表1。

圖1 電纜斷面圖

表1 電纜斷面結構尺寸

3 電纜工程施工

電纜工程施工應嚴格按照《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》操作，在施工前和施工中應注意幾點，下面以220kV解放變電纜工程項目施工過程為例。

3.1 電纜敷設前

a）對甲供設備、材料的到貨數量和時間與供應部門及監理進行確認，如有異議及時與監理和項目法人進行溝通。對施工現場及路徑進行實地勘察，根據實際現場情況核定電纜長度，確認電纜路徑、相位，確認中間接頭井和排管過線井位置，確定電纜展放井口和牽引井口，并制訂作業現場圖、作業現場措施和制訂作業流程，并檢查放線井是否滿足以下要求：電纜敷設過程中，放線井的高度要滿足電纜彎曲半徑的要求，電纜的彎曲半徑為≥20D；盡量減少電纜在電纜輸送機空走的距離；盡量能同時向前和向后兩個方向敷設；盡量不影響交通，能夠辦理占道手續。

b）架設電纜敷設作業時電纜隧道入口井、各工井、檢查下井梯子，掛設各工井、檢查井和隧道作業區照明燈具，清除電纜敷設現場及各工井、檢查井和電纜隧道內的無關設備、物體和垃圾，以防它們掉在電纜上或損傷電纜，檢查電纜隧道內是否通暢，檢查各工井、檢查井和電纜隧道內有無積水，如有積水，應先進行排水作業，查找積水原因，記錄匯編成報告資料，報知監理和項目法人。

c）核實拐角彎曲半徑，應符合≥20D的要求，保證電纜轉彎半徑。

d）應全面檢查電纜支架是否牢固，支架各尺寸是否滿足電纜在電纜隧道中三相呈“品”字型等距敷設，電纜中心間距140mm，采用水平蛇行的敷設方式的設計要求，并將檢查結果記錄報知監理。為防止電纜在敷設中被支架劃傷，要在可能對電纜劃傷的支架處用麻布進行包裹，必要時要對該處電纜支架進行拆卸，待電纜敷設完再將拆卸的電纜支架進行恢復。

e）用排管引線器上φ25塑料管引導牽引鋼索穿入排管孔內，在排管和托管牽引繩穿通后，用管孔清掃器和管孔試通器對電纜排管進行石子、水泥塊粒等雜物的清除和拉通檢查工作，排管清理完畢后需用相同直徑、長5m的電纜再進行拉通試驗，并對外護套進行耐壓試驗，合格后才可穿纜。排管和托管的清掃和拉通檢查工作所用的牽引繩應采用φ25的麻繩，并用電視攝像機觀察管內情況，作好拉通結果記錄，發現問題及時報知監理和項目法人（見圖2）。

圖2 電視攝像機觀察排管內情況

f）固定、擺放電纜輸送機和滑車。電纜輸送機和滑車在電纜隧道中要布置在電纜隧道中間的步道，電纜牽引機具和輸送機的配置要按牽引力計算結果的要求放置，地滑車每5m放置1個。轉彎處要滿足電纜彎曲半徑≥20D的要求。要按側壓力計算結果的要求放置導向轉彎滑車和增置電纜輸送機，隧道上下坡處適當增減電纜輸送機的數量，排管、托管入出口處視排管、托管的長度增置電纜輸送機，以保證電纜輸送機提供的輸送力能夠牽引電纜向前敷設。

g）設置支架和滑輪軸，并在距電纜軸中心水平向電纜敷設方向5排管處設置1臺電纜輸送機。在電纜井口即電纜引下的位置和放線井口底部固定支架和三井滑輪軸，在轉彎處放設置轉彎導向滑車和增置電纜輸送機，在保證電纜彎曲半徑≥20D要求的同時，不劃傷電纜外護套。

h）接施工用臨時電源。根據電纜輸送機的功率、隧道內工作照明的功率估算電源線的容量。采用YKM6型號的電纜輸送機，每臺電纜輸送機的功率為0.75kW。電纜平均長度約500～600m，按最多每30m布置1臺電纜輸送機計算，電纜輸送機應為20～25臺；考慮到隧道的上坡和拐彎等因素，最多時可能使用到30臺電纜輸送機，總功率為：30×0.75＝22.5kW。隧道內工作照明100W×100=10kW，其他電動設備及工具約為10kW，電壓為380V，則電源線的載流量應選取：42.5×103÷1.732÷380÷0.85＝77A，需在隧道內設置載流量為80A，截面為3×35mm+2×16mm2（三相五線制電纜）的臨時施工電源線。

i）準備皮墊、麻布包、消防水帶、石墨粉、長木塊、扁木塊、木板和砂土包。

j）電纜及其附件到貨后應會同監理、供貨單位對電纜盤及附件包裝進行外觀檢查，外觀應完好無損傷。并按有關技術文件和商務合同的條款對貨物進行核對驗收。并按照設計圖紙、施工組織設計、設備明細表、貨物標號和分布要求布置到各作業現場。

k）起吊作業前應對起吊物放置環境、目的地環境進行現場勘察，正確估計起吊電纜盤的重量，制定起吊方案。起重作業必須由專業起重人員實施，作業前起吊工作負責人應對起重工作、設備與工具進行全面檢查，作好統一指揮、統一信號、明確分工，作好安全措施，并向吊車司機交代安全注意事項。起吊時起吊臂下嚴禁有人逗留。

l）對運輸路線進行勘查并制訂運輸方案，并在運輸前認真檢查鋼絲繩綁扎是否牢固。嚴禁人貨混裝。

m）電纜盤運到作業現場后嚴禁將電纜盤直接從汽車上推下。電纜盤在地面應盡量減少滾動，假如真要有少量滾動，則必須按照電纜盤側面上所要求箭頭方向。電纜盤決不允許反向滾動，也不允許電纜盤平放運輸。

n）電纜在敷設前需用電動兆歐表10000V對電纜外護套進行絕緣測試，測試結果需滿足400MΩ。

3.2 電纜敷設及固定

3.2.1 敷設順序

按照設計說明的要求，電纜應在電纜隧道中三相呈“品”字型等距敷設，電纜中心間距140mm，采用水平蛇行的敷設方式，所以電纜敷設的順序應為：下數第一擋支架上靠墻的電纜，下數第一擋支架上靠步道的電纜，下數第一擋兩電纜上的電纜；下數第二擋支架上靠墻的電纜，下數第二擋支架上靠步道的電纜，下數第二擋電纜上的電纜。電纜在排管中采用水平鋪設，間距283mm。排管敷設時應按照設計說明指定的排管口進行電纜敷設。電纜在拖管工井中為垂直等距敷設，電纜中心間距500mm，電纜在水平定向鉆進中采用近似三角鋪設，間距283mm。

3.2.2 敷設方法

電纜敷設采用頭部牽引技術，電纜牽引頭應做成防捻式，采用機械為主并輔以人工的方法，即用牽引機具牽引電纜的牽引頭并輔以人工牽引，這主要用于電纜的敷設過程中牽引電纜，保證電纜敷設的方向。機械即為電纜輸送機通過自身履帶的轉動提供較大的輸送力，從而帶動電纜向前移動。根據型號ZRC-YJLW02-Z-127/220-1×1000電纜可承受的最大牽引力A＝7kg/mm2×1000mm2=7000kg，電纜重量約為23kg/m，電纜敷設時單根電纜的長度約為500～600m左右，型號ZRC-YJLW02-Z-127/220-1×1000的電纜在直線敷設中所需的牽引輸送力約為每100m10kN左右,YKM6型號電纜輸送機每臺能夠提供的最大輸送力為6kN，在隧道中每30m布設1臺，轉彎前后各加設1臺，排管、托管入出口處視排管、托管長度各加設1～2臺，并將牽引力保持在＜20kN，使電纜在敷設過程中每100m擁有＞10kN的向前輸送力，保證電纜在敷設當中能夠滿足牽引輸送力約為每100m9kN左右的需求，同時要控制牽引機和輸送機以小于6m/min的速度同步工作（見圖3）。

圖3 牽引繩與電纜連接圖

3.2.3 電纜敷設（見圖4、圖5、圖6）

a）剎車裝置就位，電纜敷設時必須設專人看護剎車裝置。

b）栓牽引繩，牽引繩選用直徑φ16mm破斷拉力為211kN的SK75/1760迪尼瑪纖維繩或選用直徑φ51mm破斷拉力為60kN的白棕繩。

c）按照要求將電纜輸送機就位并固定，將牽引機具、電纜輸送機與控制箱連接，并進行同步運轉調試，實施同步敷設。

d）人力牽引繩，通過設置好的放線井口下固定支架和滑輪軸將電纜牽引頭引至放線井，并引至隧道內的電纜輸送機內。

e）電纜放入電纜輸送機后，緊固電纜輸送機，夾緊電纜并開啟電纜輸送機。

f）電纜輸送機之間，將電纜放在滑車上，要求是在隧道中每5 m安放1只滑車，在井口處和拐彎處分別安放三井口滑車和導向轉角滑車，避免拖地傷到電纜。

g）牽引時，防止電纜前移時不直行和碰到障礙物傷到電纜。

h）在隧道內敷設電纜，用電纜輸送機牽引電纜，直至電纜全部進入隧道內。

i）電纜尾部進入放線井口前要先停車，將電纜尾部用繩子栓好，并設5～6名人力專門牽引直至電纜全部進入放線井口，防止電纜脫盤后碰傷。

j）開動全部電纜輸送機，進行電纜敷設。在整個過程中要設專人密切注意電纜轉彎處、電纜及電纜盤的位置、滾輪的轉動情況，避免電纜外皮損傷，發現問題及時停車解決。

圖4 電纜敷設過程示意圖

圖5 電纜展放作業現場平面布置圖

圖6 電纜牽引作業現場平面布置圖

各分段電纜敷設結束后，電纜兩端余留的尺寸應滿足電纜附件終端頭和中間接頭安裝所需要的尺寸，需用電動兆歐表（5000V）對電纜外護套進行絕緣測試，測試結果需滿足400MΩ，以檢測電纜外護套絕緣能否滿足運行要求。

3.2.4 質量要點

a）電纜在敷設前需用電動兆歐表（10000V）對電纜外護套進行絕緣測試，測試結果需滿足400MΩ方可敷設。

b）各穿管內必須清洗干凈，防止水泥塊粒、石子、雜物將電纜劃傷，必要時要在拖管內采取加放石墨粉、電纜底部加襯消防水帶的措施，防止劃傷電纜外護套。

c）將有可能劃傷電纜的支架用麻布包好或進行拆卸，在井口處和拐彎處分別安放三井口滑車和導向轉角滑車，避免拖地傷到電纜。

d）檢查展放電纜的設備是否放置到位，固定牢靠，堅決杜絕因展放電纜設備故障傷及電纜的事件。

e）電纜在展放過程中必須有可靠的通信聯絡。牽引機的啟動和停車，一定要執行現場指揮人員的統一指令。電纜在展放過程中每臺輸送機旁和轉彎處、入管處要設一人監視電纜展放。當遇到意外障礙時，要能緊急停車。嚴防將電纜損傷。

f）電纜牽引機具和輸送機的配置要按牽引力的計算結果的要求放置，轉彎處要滿足電纜彎曲半徑≥20D的要求。要按側壓力計算結果的要求放置導向轉彎滑車和增置電纜輸送機，牽引力要控制在＜20kN，牽引機和輸送機要控制在6m/min的同步速度輸送。

g）用于牽引電纜的繩具需經破斷力計算滿足牽引使用要求。

3.2.5 電纜敷設工作結束后的電纜固定

電纜敷設工作結束后，應對隧道及所有作業現場進行清掃，并對電纜進行固定作業。

a）電纜的固定應從一端向另一端或從中間向兩端進行，不可從兩端同時進行。

b）垂直敷設或超過30°傾斜敷設的電纜，在每一個支架上都要加以固定。

c）在距離地面一定高度而水平沿墻敷設的電纜，應按照要求間距裝夾具固定。

d）水平敷設在支架上的電纜，在轉彎處和易于滑脫的地方，按要求間距用綁線綁扎固定（除有特殊要求必須用夾具固定外）。

e）在電纜隧道中，電纜在隧道支架上，采用水平蛇形方式，并使用可移動的夾具將電纜固定，按正三角形排列的電纜，每隔1m用綁帶扎牢。

f）在豎井底部將電纜敷設成一彎曲段，以吸收電纜的熱膨脹。

g）為防止電纜外護套石墨層在電纜帶電后產生的電位對電纜支架放電拉弧，采取對全線的電纜支架用絕緣膠皮包裹的措施[3]。

3.3 電纜頭的制作

施工現場應保持清潔、無塵土。一般情況下，施工現場的環境溫度應高于5℃，相對濕度不應超過75%，在電纜附件作業現場布置工作電源，設置滅火機，在中間接頭作業井內要架設梯子，掛設照明燈具，井口處要作通風、防雨水灌入措施，戶外終端處搭建工作平臺及防塵、防風、防雨作業棚[4]。

3.4 電纜頭制作完成后的作業

電纜頭制作工作結束后，應對隧道及所有作業現場進行清掃，將位于電纜中間接頭的兩端處裝電纜夾具固定，以免由于電纜的位移或振動致使電纜絕緣損壞。GIS終端安裝完成后與GIS廠家聯系，和GIS廠家、電纜附件廠家工作人員配合將電纜GIS終端實施進倉作業，電纜GIS終端進倉后將電纜GIS終端下部豎井內的電纜支架處用電纜夾具將電纜固定。在線路終端塔上進行電纜避雷器的安裝及引連線的安裝。核查接地電纜和同軸電纜與GIS終端電纜頭、中間接頭、電纜戶外終端、保護接地箱、直接接地箱和交叉互聯箱相互連接部分的尺寸規格是否匹配，并按照設計圖紙及設計要求對GIS終端電纜頭、中間接頭和電纜戶外終端處進行保護接地箱、直接接地箱和交叉互聯箱安裝作業，同時進行配接安裝接地電纜和同軸電纜。最后按照《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》的相關規定給電纜線路進行線路名稱和相序的標示。

4 電纜工程的試驗

電纜工程施工中，存在許多不確定因素，可能使電纜的各項指標受到影響，所以，電纜工程安裝敷設后必須經過試驗。目前檢查電纜工程安裝質量的主要手段是交接耐壓試驗。最近幾年，國內外均已達成共識，對交聯電纜的耐壓試驗，均優先采用交流試驗方法，避免采用從油紙絕緣試驗方法套用過來的直流耐壓試驗。高壓電纜的試驗，將原來的“直流方法、交流方法”的選擇順序，改為“交流方法、直流方法”的選擇順序，強調優先采用交流試驗方法[5]。

5 電纜工程交接驗收

5.1 驗收前應提交的資料和技術文件

驗收前應提交的資料和技術文件包括：電纜線路路徑的協議文件；設計資料和圖紙、電纜清冊、變更設計的證明文件及竣工圖；制造廠提供的產品說明書、試驗記錄、合格證及安裝圖紙等技術文件；工程的技術記錄(終端頭、中間接頭的位置及試驗記錄)；電纜的型號、規格及實際敷設總長度和分段長度，電纜終端頭和中間接頭的型式及安裝日期；電纜終端頭和中間接頭中填充絕緣材料的名稱、型號；試驗記錄(電纜交接試驗記錄、終端頭和中間接頭試驗記錄、相色記錄)。

5.2 驗收時檢查的要求

a）電纜規格應符合規定；電纜排列整齊，無機械損傷；標志牌齊全、正確、清晰。

b）電纜的固定、彎曲半徑、有關距離和單芯電力電纜的金屬護層的接線、相序排列等應符合要求。

c）接地良好。

d）電纜終端的相色應正確，電纜支架等的金屬部件防腐層完好。

e）電纜溝、工井內無雜物，蓋板齊全，隧道內無雜物，照明、通風、排水等設施符合設計要求。

f）電纜路徑標志與實際路徑相符。路徑標志清晰、牢固，間距適當，且符合要求。

g）防火措施符合設計要求，且施工質量合格。

6 結束語

a）在設計階段，設計單位應多借鑒其他城市電纜工程項目的成功經驗，并聘請國內電纜施工和運行管理方面的專家及電纜施工和運行管理單位參與設計，這樣可使設計更趨合理，電纜施工和管理運行單位應積極參與招投標工作，最好能參加招標文件的編制審查，可以避免很多問題。同時可達到減少投資，方便施工，提高運行可靠性的目的。尤其在大型工程中顯得更加重要。

b）設計部門和土建施工部門對電纜施工和運行不熟悉，現場處理問題經驗不足，造成最終電纜線路整體工程許多缺陷無法彌補。

c）施工和管理運行單位在得到圖紙和施工工藝時，應仔細研究分析圖紙，可以提前發現問題，減少施工的麻煩。

d）對廠家提供的技術參數和圖紙應認真研究分析，不能盲目依賴外商和生產廠家。

e）做好工程前期的技術培訓，立足自主施工，能鍛煉一支隊伍，培養一批新人，提高隊伍的整體素質。做好施工組織技術措施，是工程順利完成的關鍵。

［1］ 中國電力企業聯合會.電力電纜設計規范GB50217-2007［S］.北京:人民出版社，2008.

［2］ 國家電力公司發輸電運營部.供電生產常用指導性技術文件及標準 第五冊電力電纜及附件［S］.北京:中國電力出版社，2003:3.

［3］ 李宗廷.電力電纜施工［M］.北京:中國電力出版社，1993.

［4］ 周希章.常用電工計算2001［M］.北京:機械工業出版社，2011.

［5］ 于景豐，趙鋒.電力電纜實用技術2002［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［6］ 中國電力企業聯合會.電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范GB50168—2006［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

Improvement of 220 kV Transmission Line Cable Project

CHANG Bin
（Shanxi Electric Power Transmission and Transformation Engineering Company of SEPC，Taiyuan，Shanxi030006，China）

The quality level of power cable engineering becomes the key factor that restricts the safe and reliable operation of power grid.Combining the experience in the 220 kV cable engineering project，some problems in the large-scale construction project are exposed.Proposals in terms of design and construction are put forward to improve the project quality.

power cable engineering；power grid operation；electrical device

TM757

B

1671-0320（2012）增刊2-0051-06

2012-08-10，

2012-10-09

常 斌（1969－），男，山西太原人，2008年畢業于華北電力大學管理系，助理工程師，從事電力電纜安裝及施工的工作。