特高壓換流站接地網施工控制方法

王東，駱建龍，楊燦

(湖南電力建設監(jiān)理咨詢有限責任公司，湖南 長沙410007)

目前，特高壓換流站接地網大部分采用銅絞線或鍍銅鋼絞線，地網連接點采用放熱焊接工藝。放熱焊接作為一種新工藝，具有操作簡單、焊接牢固、耐腐蝕等優(yōu)點，近年來在工程上獲得普遍應用。特高壓換流站地網面積大，連接點較多，且放熱焊點造價較高，給接地網施工質量控制及計量工作帶來一定的難度。以鄭州±800 kV 換流站工程為例，其接地網放熱焊點多達3 000 余個〔1〕，而單個放熱焊點工程造價在200 元左右。在工程建設信息化迅速發(fā)展的背景下，如何利用計算機手段對接地網施工進行有效控制、防止出現(xiàn)漏焊、確保焊接質量及計量準確性，這是一個新課題。

1 傳統(tǒng)接地網施工控制方法

1.1 傳統(tǒng)接地網施工控制流程圖

傳統(tǒng)接地網施工控制流程如圖1。

圖1 傳統(tǒng)接地網施工控制流程

1.2 傳統(tǒng)接地網施工控制步驟

1)在接地網施工前，由設計院向現(xiàn)場交付紙質版接地網施工圖，并由建設管理單位組織開展圖紙會檢。監(jiān)理依據(jù)會檢完成的圖紙編制接地網施工控制圖，一般采用的方法是在紙質版接地網施工圖上對接地網軸線進行編號。

2)施工單位在接地網施工前對技術人員開展放熱焊接工藝培訓。培訓一般采用PPT、WORD 文檔形式進行放映講解，培訓完成后進行放熱焊工藝試驗〔2〕。整個實施過程由監(jiān)理進行見證。

3)在施工過程中，施工單位依據(jù)設計院提供的接地網施工圖進行施工，并對已施工部分在圖紙上進行標記。每天施工完成后，由監(jiān)理對完成的放熱焊點進行驗收，并逐點拍照。如驗收合格，監(jiān)理在接地網施工控制圖上對相應的點進行合格標記;如驗收不合格，則進行不合格標記;未施工的放熱焊點不進行標記。對于不合格放熱焊點，由施工單位進行整改后報監(jiān)理復驗，復驗合格則在接地網施工控制圖上對原標記進行更改〔3〕。

4)接地網施工時采取分區(qū)域施工的方式，在各區(qū)域施工完成并經驗收合格后，及時辦理隱蔽工程簽證。

1.3 傳統(tǒng)接地網施工控制缺陷

傳統(tǒng)接地網施工控制方法可以對接地網施工進行有效控制，但其存在以下缺點:

1)放熱焊工藝培訓以文字形式為主，不生動，培訓效果較差。

2)繪制紙質版地網控制圖時，一般對接地網軸線進行編號，如橫軸編為A1，A2，A3…，縱軸編為B1，B2，B3…。由B1 軸，B2 軸交叉形成的放熱焊點則為點B1B2，考慮圖紙的紙面清晰，一般不標注放熱焊點編號。這導致在使用過程中，核對放熱焊點編號較為不便。

3)由于地網控制圖為紙質版，紙張較大，一般僅制作1 套。在頻繁使用過程中，容易損壞和丟失。

4)在對接地網施工控制中，對不合格放熱焊點要進行標記，驗收后需進行二次標記，重復標記導致無法辨認。部分放熱焊點標記錯誤后，難以更改。

5)辦理隱蔽簽證時，需繪制實際施工圖，統(tǒng)計施工量。此工作量較大，且數(shù)據(jù)統(tǒng)計經常出現(xiàn)差錯。

6)在接地網施工過程中，如監(jiān)理按排不同人員進行分區(qū)監(jiān)理或負責人員發(fā)生變動，則交接時較為繁瑣，且容易發(fā)生紕漏。

2 優(yōu)化后接地網施工控制方法

2.1 軟件功能

1)利用軟件繪制接地網施工控制圖。由設計院提供已會檢完成的電子版接地網施工圖，在軟件中進行繪制。軟件可直接輸出打印接地網施工控制圖。

2)利用軟件進行放熱焊接工藝培訓。培訓以動畫形式進行，加入相應的語音講解和文字版注意事項。

3)利用軟件進行數(shù)碼照片整理和放熱焊點標記、統(tǒng)計。避免人工標記帶來的錯誤、涂改等問題，并實時展現(xiàn)接地網整體施工情況。自動統(tǒng)計接地網放熱焊點總數(shù)、已施工數(shù)量、不合格數(shù)量。

4)利用軟件直接生成隱蔽工程簽證單〔4〕。

2.2 優(yōu)化后的接地網施工控制流程

利用軟件優(yōu)化后的接地網施工控制流程如圖2。

圖2 利用軟件優(yōu)化后的接地網施工控制流程

2.3 優(yōu)化后的接地網施工控制步驟

1)由設計院提供會審后的電子版接地網施工圖，并錄入軟件。

2)利用軟件繪制接地網施工控制圖，同時利用軟件對施工人員開展放熱焊接工藝培訓。

3)施工過程中，監(jiān)理對完成的放熱焊點驗收，并逐點拍照。對拍攝的照片依據(jù)合格標準區(qū)分命名，錄入軟件，由軟件自動標記?？呻S時通過軟件查看各區(qū)域接地施工情況，并根據(jù)需要打印接地網施工實時進度圖。

4)在單個區(qū)域施工完成，軟件標示全部合格后，自動生成隱蔽工程簽證單。打印后由各方簽字。

3 特高壓換流站接地網施工控制軟件

3.1 軟件功能模塊確定

1)根據(jù)優(yōu)化后的接地網施工控制流程，確定特高壓換流站接地網施工控制軟件功能模塊主要包括:放熱焊接工藝培訓;接地網施工控制圖繪制;接地網施工過程實時控制。

2)軟件應具備的I O 功能:

①輸入項目:電子版接地網施工圖(CAD)、數(shù)碼照片;

②輸出項目:接地網施工控制圖;接地網施工進度圖;隱蔽工程簽證單〔5〕。

3.2 軟件模型

對各功能模塊進行分析后，搭建模型如圖3。

圖3 特高壓換流站接地網施工控制軟件模型

3.3 軟件功能說明

1)放熱焊工藝培訓動畫、文字版施工要點制作完成后嵌入軟件，使用時直接打開軟件進行播放或查看。

2)利用特高壓換流站接地網施工控制軟件繪制的接地網施工控制圖，可顯示每個放熱焊點的編號，并可根據(jù)需要進行隱藏。

3)現(xiàn)場拍攝數(shù)碼照片后，對照片進行重命名。例如:對放熱焊點A3B5 拍照后，如該點驗收合格，將其命名為A3B5(Y);如不合格，則命名為A3B5(N)。將照片錄入軟件，軟件對照片進行檢測。檢測到A3B5(Y)時，接地網控制圖上該點變?yōu)樗{色，檢測到A3B5(N)時，該點在圖上顯示為紅色。對于未施工點，接地網控制圖上該點顏色仍保持原色(可預設為黑色)。

4)接地網施工實時進度圖可整體顯示當前施工進度情況，并自動統(tǒng)計相關數(shù)據(jù)，包括放熱焊點總數(shù)量、已完成數(shù)量、合格數(shù)量、不合格數(shù)量。

5)隱蔽工程簽證單在軟件開發(fā)時，按照標準格式嵌入，對于無需變動的內容直接予以固化。使用時，直接在軟件上填入與工程相符的內容，涉及到接地網實際施工圖由軟件自動填入。

4 優(yōu)化后接地網施工控制及經濟性分析

4.1 對比傳統(tǒng)方法的優(yōu)點

借助特高壓換流站接地網施工控制軟件對接地網施工實施控制，相比傳統(tǒng)控制方法具有以下優(yōu)點:

1)采用動畫形式開展放熱焊接培訓形象生動，培訓效果可以得到提升。

2)利用軟件繪制接地網施工控制圖更便捷，且生成的圖紙可多份打印，便于分區(qū)開展監(jiān)理工作。

3)利用軟件進行接地網施工實時控制，可以減輕一定的工作量，不易出現(xiàn)標記錯誤、圖紙丟失等問題。同時，也方便不同管理人員之間的工作交接。

4)由軟件自動生成隱蔽工程簽證單，在減輕資料人員工作量的基礎上，確保了計量的準確性和資料整理的規(guī)范性。

4.2 經濟效益分析

每座特高壓換流站主接地網放熱焊接數(shù)量平均按3 500 個考慮，單個焊點報價定為200 元(按鄭州換流站平均報價)。相比傳統(tǒng)接地網施工控制方法，借助特高壓換流站接地網施工控制軟件對接地網施工實施控制，預計可以產生以下經濟效益:

1)采用傳統(tǒng)控制方法，計量偏差一般在15%左右，采用軟件控制后，計量準確率可提升至98%以上。單個工程可直接節(jié)省費用:3 500 ×(15% －2%)×200 元=91 000 元。

2)根據(jù)以往工程經驗，接地放熱焊接不合格率在2%左右，采用軟件培訓后預期將不合格率降低1%。則可節(jié)省費用3 500×1% ×200 元=7 000元。

3)特高壓換流站主接地網施工工期約8 個月，監(jiān)理單位投入人力為監(jiān)理工程師1 名、監(jiān)理員2 名。采用軟件控制后，投入監(jiān)理工程師1 名、監(jiān)理員1 名即可完成相應任務。可直接節(jié)省人力成本8 人·月。

4)采用軟件控制后，信息可以實施共享，過程控制資料全部無紙化，降低了工作交接、信息交流等管理成本，具有一定的環(huán)保效益。

5 結束語

通過總結傳統(tǒng)接地網施工控制方法的缺點和不足，借助計算機手段對其進行優(yōu)化，以此來開發(fā)特高壓換流站接地網施工控制軟件，可以減輕管理人員的工作量，有效改善接地網施工控制效果，并明顯提升經濟效益。開發(fā)出的軟件主要適用于特高壓換流站，其它變電工程亦可以參照使用。在后續(xù)研究中，可對軟件功能繼續(xù)深入優(yōu)化，如加入在線功能，方便不同管理人員查看地網施工進度。

〔1〕中南電力設計院． 鄭州換流站工程主接地網設計圖紙〔S〕． 2012．

〔2〕國家電網公司． Q/GDW 467—2010 接地裝置放熱焊接技術導則〔S〕． 北京:中國電力出版社，2011．

〔3〕浙江二建建設集團有限公司． 鄭州換流站防雷接地施工方案〔S〕． 2012．

〔4〕駱斌． 需求工程——軟件建模與分析〔M〕． 北京:高等教育出版社，2009．

〔5〕劉忠寶． 軟件工程——理論、方法及實踐〔M〕． 北京:國防工業(yè)出版社，2012．