探討110kV變電站進線電纜工程的施工方法

張成元

摘 要:在變電站建設中,進線電纜工程是其重要組成部分,與民生和財產(chǎn)安全密切相關。因此,在110kV變電站進線電纜工程施工時,有關單位與人員需把握科學施工方法,以保證安全施工。對此,本文作者主要探討了110kV變電站進線電纜工程的施工方法,分析了110kV變電站進線電纜工程施工的其他注意事項,以保證電纜工程的質量與安全。

關鍵詞:110kV變電站進線電纜工程施工方法注意事項

中圖分類號:TM75 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0116-02

隨著經(jīng)濟與科學的不斷發(fā)展,我國的電力事業(yè)也呈逐年上升趨勢,這為變電站建設提供不斷更新的條件。而變電站進線電纜工程,是一項嚴謹復雜的工程,尤其是110kV變電站進線電纜工程,更需把握科學、合理的施工方法,處理好各施工環(huán)節(jié),從而保證高質高效完工。

1110kV變電站進線電纜工程的施工方法

在110kV變電站進線電纜工程中,首先需做好施工設計工作。相關人員需根據(jù)實際加以探究,了解工程施工環(huán)境,處理好接地、防雷、路徑選擇、材料選擇等各環(huán)節(jié),采取有效方法,以提高施工安全,降低安全隱患,保證電纜工程順利施工。

1.1 把握進線電纜參數(shù)特性

在進線電纜工程施工中,需分析電纜參數(shù)特性。而這就需考慮到分布電容對電纜工程的影響。相較于架空線,電力電纜不管是纜芯和護套間,還是纜芯間,其間距都要小。其次,因絕緣材料具有高介電常數(shù),這又致使架空線路的單位長度電容遠遠小于電力電纜的電容。此外,與架空線路相比,在電力電纜中,其阻抗計算也是存在較大的差異性,這就直接地影響著保護整定計算。通過分析電力電纜的阻抗計算,可得出如下結論。

(1)以電纜金屬護套進行單端接地,金屬護套內(nèi)沒有感應電流,電纜的正、負序單位阻抗計算和架空線相同。這時短路電流以大地作回路,金屬護套內(nèi)的零序阻抗最大,而電流最小。(2)以金屬護套的兩端交叉互聯(lián)或者直接互聯(lián)接地,護套內(nèi)的感應電流于金屬護套產(chǎn)生的閉環(huán)回路中出現(xiàn)與芯線電流反方向的護套電流,同時出現(xiàn)護套損耗,致使線芯的正、負序電阻降低,而正、負序感抗則上升。此時,短路電流經(jīng)過大地部分則忽略不計,我們可視為短路電流整體都是以金屬護套為回路,零序阻抗最小。

通常而言,可利用實測方式得到電纜零序阻抗,而在變電站進線電纜工程中,也可運用近似估算公式。然而,對于套管型電纜,或者布置在鐵磁材質中的三相電纜,其零序阻抗計算則較為復雜,還需結合所處磁場中的導磁率。

1.2 靈活運用進線電纜的不同接地形式與方法

在110kV變電站進線電纜工程中,電纜的接地形式是多種多樣的,施工人員需把握正確的方法,以保證安全施工,避免安全隱患。

1.2.1 保護接地

保護接地即正常情況下未帶電,卻在絕緣材料破損后,亦或其他情形下也許帶電的那些電器金屬部分通過導線和接地體相連接的保護接線形式。其目的是避免線路桿塔、配電設備的構架、電氣設備的金屬外殼等帶電而危害設備與人身安全而進行的接地。保護接地通常適合配電變壓器中性點未直接接地的供電系統(tǒng),當電氣裝置由于絕緣破損而漏電時,可確保其形成的對地電壓在安全范圍內(nèi)。

(1)低壓系統(tǒng)裝置接地。這一接地方式有五種形式,如IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN2C系統(tǒng)、TN2C2S系統(tǒng)、TN2S系統(tǒng)。在變電站工程建設中,最為科學的形式是TT系統(tǒng)。其原因在于這一系統(tǒng)中,PE線是直接接地。而變電站保留著齊全的接地網(wǎng),便于接地網(wǎng)與PE線的連接。此外,外露設備導電部分可能和PE線進行直接接地,當PE線與電源零線隔開之后,可較大地保護觸電保護器的準確動作。(2)高壓系統(tǒng)裝置接地。其原則是一個裝置或者一組相連的裝置通過一根引下線進行獨立接地。偶爾需以兩根接地線來分別接地,尤其是具備二次元件的一次裝置。通過這些方法,可以有效預防不良現(xiàn)象,如二次裝置毀壞、出現(xiàn)一根接地線斷裂、出現(xiàn)高壓電穿身二次回路等。

1.2.2 工作接地

工作接地,也稱為配電系統(tǒng)接地,即在TNCS與TNC系統(tǒng)中,為了讓電路或者裝置實現(xiàn)運作所需的接地,在實際施工中有較為廣泛的運用。如通信電源正極接地、變壓器中性點接地、直流絕緣監(jiān)測接地等,這種接地方式能夠就近而直接接在主接地網(wǎng)上,還可通過一定阻抗后再加以接地。其主要作用是維護系統(tǒng)電位穩(wěn)定,也就是降低低壓系統(tǒng)從高壓竄入低壓系統(tǒng)形成的過電壓而導致的危害。其次,工作接地在配電網(wǎng)單相故障接地時也有控制電壓升高的功效。若無工作接地,當產(chǎn)生單相接地故障時,變電站中性點對地電壓會接近相電壓,而其他兩相對地電壓升高后會接近線電壓。

1.2.3 防雷接地

防雷接地有兩個概念:第一,防雷。即避免因雷擊而產(chǎn)生損害;第二,靜電接地,避免靜電造成危害。換而言之,即把防雷電保護裝置,如避雷器、避雷網(wǎng)、避雷線、避雷針等,向大地泄放雷電流的防直接雷的接地方法。在接地過程中,防雷接地應堅持就地原則,同時盡可能地距離電氣沒備遠點。對戶內(nèi)變電站來說,通常采取于房屋頂部加以防雷、避雷的方法,其原因在于場地空間因素,避雷帶引下線難免會和建筑中的金屬體以及其他的接地體產(chǎn)生碰撞,所以,只能實施等電位這一方法,把墻體金屬件與每層樓面相連接,構成一個整體。

1.2.4 屏蔽接地

屏蔽接地即于屏蔽體與地或者干擾源金屬殼體間進行的永久良好的一種電氣連接。主要目的是把電氣干擾源引向大地,可抑制住外來電磁對弱電設備的干擾,降低弱電設備形成的干擾,防止對其他弱電裝置起不良影響。通常而言,屏蔽接地可分為低壓電纜屏蔽層接地、弱電裝置的外殼上與箱、柜、屏的接地、建筑屏蔽接地三種接地方法。其中,低壓纜屏蔽層難以接納大電流,其原因在于短路電流流入接地網(wǎng)時,若發(fā)生分流,則會損壞電纜,并影響著電子裝置的使用。所以,低壓電纜屏蔽層僅能一端接地。同時,大量控制電纜主要源于干高壓配電設備,若因故障導致高壓電傳至控制電纜,則會危害二次裝置,所以電纜控制屏蔽層需在二次裝置的環(huán)形接地網(wǎng)上進行接入,而自動通信電纜需在保護屏上接地銅排這一地方進行接入。而屏蔽接地于二次設備中的電纜入口之處,能把強電干擾信號防于二次設備之外。同時,若想屏蔽效果更好,則需于配電設備處盡量穿鋼管埋地敷設。

1.2.5 邏輯信號接地

邏輯信號接也稱作數(shù)據(jù)線接地與信號接地。在邏輯信號接地時,3v或5v的工作電壓則能符合微機系統(tǒng)的需求,而其數(shù)字鐘頻率由MHz到GHz。當遠距離外圍設備與設備外的數(shù)據(jù)線進行通信時,數(shù)據(jù)線中的各種電位會給設備提供低阻抗,產(chǎn)生瞬時電噪聲以及高頻電噪聲。當然,信號接地萬不可亂接,否則電壓或低噪聲會導致數(shù)據(jù)中斷,而高瞬間電壓會損壞芯片,這就妨礙了微機系統(tǒng)順利運作。而設零電位母線則能有效解決弱、強電接地亂接問題。在具體的操作中,還需加以優(yōu)化。

(1)需保持強電接地與母線接地點的較大距離。多數(shù)設備接地時往往采取就近原則,然而強電接地與母線接地時卻需較大距離,以防止強電影響弱電,同時,弱電接地須與防雷接地遠離。(2)接地母線耐壓值需等于或高于弱電裝置耐壓值。因為該母線為專用接地設備,所以非接地部分須絕緣于主接地網(wǎng)、大地,同時使用熱塑套絕緣,以使耐壓值等于或高于弱電裝置耐壓值。(3)接地母線需嚴禁發(fā)生一次與二次設備接地。如果將接地母線與二次保護接地相連,則會穿過電流互感器一次繞組、二次繞組,增加母線電位,威脅到弱電設備。(4)接地母線需有合理長度。這就需依據(jù)實際情況進行分析,接地母線不可過長,以降低一次電流形成的感應電勢。而長度大的通信線路一般選用光纜。而較長距離的開關室則分片裝置接地母線。

1.3 優(yōu)選110kV變電站進線電纜接地材料

在110kV變電站進線電纜工程施工設計中,還需綜合考慮接地選材。一般而言,鋼材使用最為普遍。而當短路電流太大時,可選用銅材進行接地,以降低變電站施工難度。在腐蝕方面,則取決于實際土壤環(huán)境。由一些投運時間持續(xù)長的接地網(wǎng)看,一些鋼材仍舊完好,僅僅在空氣接近點與焊接點才發(fā)生銹蝕,或者少數(shù)出現(xiàn)嚴重銹蝕。可見,在工程施工設計時,相關人員應結合腐蝕情況,依據(jù)具體腐蝕數(shù)據(jù)對施工材料進行選擇。同時,有關部門還需調查研究材料生產(chǎn),為施工單位提供實際的、科學的資料,從而預防腐蝕。對此,筆者總結如下。

(1)增加截面。由于截面太大,會造成施工阻礙,所以不適用于嚴重腐蝕地區(qū)。(2)防腐涂料。材料價格較廉,且施工工藝也較為簡單。其不足點是使用壽命不長,持續(xù)時間不長,所以,使用效果并不大理想。(3)鍍鋅。這適用于一般腐蝕地區(qū)。對重鹽堿地區(qū)則不適合,如化工廠、沿海地區(qū)等。(4)銅材料接地。主要包含銅包鋼、傘銅線以及全銅線。其中,銅包鋼,是在接地鋼材之外復上一層厚度為lmm的銅;而傘銅線與全銅線適用于接地設備,如扁銅、銅絞線。對于銅接地,其工藝方式主要為火泥熔焊,這一方式利用了化學反應(放熱反應)時產(chǎn)生的超高熱使接頭展開內(nèi)鋼銅互融,從而達到熔接。

2110kV變電站進線電纜工程施工的其他注意事項

2.1 了解施工內(nèi)容

變電站進線電纜工程施工的主要內(nèi)容有電氣裝置安裝、鋼結構吊裝、基礎與鋼筋混凝土結構等工程。

(1)基礎設備都是清水混凝土,以使表面光滑、平整,且沒有氣泡;基礎設備邊角選用圓角工藝,不但大方美觀,還可防止因碰撞而導致崩角;構件外墻抹灰尺需與貼塊外墻尺寸模數(shù)相符,同時外墻的陽角、門頂、窗頂?shù)刃枋钦u,以確保耐用美觀;電纜溝蓋板、溝壓頂都可通過角鋼收邊或角鋼護角,以防止邊角崩爛。同時,不規(guī)則或轉角等異型溝板都可做為固定板,統(tǒng)一活動蓋板的尺寸分類,而蓋板編號則可以不銹鋼排,使其耐用而美觀;道路側支模需具有較強的穩(wěn)定性、可靠性,且有準確的尺寸,以使路側美觀而平直。路面表層則以機械切紋與拋光,不但可防滑,還避免路面起沙,提高路面硬度,增強磨性;主設備需牢固安裝,具有良好性能,沒有滲漏油狀況;而屏柜垂直誤差小、排列水平、美觀且整齊。對于110kV管母線,可使用鎂鋁合金而制的管母專用破口機與切割機,以保證管母平整、整齊,而切口垂直于管軸線。(2)設備接地線需規(guī)范、齊全,同時牢靠焊接。而戶外接地線接口應處在相同的水平高度,同時,相同類型的接地線搭接、敷設方式需一致而整齊;變電站相色標示可選反光貼紙,這比油漆標示更為耐用,更為美觀;電纜敷層次分明,牢固綁扎,屏柜的二次接線電纜需清晰、整齊排列,每一電纜芯線需單獨扎成束,同時電纜之間應有一定的空位,芯線豎直橫平,以便于查線。而電纜標志也需清晰、齊全,且具有美觀性;此外,還需認真做好電纜孔洞的封堵以及隔離防火工作,而防火堵料需具有清晰邊界、方正棱角、統(tǒng)一形狀,兼顧工藝與實用效果。(3)注重施工質量與安全管理。施工質量管理需嚴格按照ISO9001體系標準,堅持“質量第一,用戶至上”思想,認真落實施工全過程中的質量控制,以保證工程符合精品工程要求。而在安全管理方面,相關部門需貫徹ISO14001與OHSAS18000標準,制定安全制度,進行安全教育,完善安全檢查方法,保障設備安全、人員人身安全,保護環(huán)境。

2.2 做好施工方案預算

在110kV變電站進線電纜工程施工中,還需做好施工方案預算,以提高施工效益。第一,建立適宜的報價班子。若報價班子經(jīng)驗豐富,則可合理報價,有利于中標率的提高。第二,認真分析工程量清單與報價說明。對于有疑問的報價說明、工程招標圖紙、清單注釋,相關人員需進行驗算,以避免浪費資金。第三,管理與控制竣工驗收中的工程項目成本。在竣工驗收這一階段,應認真完成收尾工作。其內(nèi)容如下:及時清理材料、機械、人工與臨時設施等,可轉移的則轉移,需清退則馬上清退,從而降低成本與費用;全面核對余下的工作量,避免遺漏;其次,對工程變更情況,需準備有關材料以及時提交變更請求;技術人員于規(guī)定時間內(nèi)做好竣工驗收工作。第四,做好項目工程竣工成本決算。

3結語

總之,在110kV變電站進線電纜工程施工時,相關人員需熟悉施工內(nèi)容,處理好各環(huán)節(jié)的施工,根據(jù)實際環(huán)境,選取科學、合理施工方式,選用進線電纜的不同接地形式與方法。同時,注重工程施工中的質量與安全管理,以保證工程高質、高效完成。

參考文獻

[1] 陳琳．探折110kV變電站線路的距離保護[J].科技與生活,2010(15)．

[2] 謝芳.110kV變電站電氣設計[J].中國新技術新產(chǎn)品,2010(8).

[3] 李華南.110kV變電站電氣系統(tǒng)設計方案比較研究[J].北京電力高等專科學校學報(自然科學版),20l0(7).

[4] 王建平,郭秉義,趙勇.110kV變電站接地網(wǎng)降阻方案分析[J].內(nèi)蒙古電力技術,2010(2).

[5] 王武飛.淺談110kV變電站運行及常見問題分析[J].科技創(chuàng)新導報,2010(10).