儀表電纜線路工程技術管理

趙光華(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

電纜敷設一般采用架空方式，也有埋地敷設或電纜井(穿管)敷設的，在電纜集中的地方采用槽盒或橋架，實施過程中嚴格遵守規范和標準，結合工程項目管理經驗，更關注到電氣線路實施的重點和難點，排除可能存的在安全隱患，如果說儀表及自動化系統是生產裝置的“神經系統”，那么儀表就是其神經末梢，中控室是大腦中樞，電纜線路就是其重要的通信傳輸通道，因此，要求設計、技術、采辦和施工等各相關方嚴把電纜線路工程的各個環節，高質量實施是確保“神經系統”長期正常使用的關鍵所在，也是工藝裝置正常生產的保證。

1 電纜線路的分類

1.1 電纜橋架

按材質可分為玻璃鋼橋架、鋼制橋架(鋁合金和鋼制鍍鋅)，鋼制橋架又分為槽式、梯階式、托盤式和組合式電纜橋架等，儀表和電信專業常用槽式橋架(又稱槽板或槽盒)，有時也用托盤式電纜橋架，電氣專業一般選用梯階式電纜橋架，其適合于直徑較大的電纜。單節橋架的長度一般規格為2米、3米和6米，橋架的寬度一般為100mm、200mm、300mm、400mm,也有50mm、500mm、600mm等規格，根據項目的具體情況設計、采辦相適應的規格。

1.2 電纜保護管及相關配件

一般選用鍍鋅鋼管，電信專業在埋地時有用PVC多孔的方通管，涉及到的配件有橋架的連接片、螺栓及跨接線等，鍍鋅管用到的拉線盒及分線盒、以及電纜接入設備和接線箱時的電纜密封接頭或防爆撓性軟管等。

1.3 電纜的種類

包括動力電纜、控制電纜、通信光纜、專用電纜，以及絕緣導線等，其中儀表動力電纜不同于電氣電力電纜，主要是電氣專業UPS提供的220VAC電源，主要為控制系統機柜、操作站、工程師站和現場儀表供電，有的儀表設備(如電動閥)用到380VAC的情況時，一般有電氣專業現場配電箱就近提供，均屬于一級供電負荷。目前石化工程項目涉及到儀表/電信電纜均為銅芯材質。

一般情況消防、報警設施、緊急停車按鈕的控制電纜或通信光纜設計均為直接拉到控制室，不經過現場接線箱，直拉電纜和總線FF電纜一般為鎧裝電纜；鎧裝電纜在現場儀表或接線箱的接線一般采用格蘭，非鎧裝電纜一般采用防爆撓性管連接方式；儀表自動化系統(含DCS/SIS/CCS/GDS等)通信光纜通常為冗余設計，并且從現場控制室分別沿著不同的路徑到達中心控制室，設計路徑一般為地上橋架和地下電纜溝直埋或穿管的方式。

2 電纜線路的施實界面

組織和參與設計技術交底和設計圖紙審查，明確實施電氣線路實施界面。區域變電所出線端子至裝置單元的電纜敷設、安裝和接線等由施工承包商負責；儀表系統機柜的第一道接線端子為界，從裝置現場的電纜/光纜等敷設連接到系統機柜第一道接線端子(配線架等)由施工承包商負責，儀表系統承包商負責控制系統機柜、操作站和工程師站等設備安裝及其內部柜間電纜敷設和連接等。電纜橋架以各自施工區域設計圖紙界面為準，后施工方負責兩個區域橋架的連接。一般情況電氣專業負責UPS的安裝調試，并負責敷設供電電纜到儀表控制系統(電源)機柜和接線，儀表系統工程承包商辦理其受電申請。

3 橋架及保護管安裝

一般大型石化工程項目開工初期，可根據基礎設計圖紙中型號、規格和數量比較多的電纜、橋架、保護管及接線箱和管接件等，提前安排采購該總數量的60%左右，結合工程的進展情況，參考施工單位申請的材料需求數量計劃，由采辦部門匯總后統一平衡實際采辦計劃數量，到項目后期設計增加或臨時變更的電氣材料，如果數量較少的話可考慮利用庫存，以節約時間和費用，涉及到改造或檢修的項目，材料利庫或代用的機會更多，因此材料代用的情況需要經過設計或技術部門的同意方可，一般是高代低和新代舊的原則。工程準備階段的場地平整時，結合設計和生產部門意見，可在主要路口或關鍵位置，預埋設多根管道備用，既可用作臨時電纜過路，又可用于電纜溝的使用或工程改造擴建的備用，以免到時破路影響交通和進度；直埋電纜(或預埋鋼管)過馬路時，路的兩側宜設置電纜井，便于穿線以及后續的檢修改造等維保工作。

3.1 電纜橋架安裝

3.1.1 施工準備

現場核查電纜槽盒、橋架實際走向，確保其與工藝管道、鋼結構及設備沒有沖突(最好查看三維圖)，同時做好施工技術和安全交底，涉及到改造單元的橋架安裝和電纜敷設作業前，需提前申請相關作業票。

3.1.2 橋架或槽盒組裝

針對工程項目位置在沿海，臺風較多，腐蝕性較強的特點，沿管廊安裝槽盒或橋架的固定，應增加抱箍和固定點的支架數量，同時橋架蓋板的固定使用不銹鋼扎帶并配合抱箍的形式；儀表槽盒或橋架直接對接建筑物時，其室外槽盒的底板應適時開設漏水孔或預留漏水斷口，避免橋架直接穿墻進入室內；橋架采用螺栓連接時，應用半圓頭螺栓由里向外穿，連接應牢固。

橋架的起始端、分支處、進出室內、進出不同危險區域，以及每30米處與就近接地網或接地母排的相連，接地線可選用16mm2多股銅芯電線，每節橋架之間兩側需跨接，跨接線可選用6mm2銅芯軟絞線或軟銅編織線，也有的橋架廠家提供配套跨接線和鋼扎帶。

3.2 保護管安裝

保護管引入接線箱或儀表盤(箱)時，宜從底部進入，禁止從上部進入；保護管與連接件之間，采用螺紋連接，管端螺紋的有效長度要大于管接頭的1/2，并保持管路的電氣連續性。當保護管的直線長度超過30米，沿塔槽、加熱爐或穿過建筑物伸縮縫時采取熱膨脹補償措施，保護管從上向下敷設時在管末端加排水三通，管口低于儀表或接線箱進線口約250mm。地埋管溝挖深不小于700mm，地埋管接頭處采取外套管焊接，并刷防腐漆處理，埋在地下的電纜配管不得穿過設備基礎。進入落地或配電箱的管路，排列應整齊，管口高出基礎面應不小于50mm，進入室內或公路兩端的管口要加以密封，預埋配管穿越馬路時需加鍍鋅鋼管保護，至路的兩邊不小于0.5米。安裝橋架和穿線保護管時的支架，不宜在混凝土基礎或橫梁上打孔。

4 電纜/光纜敷設

4.1 電纜敷設

核對設計圖紙電纜敷設表，根據到貨電纜盤(有的標注電纜編號)及現場測量的實際情況重新編制電纜敷設表，電纜(線)敷設原則上先遠后近，先集中后分散。電纜(線)敷設和接線前，必須進行導電檢查與絕緣試驗，電纜首尾兩端按規范要求掛電纜標志牌。如圖1所示，不同信號、不同電壓等級和本安電纜在槽盒內分開敷設，本安電纜不得與非本安電纜共用一根保護管。管內電纜線總截面積不大于管內徑空截面積的40%，電纜預留孔和電纜保護管兩端口應用有機防火堵料封堵嚴密，堵料封入管口的深度不少于50mm，電纜預留管兩端應填塞有機防火堵料。與工藝設備、管道絕熱層表面之間的距離應大于200mm，與其它工藝設備、管道表面之間的距離應大于150mm。光纜敷設時，彎曲半徑不應小于光纜外徑的20倍，光纜兩端預留長度不應小于8米，敷設完畢，應用光時域反射計檢查光纖通道全程波導衰減特性曲線，光纜的接續點和兩端應做永久性標志。

圖1 電纜敷設作業示意圖

電纜敷設從電纜盤上端引出，防止電纜在支架及地面摩擦拖拉，防止電纜鎧裝被壓扁和受機械損傷。在槽盒或橋架垂直段敷設電纜時，在下端安裝定滑輪防止敷設電纜時劃傷，同時避免此處線纜斜拉以致無法恢復槽盒蓋板，對于槽盒的水平彎處也要安裝定滑輪同樣防止電纜劃傷和太緊或集中于拐彎處，也可能由于熱脹冷縮原理引起電纜拉斷等。鑒于項目所在地靠近沿海，部分場地是填海造地工程，且地下水位較高，因此埋地敷設的電纜要求外層保護必須完好，且為鋼帶鎧裝電纜；在施工和生產期間，室內外的電纜和控制室/配點室內都要注意采取防鼠、防蟑螂等小動物的措施。

4.2 接線和配線

核查電纜號準確無誤后，按實際所需并留有余量后做好電纜頭，電纜頭用絕緣膠帶包扎，屏蔽電纜的屏蔽層露出保護層15～20mm，用銅線捆扎兩圈，接地線焊接在屏蔽層上，接線時，各回路的正負芯線顏色保持一致，備用芯線按圖紙接到備用端子上或繞成彈簧狀置于電纜頭部。

4.3 接地線安裝

熱鍍鋅扁鋼接地線連接采取搭邊焊接，保證三個棱邊可靠的焊接，對焊渣進行處理后，涂刷瀝青漆做好防腐。每條接地干線確保在不同的兩點以上與接地網相連，每個電氣裝置和工藝設備要以單獨的接地線與接地干線相連，不允許在一個接地線中串接多個需要接地的設備。鎧裝電纜引入電氣設備，其接零線要與設備內接地螺栓連接，鋼帶鎧裝的接地線要與設備外接地螺栓連接。

4.4 避雷帶和防靜電安裝

避雷網/帶的接地宜采用自下而上的施工程序，首先安裝好接地裝置，再安裝引下線，最后安裝避雷帶，引下線在距地1.8米處設置斷接卡，斷接卡以下接地線用保護管加以保護，并與接地裝置可靠連接。用做靜電接地的材料，安裝前不得涂漆，導電接觸面必須除銹并緊密連接，每組靜電接地安裝完畢后，必須進行接地電阻測試，接地電阻值應符合設計要求，當電阻值超過設計要求時，應及時與設計溝通采取相應措施。

5 電氣防爆

槽盒、橋架、電纜溝、保護管等通過不同級別爆炸、火災危險區域時，在分界處均應采取隔離密封措施，保護管通過不同防爆區域的隔墻和樓板時，應將保護穿墻孔和樓板孔用阻火密封填料堵塞嚴密。如圖2所示，接線箱、穿線盒、密封接頭等管件按照危險區域的級別，分別采用不同的防爆結構形式。螺紋上應涂電力復合脂或導電性防銹脂，以保持良好的電氣連續性。所有管子斷開的地方，均用導線或裸銅線連接起來，連接應采用專用的連接卡，鋼管的接地線要連至電纜橋架的接地上。

圖2 電纜密封隔離配件安裝示意圖

6 結語

多年的石化項目儀表工程管理經驗充分表明，做好電纜線路的施工技術和質量管理，需要在設計階段、采購階段和施工階段有足夠重視，嚴格的設計標準和施工規范、優選的供貨商、優秀的施工隊伍都是質量保障的關鍵，生產裝置日常的操作和監控均在中控室，正是有了良好“神經系統”的通信傳輸渠道(電纜/光纜)，才能夠時刻監控到每臺設備的運行狀況，工藝的技術參數是否滿足要求，以便根據現場情況隨時調整、監督、報警，甚至可能采取的緊急停車措施，確保生產的正常進行。因此，抓好電氣電纜線路工程中的重點和難點，順暢安全的儀表控制系統才是工藝裝置正常生產的重要保障。