陳 雷
(國網上海電力公司電纜分公司,上海 200072)
電能在我國能源供應體系中占有的突出重要的地位,在國民經濟發展和居民生活中發揮了不可替代的作用。電能的穩定供應對維護社會穩定和提升居民生活質量具有重要意義。電纜敷設是電網建設過程中的一個重要組成部分,電纜敷設質量高低直接影響電網的運行能力,一旦電纜敷設出現質量問題,則無法保證后續電網安全高效運行,輕則出現供電故障,嚴重時可能造成人身財產損失。由此看來,科學地進行電纜敷設施工質量控制并探討其改進措施,對電纜施工工程具有重要的意義。
大體上可將電力電纜分為以下3種類型:紙絕緣型電纜、壓力型電纜和擠包絕緣電纜。
(1)紙絕緣型電纜。這是使用最為廣泛的一類電纜,它是以繞包絕緣紙帶后浸漬絕緣劑作為絕緣的電纜。
(2)壓力型電纜。這種類型的電纜常被用于63 kV 及以上電壓等級的線路當中,電纜中充注了可以流動且具有一定壓力的絕緣油。
(3)擠包絕緣電纜。這種類型的電纜又被稱之為固體擠壓聚合電纜,常被用于10 kV 及以上電壓等級的線路當中,它是以熱塑性材料擠包形成絕緣的電纜,常見的有PVC 電纜,PE 電纜,EPR 電纜等。
根據施工條件及作業要求不同,電纜的敷設方式各異。常見的電纜敷設方式包括溝槽式、穿管式和直埋式。無論是何種施工方式,均需要按照施工規范采取便捷經濟的施工方案。
在電纜敷設工程中,首先應保證材料質量,在施工之前應按照施工要求和設計方案確定電纜的材質和類型,同時應加強對于電纜附件質量方面的審查。通常情況下電纜的主要結構包括絕緣層、電線芯、保護層和屏蔽層4個部分,在電纜線運輸的過程中,應使用電纜盤進行保護,避免外界應力對于電纜線的傷害。同時在電纜線裝卸過程中應使用吊車,避免絕緣層受到損害。電纜線如果長時間不使用,應放在陰涼干燥處,不能露天暴曬,也不能置于高空氣濕度的環境中。電纜線施工過程中的質量保護,將在下文中進行詳細地分析。
在進行電力工程的施工過程中,路徑的選擇直接決定著電纜敷設的成本。因此在實際的敷設中,相關單位對路線的選擇是相當重視的,但是經常會出現過于重視施工成本,忽視施工科學性的問題。在施工線路的論證過程中,應該以后期使用為根本目的,并參照許可半徑明確施工的路徑,同時敷設的線路還應考慮后期維護和施工的便利性,最后敷設范圍應盡量避開施工建設區。
調研中發現在實際的電纜鋪設施工中,普遍存在截面選擇不科學的情況。如果沒有嚴格地篩查截面質量,則不能保證在后期使用過程中滿足電纜溫度控制要求,進而導致電壓損失,引發電力故障。部分情況下,施工人員在鋪設之前沒有對電纜線進行相關的檢查,只是依照物資供應部門提供的參數,這種情況極易導致電纜線指標不滿足施工要求的問題。
通常情況下,電纜敷設的環境較為復雜,在地質條件和氣候條件較為復雜的環境下進行施工,即使使用檢測合格的電纜,也可能在特定情況下出現質量問題,這就要求在電纜敷設之前進行敷設實驗,驗證在特定條件下的電纜質量。但是調研中發現,不少施工單位忽視了敷設實驗的重要意義,并沒有引起足夠的重視,為后期電纜使用埋下隱患。
施工之前應檢查纜線質量,并對金屬部分的防腐涂層進行防腐質量實驗,同時保證電纜型號和尺寸規格與設計圖紙相符。直埋式電纜需在敷設之前開展相關實驗,在電纜質量滿足要求時才可進行注冊,出油是電纜的內部油壓應高于0.15 MPa,并且接頭位置無滲漏情況。電纜放線架應穩固牢靠。科學計算路徑與單根電纜長度,對電纜盤使用進行合理安排。如使用機械操作,應保證牽引機和導向機構性能良好。
電纜敷設過程中,應避免對電纜井、溝槽及防水層的破壞;對于需并聯使用的電纜,應保證并聯線路型號,規格、長度都相同。在電纜接頭位置預留足夠的作業長度。
在復雜環境下,使用橫截面較大的電纜進行敷設施工,應科學組織施工方式,確保最佳的電纜牽引方向和牽引速度,在使用牽引頭牽引的情況下,銅芯的牽引強度相較于鋁芯更大。
電纜接頭位置的布置應滿足以下2個要求。(1)在2條及2條以上并聯敷設的電纜施工中,應保證接頭位置錯開布設;(2)如使用明敷方式,則應固定接頭,并保證纜線排列整齊,避免出現重疊和交叉情況。
做好電纜敷設前期的準備工作,可為電纜敷設質量控制打下堅實的基礎。在施工之前應仔細核對電纜的型號、規格和主要參數,重點核實有無破損情況,有條件時應開展相應的抽檢實驗。在纜線質量合格之后,應深入研究設計圖紙,保證施工過程的總體把控質量,并嚴格落實施工圖紙要求。為提升施工效率,可在施工之前按照敷設的要求將纜線進行分類和編號。
在電纜敷設施工路線的設計中,首先需滿足30年以上的使用要求,基礎上應考慮施工便利性,安全性及經濟性等方面的要求。在線路的選擇中應首先避開地質災害高發地區,潮濕、污染及腐蝕性環境,同時應結合后續維修便捷等方面的需求,選擇最短的路徑。
從敷設施工主體來說,主要分為人工敷設和機械敷設2種。機械敷設具有勞動強度低,施工效率高的優點,但是對施工場地要求較高,通常來說施工面積要求較大,同時如果施工敷設速度過快,可能造成纜線拉傷。人工敷設的主要優點在于占地面積小,在拖拽過程中不易造成電纜受損,缺點在于勞動強度大,效率低。按照敷設的環境可分為直埋敷設,排管敷設和架空敷設3種類型,在使用過程中,直埋敷設和排管敷設為最常用的方式,其中直埋敷設施工工藝簡單,多在綠化帶、建筑物周邊和人行道下使用。
在使用直埋敷設進行電纜施工中,應注意纜線的弧度應大于電纜直徑的10倍,并在鋪設過程中,合理控制轉彎角度,避免纜線拉傷。與此同時,電纜溝的開挖應保持足夠的橫截面積,并將底部的雜物清理干凈,在電纜溝底部均勻的鋪上細砂或軟土才能進行敷設施工。最后纜線敷設應保持在松弛狀態,纜線敷設后在其上部使用細沙和軟土覆蓋。為保證后期安全性,還需要加蓋保護板。在回填土達到施工深度的一半時,應設置纜線標志帶,并逐層對回填土進行夯實。電纜標樁應在彎頭處和接頭處設置,在直線部分應每隔50~100 m設置一個標樁。在施工過程中,如果要穿越道路或者是公路,可采用直徑為纜線外徑1.5倍的保護管,同時要求保護管延伸至公路兩端兩米以外,進行相應的防腐蝕處理。
電纜排管敷設在城市中應用較多,主要是由于其地形適應性較好,施工占地較窄,但是也會對纜線的散熱造成不利影響,同時資金投入也較高。在排管施工過程中,要求埋設深度在0.5 m 以上,考慮到后期散熱及承壓的要求,排管內徑應在電纜外徑的1.5倍至2倍范圍內,要求排管內壁打磨光滑地面纜線,拖拽過程中造成外壁破損。工作井應每隔不超過130 m 設置一個。排管敷設對于管材的要求,應同時具備抗沖擊,耐腐蝕和一定的承壓能力,為電纜線提供足夠的保護。
在纜線的敷設過程中,應科學計算路徑長度及纜線長度,合理安排電纜盤的使用,盡量減少接頭,在帶電區域進行電纜鋪設,應制訂科學的安全保護措施。與此同時,在電纜放出敷設之后應進入復核程序,準確記錄電纜型號。纜線鋪設完成后的標牌上應標明回路編號及另一端配電箱的編號。為縮短電纜終端與接頭的外界暴露時間,應保證切剝電纜至結束的連續操作。在雨雪天或大霧天等空氣濕度較大的作業環境中,應避免進行中間頭和電纜頭的制作。
為避免水汽沿地線進入電纜線內部,可在電纜的外保護層包裹2層防水帶,然后將地線夾在其中,并在外層重新包裹兩層防水帶。應保證電纜三叉口處填實、充滿,對于熱縮頭可使用電纜油膏填實,對于冷縮頭可使用填充膠填滿。鋪設電纜應從纜線盤的上方抽出,避免地面摩擦拖拽。電纜盤需穩固固定,避免出現傾倒等安全事故,牽引速度和轉動速度應科學配合,每次牽引長度應控制在合理范圍內,避免纜線受力斷裂。
在纜線鋪設完成之后,應提交的設計施工前資料包括設計資料,電纜清單,路徑文件及變更設計證明文件;纜線質量證明包括供應商提供的產品說明書,試驗合格等;施工資料包括工程技術記錄,終端頭和中間接頭型號,填充絕緣材料型號,交接實驗等。
纜線敷設竣工驗收的工作主要包括電纜使用的規格符合要求、排列整齊、無外部損傷、標志牌清晰齊全。纜線接頭半徑,彎曲半徑,保護層接線及排列順序等符合設計要求,電纜線接地情況良好,金屬支架及保護層等防腐效果達到設計要求。電纜溝內無塊狀尖銳雜物,蓋板齊全,通風排水性能良好,防火設計滿足需要。
施工安全管理也是施工質量控制的重要部分之一。首先要求施工部門建立完善的安全管理制度和生產責任制,從制度上保證各項安全管理措施落實到位,有據可依。在此基礎上應加強一線施工人員的安全教育,通過安全培訓提升安全重視程度和安全生產能力。最后應配置相應的安全管理人員,加強現場安全督導檢查工作,及時發現安全隱患,使電纜鋪設施工能夠安全高效進行。
電纜敷設施工是電力工程中的重要組成部分之一,也是安全穩定供電的基礎條件,為保證電力工程施工質量,須嚴格落實電纜敷設施工相關標準,并加強施工過程管理,在保證經濟適用、安全運行的基礎上,兼顧后期維護和維修需求。尤其應注意的是,在施工過程中應嚴格按照設計圖紙進行,對于實際情況與設計圖紙不符的應進行論證,才能修改施工計劃。加強纜線施工的質量控制體系建設,是保證電纜鋪設施工質量的關鍵,質量管理工作應貫穿電纜敷設施工的全過程,保證質量管理工作有據可依。