220 kV高壓大截面交聯(lián)電纜的敷設(shè)

肖興勇

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司機(jī)電安裝分局，四川都江堰 611830)

220 kV高壓大截面交聯(lián)電纜的敷設(shè)

肖興勇

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司機(jī)電安裝分局，四川都江堰 611830)

220 kV高壓大截面、大長(zhǎng)度電纜敷設(shè)在工程上并不多見(jiàn)，特別是在隧洞內(nèi)敷設(shè)還需要進(jìn)行打彎處理。由于可參照的施工方案較少，并且又要確保電纜敷設(shè)的質(zhì)量和安全，滿足各項(xiàng)工藝技術(shù)要求、施工組織的難度較大。就四川木里水洛河撒多水電站220 kV電纜敷設(shè)成功案例進(jìn)行了介紹。

撒多水電站；機(jī)電安裝；工程竣工資料編制

1 概述

撒多水電站220 kV超高壓電纜共3回9根，長(zhǎng)度為2 700 m。220 kV電纜從主變高壓側(cè)管道母線通過(guò)出線洞接至GIS室3個(gè)進(jìn)線間隔，每臺(tái)機(jī)組均有單獨(dú)的一回(三相)220 kV高壓電纜與GIS樓進(jìn)線間隔連接。電纜單根平均長(zhǎng)度約為300m，按規(guī)定電纜應(yīng)從電纜盤(pán)上端引出且不應(yīng)使電纜有鎧裝壓扁、電纜絞擰、護(hù)層折裂等無(wú)法消除的機(jī)械損傷。此外，220 kV電纜電壓等級(jí)高，其外表面在施工中若有輕微的絕緣損傷都可能成為電纜在以后運(yùn)行過(guò)程中絕緣破壞的薄弱點(diǎn)，從而影響到電纜的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。因此，為了電纜施工工藝美觀、滿足設(shè)計(jì)要求以及為日后便于運(yùn)行檢修維護(hù)等，均對(duì)其施工環(huán)節(jié)提出了更高的要求。施工前，應(yīng)根據(jù)整個(gè)電纜的布局情況，對(duì)電纜的受力情況進(jìn)行分析，才能保證所制定的方案可行。

2 電纜的布置及受力計(jì)算

2．1 電纜在支架上的布置

撒多水電站3回共9根220 kV電纜布置在同一支架上，采用專用鋁合金電纜卡固定，電纜在支架上采用垂直蛇形彎敷設(shè)(圖1)。

2．2 電纜在平面上的敷設(shè)

電纜敷設(shè)平面布置情況見(jiàn)圖1。

2．3 電纜受力計(jì)算分析

(1)電纜允許的最大牽引力。

電纜安裝時(shí)的軸向最大允許牽引力T(不考慮轉(zhuǎn)彎處的徑向側(cè)壓力)，導(dǎo)體:

T=kg×導(dǎo)體截面=400×9．8×7=28(kN)

圖1 電纜在支架上的安裝布置圖

式中 銅導(dǎo)體的K為7 kg/mm2；g為重力加速度；9．8 m/s2。

(2)電纜彎曲時(shí)的允許最大側(cè)壓力P。對(duì)于電纜彎曲部分的外側(cè)壓力，一般要求低于300 kg/ m。由于該電纜為皺紋鋁套鎧裝，由表1可查得，能承受側(cè)壓力5 000 N/m。因此，在許用牽引力的作用下，側(cè)壓力

式中 T為軸向牽引力；R為彎曲半徑。

(3)計(jì)算出的電纜最大牽引力和側(cè)壓力。

由經(jīng)驗(yàn)公式可知，對(duì)牽引力和側(cè)壓力的影響因素以及它們之間的相互關(guān)系:

圖2 電纜敷設(shè)平面布置圖

表1 127/220 kV超高壓電纜參數(shù)表

最大牽引力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:T=9．8μWL=9．8 ×13．369×0．2×304=8(kN)＜28(kN)

側(cè)壓力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:P=Te/R=8 kN/47 m =0．17 kN＜5 kN

式中 μ為軸承摩擦系數(shù)，取0．2；W為電纜單位長(zhǎng)度自重；L為電纜敷設(shè)長(zhǎng)度；

因此，該方案的最大牽引力和側(cè)壓力小于電纜的最大允許牽引力和側(cè)壓力，故該方案可行。

3 電纜的敷設(shè)

3．1 電纜的解盤(pán)與檢驗(yàn)

(1)電纜解盤(pán)，將電纜吊裝到安置好的纜盤(pán)支架上。

(2)去除纜盤(pán)外保護(hù)包裝，移開(kāi)電纜內(nèi)部端頭距離電纜盤(pán)法蘭約50 mm。若有必要，可插入一個(gè)厚度為5～10 mm的絕緣板以使鉛帽與電纜盤(pán)及電纜絕緣。

(3)解開(kāi)電纜的外部端頭，使其距離電纜盤(pán)法蘭約50 mm。用銅電線在外護(hù)套上繞5圈，使外護(hù)套和黑色半導(dǎo)電層實(shí)現(xiàn)接地，將電纜盤(pán)接地。將直流發(fā)生器接地裝置連接到電站接地網(wǎng)路。在電纜終端最近處進(jìn)行試驗(yàn)，將直流發(fā)生器連接到電纜牽引頭上進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)外圍的所有電纜導(dǎo)體和屏蔽必須接地。設(shè)置試驗(yàn)禁區(qū)并確保無(wú)任何無(wú)關(guān)人員進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域。

(4)在電纜牽引頭(其與電纜內(nèi)部導(dǎo)體和金屬屏蔽層相連接)上施加10 kV DC電壓持續(xù)1 min。

(5)DC試驗(yàn)后，降低電壓，通過(guò)一個(gè)接地棒完成電纜放電，然后使電纜和電纜盤(pán)實(shí)現(xiàn)正確的接地，并用銅線使電纜頭的牽引眼與電纜半導(dǎo)電層保持連接至少1 h以確保電纜中的電放完。

(6)用兆歐搖表測(cè)量電纜石墨層與金屬護(hù)套(牽引頭即可)之間的電阻，必須用玻璃將電纜石墨層與牽引頭之間刮斷(阻值大于2．5 MΩ可基本判定電纜外護(hù)套未損傷，僅供參考)。

(7)檢查并記錄盤(pán)號(hào)、檢測(cè)數(shù)值、規(guī)格型號(hào)、長(zhǎng)度敷設(shè)回路及相位，確認(rèn)該長(zhǎng)度是否為該回路電纜，若發(fā)現(xiàn)護(hù)套耐壓異常，需對(duì)異常部位進(jìn)行檢查處理并予以修復(fù)。

3．2 電纜敷設(shè)器具的安置

(1)將電纜盤(pán)安置在GIS電纜層吊物孔口上，電纜盤(pán)中間穿一根φ159×8的無(wú)縫鋼管，在吊物孔兩邊布置滑槽并固定，將穿電纜盤(pán)的管子置于滑槽上。在電纜盤(pán)處備兩塊長(zhǎng)木板作剎車用，在電纜底部鋪一張保護(hù)墊，以防止電纜護(hù)套與地面摩擦而損壞。

(2)在電纜路經(jīng)的每一個(gè)拐角上必須安置并用膨脹螺栓固定轉(zhuǎn)彎滑車，水平段每隔3～5 m安置標(biāo)準(zhǔn)直線滑車，每隔30 m左右安置一套環(huán)形滑車，滑車采用膨脹螺栓固定。

(3)卷?yè)P(yáng)機(jī)布置在主變洞內(nèi)，牽引繩采用高強(qiáng)杜邦絲電力牽引繩，長(zhǎng)300 m，牽引繩末端通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接器與電纜牽引頭圓孔相連。

3．3 電纜的敷設(shè)

電纜放纜時(shí)，環(huán)境溫度須在5℃以上且不超過(guò)35℃。當(dāng)一切條件均已具備后開(kāi)始放纜。

3．3．1 建立準(zhǔn)確、可靠的安全通信系統(tǒng)

(1)前期模擬敷纜通訊，必須檢驗(yàn)并確定對(duì)講機(jī)在纜道、主變洞及GIS層內(nèi)通訊的可行性及可靠性，確保敷設(shè)電纜時(shí)的通訊暢通。

(2)對(duì)講機(jī)的安排。敷設(shè)電纜的總負(fù)責(zé)人用1#對(duì)講機(jī)(隨電纜牽引頭前進(jìn))，纜盤(pán)監(jiān)管負(fù)責(zé)用2#對(duì)講機(jī)(負(fù)責(zé)纜盤(pán)與1、2#敷纜機(jī)附近50 m左右電纜的安全)，GIS電纜層吊物孔洞口部位用3 #對(duì)講機(jī)(負(fù)責(zé)此段位電纜的安全)，纜道段安排4 #至8#對(duì)講機(jī)保證電纜的輸送安全，主變層用9#、10#對(duì)講機(jī)負(fù)責(zé)此段位電纜安全。

(3)制定統(tǒng)一的指揮口令和行動(dòng)規(guī)則。信號(hào)要簡(jiǎn)單，控制要迅速、可靠，在電纜敷設(shè)之前，應(yīng)將控制信號(hào)系統(tǒng)安裝、調(diào)試并將信號(hào)裝置的使用方法向所有敷設(shè)電纜的人員交代清楚。

3．3．2 人員的安排與責(zé)任

(1)在電纜盤(pán)處安排2人，其中1名為技工，(配對(duì)講機(jī))負(fù)責(zé)解纜控制和剎車。電纜盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)必須持續(xù)控制并不間斷地進(jìn)行檢查。在解纜、放纜和停止時(shí)，他們必須隨時(shí)檢查電纜盤(pán)上電纜的松緊程度及安全情況。

(2)在卷?yè)P(yáng)機(jī)處的2名操控人員(配對(duì)講機(jī))負(fù)責(zé)檢查牽引力，調(diào)整牽引力和速度(速度6 m/ min，為避免過(guò)大的牽引力或電纜松散進(jìn)行調(diào)整)。一旦施加在電纜導(dǎo)體上的牽引負(fù)荷(靜態(tài)和動(dòng)態(tài))400 mm2電纜銅芯導(dǎo)體的最大允許牽引力80 000 N時(shí)，必須停止。而且，當(dāng)電纜路徑沿線通報(bào)發(fā)生任何問(wèn)題時(shí)，牽引工作必須停止。牽引速度推薦的6 m/min的持續(xù)速度。

(3)在電纜頭處安排6名輔助工、2名技工及1名負(fù)責(zé)人跟隨電纜前進(jìn)并負(fù)責(zé)引導(dǎo)電纜前進(jìn)，負(fù)責(zé)人用對(duì)講機(jī)發(fā)號(hào)指令指揮并控制敷纜機(jī)的前進(jìn)、停止和倒退。

(4)在所有的廊道中，沿電纜路徑每隔30 m設(shè)置1名控制人員。對(duì)于電纜路徑上的任何支點(diǎn)，特別是在拐角處應(yīng)認(rèn)真檢查電纜在輥輪上的行進(jìn)情況，使其保持正確的方向及位置，防止電纜與墻壁或金屬支架摩擦，防止非正常情況的發(fā)生。電纜的彎曲半徑必須始終保持大于3 m。

(5)沿電纜路徑每隔20 m安排1人，負(fù)責(zé)在電纜敷設(shè)中有人通報(bào)出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)，向全體人員發(fā)出指令，迅速停止放纜。

(6)總指揮1名，負(fù)責(zé)考慮全電纜路徑有一個(gè)好的放纜條件。一旦在放纜過(guò)程中被告知發(fā)生問(wèn)題，應(yīng)前往發(fā)生問(wèn)題的地點(diǎn)指揮排除問(wèn)題(如重新設(shè)置滾輪等)，并發(fā)令重新開(kāi)始牽引。

3．4 電纜的敷設(shè)與就位

由于電纜支架為3層，每層3根，因此，電纜不能一次性敷設(shè)到位。電纜牽引到頭后，只能通過(guò)人工將電纜抬上電纜支架并根據(jù)每根的長(zhǎng)度確定相序，不能混淆。

電纜蛇型彎曲、固定電纜敷設(shè)完畢，將電纜從主變洞層開(kāi)始向GIS室方向固定。在將電纜放到已安裝完畢的1/2夾具上后，將其上半部分的夾具安裝好并擰緊螺栓。電纜通道內(nèi)的電纜打垂直波浪型蛇形彎。

電纜垂直波浪型的敷設(shè)情況見(jiàn)圖3。

蛇形排列電纜的固定。

(1)電纜布置為垂直蛇形。先將電纜在兩端用纜夾固定在支架上，電纜夾螺栓不要擰緊，應(yīng)使電纜能夠收縮移動(dòng)，利用電纜打彎?rùn)C(jī)在電纜弧度最大的點(diǎn)施加作用力，促使電纜產(chǎn)生彎曲。通過(guò)控制電纜打彎?rùn)C(jī)頂桿長(zhǎng)度控制電纜彎曲偏距的大小，以保證電纜的蛇形敷設(shè)符合技術(shù)要求。打彎的同時(shí)，還應(yīng)從未打彎方向向打彎處補(bǔ)充送電纜，以免造成電纜損傷，繼續(xù)下一個(gè)彎曲作業(yè)，彎曲3個(gè)以后，其后面的電纜可以跟著裝電纜夾，最終固定電纜。

(2)當(dāng)電纜被全部固定在夾具上后，將上部端頭解開(kāi)剩余的電纜(如果電纜過(guò)長(zhǎng)，切掉多余部分，

圖3 垂直波浪型電纜敷設(shè)示意圖

并迅速用封帽密封以防潮氣滲入)，然后運(yùn)走空電纜盤(pán)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)的電壓等級(jí)不斷升級(jí)，高壓、超高壓電纜的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。我們只有在工作過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)交流新的施工工藝，發(fā)掘最簡(jiǎn)單可靠的方法，同時(shí)，通過(guò)敷設(shè)和電纜打彎等工作實(shí)踐發(fā)明一些專用工具，就能夠更快、更好地完成任務(wù)。

［1］ 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范，GB 50168－1992．［S］．

(責(zé)任編輯:李燕輝)

三峽集團(tuán)與中國(guó)電建主要領(lǐng)導(dǎo)座談

8月14日，三峽集團(tuán)董事長(zhǎng)、黨組書(shū)記盧純?cè)诒本?huì)見(jiàn)了中國(guó)電建集團(tuán)董事長(zhǎng)晏志勇、總經(jīng)理孫洪水一行，雙方探討了加快推進(jìn)向家壩庫(kù)區(qū)移民遷復(fù)建工程后續(xù)建設(shè)工作事宜，并就央企編隊(duì)出海，加強(qiáng)合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互利共贏達(dá)成了共識(shí)。盧純?cè)谧勚刑岢?，希望中?guó)電建進(jìn)一步發(fā)揮設(shè)計(jì)、施工各方優(yōu)勢(shì)，加快推進(jìn)向家壩庫(kù)區(qū)移民遷復(fù)建工程后續(xù)建設(shè)工作，確保年內(nèi)完工，為庫(kù)區(qū)群眾生活出行方便創(chuàng)造條件，為庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。盧純強(qiáng)調(diào)，三峽集團(tuán)倡導(dǎo)央企間以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互利共贏為原則，在“走出去”過(guò)程中形成央企合力。希望雙方編隊(duì)出海，加強(qiáng)戰(zhàn)略合作，貫徹落實(shí)國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略，推進(jìn)集團(tuán)公司海外戰(zhàn)略實(shí)施。晏志勇表示，中國(guó)電建集團(tuán)將全力以赴做好向家壩庫(kù)區(qū)移民遷復(fù)建工程后續(xù)工作，確保年內(nèi)完工。同時(shí)，將進(jìn)一步與三峽集團(tuán)在海外項(xiàng)目中加強(qiáng)合作，共享信息、揚(yáng)長(zhǎng)避短，在編隊(duì)出海過(guò)程中形成合力，全力配合三峽集團(tuán)推進(jìn)海外戰(zhàn)略實(shí)施，共同推進(jìn)中國(guó)水電和世界水電行業(yè)發(fā)展。

TM7;TM752

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1001-2184(2015)05-0059-04

肖興勇(1982-)，男，四川都江堰人，工程師，從事電力工程建設(shè)技術(shù)與管理工作．

2015-08-18