一種新型變電站內(nèi)光纜雙溝道改造方案

曹　美， 榮定權(quán)， 王　斌， 嚴(yán)世鑫， 牛勝廣， 陳國高

(1.國網(wǎng)安徽省電力有限公司蕪湖供電公司， 安徽　蕪湖　241000；2.安徽繼遠(yuǎn)軟件有限公司， 安徽　合肥　230088)

1　引言

目前，由于歷史原因，國家電網(wǎng)各變電站存在站內(nèi)光纜和電力電纜同溝道，而且通信光纜集中于同一路由，一旦電纜發(fā)生一般性短路等起火極易造成通信光纜的中斷，該方案可靠性較差。另外，當(dāng)通信光纜單獨路由時，若光纜標(biāo)識不夠清晰，一般性站內(nèi)土木作業(yè)也易導(dǎo)致通信光纜的外破[1]。

然而國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施要求“電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)、集控中心(站)、重要變電站、直調(diào)發(fā)電廠、重要風(fēng)電場和通信樞紐站的通信光纜或電纜應(yīng)采用不同路由的電纜溝(豎井)進(jìn)入通信機(jī)房和主控室；避免與一次動力電纜同溝(架)布放，并完善防火阻燃和阻火分隔等各項安全措施，綁扎醒目的識別標(biāo)志[2,3]；如不具備條件，應(yīng)采取電纜溝(豎井)內(nèi)部分隔離等措施進(jìn)行有效隔離。新建通信站應(yīng)在設(shè)計時與全站電纜溝、架統(tǒng)一規(guī)劃，滿足以上要求。”因此，對變電站內(nèi)光纜溝道改造工作十分必要。

2　現(xiàn)狀分析

目前，在國內(nèi)，國家電網(wǎng)在變電站內(nèi)施放光纜一般采用兩種方式。第一種方式是在變電站地下切割出一條狹窄的磚混結(jié)構(gòu)的溝道，置入光纜后恢復(fù)路面，以達(dá)到光纜進(jìn)控制室的目的；第二種方式是在變電站內(nèi)挖出一條溝道，然后在此溝道內(nèi)敷設(shè)PVC或玻璃纖維管道保護(hù)置入的光纜。

這兩種光纜施放的形式目前取得了廣泛的應(yīng)用，但是其缺點也是很明顯的。第一，上述兩種敷設(shè)光纜的形式都需要在變電站內(nèi)進(jìn)行土建操作，對于已經(jīng)投運(yùn)的變電站，地下的管線十分復(fù)雜，不僅有二次線路，更有電纜等一次線路，站內(nèi)新挖溝道的風(fēng)險較大。第二，由于地下管道的密閉特性，一但發(fā)生火災(zāi)或鼠咬等破壞光纜的情況時，光纜故障定位的難度較大，給后期的運(yùn)行維護(hù)造成較大的難度。第三，若光纜和強(qiáng)電電纜同溝道鋪設(shè)，當(dāng)強(qiáng)電電纜發(fā)生一般性短路等起火將導(dǎo)致光纜被燒斷，另外，若強(qiáng)電管道施工，當(dāng)光纜纏繞在強(qiáng)電電纜上時，極易導(dǎo)致光纜的施工性中斷，存在重大安全隱患。

因此，針對上述光纜溝道施放方式存在的問題，本文提出一種變電站用光纜不銹鋼槽盒方案，很好地解決了上述兩種施工方式存在的安全隱患，為國家電網(wǎng)公司的雙溝道改造工程提供了新的思路。

3　不銹鋼光纜槽盒方案設(shè)計

3.1　槽盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)上述分析可知，變電站用光纜通道，需滿足開挖作業(yè)少、能清晰明確地標(biāo)識光纜所在位置、光纜獨立溝道的要求。因此本文選用不銹鋼材質(zhì)的槽盒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開挖的溝道，達(dá)到上述目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本槽盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計為：一種變電站用光纜不銹鋼槽盒，由底座和槽盒構(gòu)成。底座下有100mm厚細(xì)沙墊層，高度為150mm，寬度為150mm，其主材質(zhì)為混凝土作，該底座具有成本低、堅固耐用的特點。底座的高度為所述的底座上側(cè)貼有焊接鐵片，寬度為30mm，槽盒焊接在焊接鐵片上。

槽盒的材質(zhì)為不銹鋼，高度為120mm，寬度為120mm，該不銹鋼槽盒具有強(qiáng)度高、耐腐蝕能力強(qiáng)的特點；同時，槽盒的上端有不銹鋼盒蓋，盒蓋可以上下開合，另外，槽盒的兩端均設(shè)有連接的連接螺孔，這些連接螺孔主要進(jìn)行槽盒之間的連接使用，也可以使用該連接螺孔進(jìn)行槽盒高度的調(diào)節(jié)；在三個槽盒的交匯處設(shè)置彎頭，進(jìn)行槽盒的連接，彎頭和槽盒的連接采用焊接的方式，并做好防銹涂裝。由于在變電站內(nèi)作業(yè)，槽盒的一側(cè)需設(shè)有接地扁鐵，方便和站內(nèi)的接地網(wǎng)相連；槽盒的底部設(shè)有排除孔，以防止雨水的殘留。

槽盒方案的各視圖如圖1所示，下面結(jié)合圖1(a)、(b)、(c)、(d)進(jìn)一步說明。圖1(a)是不銹鋼溝槽的主視圖；圖1(b)是不銹鋼溝槽的側(cè)視圖；圖1(c)是不銹鋼溝槽的俯視圖；圖1(d)是不銹鋼溝槽的仰視圖。

圖1　槽盒方案的各視圖

因此，本槽盒方案充分考慮到現(xiàn)有變電站的現(xiàn)場作業(yè)需求，槽盒材質(zhì)為不銹鋼，耐腐蝕性和強(qiáng)度很高，能夠減少傳統(tǒng)溝道施工誤損傷變電站地下的線路，在施放光纜時可直接打開槽盒上側(cè)的槽盒蓋，光纜直接放入槽盒，省去傳統(tǒng)溝道內(nèi)穿管等操作，有效消除了變電站內(nèi)大量挖土施工造成的安全隱患，同時方便后續(xù)的光纜檢修工作。

3.2　槽盒的施工方案設(shè)計

根據(jù)上述分析，經(jīng)過一個多月的安全隱患排查對變電站實際情況進(jìn)行分析，為實現(xiàn)“縱向隔離、雙纜分道”，確定下述槽盒的施工方案：

(1)在220kV變電站的220kV設(shè)備區(qū)的構(gòu)架處開挖15個一定深度的基坑，并在坑底墊100mm厚度的細(xì)沙，作為底座的墊層，基坑在開挖時需輕度作業(yè)，防止挖斷構(gòu)架下的路燈線和自來水管道，同時，該底座為雙底座設(shè)計，每個底座上放置一槽盒，且兩個槽盒為平行設(shè)置。另外，焊接鐵片需在混凝土凝固前進(jìn)行放置。

(2)將槽盒垂直與焊接鐵片進(jìn)行焊接連接，焊接后需對焊接的位置進(jìn)行防腐蝕處理，槽盒從有光纜進(jìn)站的構(gòu)架處一直鋪設(shè)至110kV電纜管道和220kV電纜管道連接處，并分別在110kV電纜管道和220kV電纜管道連接處各建一座手孔，方便光纜的進(jìn)入，避免直接進(jìn)入導(dǎo)致的彎曲半徑過大問題，在槽盒和構(gòu)架處留有專門的缺口以方便光纜的穿入。

(3)槽盒和底座總的高度不宜過高，以方便變電站內(nèi)巡視人員的巡視工作，且槽盒的強(qiáng)度需承受3人重量的踩踏。

(4)重新施放構(gòu)架至控制室的通信光纜，施放光纜時只需打開槽盒蓋，將光纜置入即可，需要注意的是220kV線路雙回路光纜需放置于不同的槽盒內(nèi)，一回路光纜放置于外側(cè)槽盒引至110kV電纜管道內(nèi)，二回路的光纜置于外側(cè)槽盒引至220kV電纜管道內(nèi)，防止光纜同時中斷造成安全事件。

(5)在構(gòu)架和控制室內(nèi)進(jìn)行光纜的熔接工作，恢復(fù)原有的通信。

具體施工方案如圖2所示。

圖2　220kV變電站槽盒安裝示意圖

3.3　應(yīng)用實例對比展示

本部分主要說明本槽盒安裝效果圖和站內(nèi)開挖作業(yè)溝道圖進(jìn)行對比，某變電站內(nèi)利用傳統(tǒng)開挖的方式進(jìn)行的雙溝道改造的方案如圖3所示，本槽盒方案施工效果圖如圖4所示。

圖3　某變電站雙溝道改造圖

從圖3、圖4中可以看出，圖3的方案在構(gòu)架下進(jìn)行開挖作業(yè)，雖很好地避免了挖斷站內(nèi)線路的問題，但是工作量大，在施工的過程中很難保證管道的完全平直，需要穿管作業(yè)，后續(xù)光纜的鋪設(shè)難度大，若后續(xù)光纜的標(biāo)識不夠清楚時易發(fā)生施工誤挖斷情況，且后續(xù)的維護(hù)成本較高。圖4是本次施工方案的效果圖，本施工方案土木作業(yè)較少，工期短，可維護(hù)性較高，而且光纜施放方便，僅需打開槽盒的盒蓋即可完成光纜的鋪設(shè)，當(dāng)發(fā)生光纜中斷的情況時，只需打開槽盒蓋即可進(jìn)行光纜的檢修作業(yè)。當(dāng)站內(nèi)進(jìn)行相關(guān)施工時，由于槽盒的位置較為明顯，有效地消除了施工誤挖斷的安全隱患。

本次220kV變電站雙溝道改造工程已在國網(wǎng)蕪湖供電公司試點進(jìn)行，已建成專用管道140米，手井兩座，重新施放構(gòu)架至控制室光纜約2000米，確保了220kV通信光纜不同溝道運(yùn)行，且此次施工未造成站內(nèi)線路的損壞，開挖區(qū)域較小。

圖4　本不銹鋼槽盒效果圖

4　總結(jié)

本文重點介紹了本次變電站220kV雙溝道改造不銹鋼槽盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案設(shè)計，并利用實際的施工效果圖進(jìn)行對比，結(jié)果表明，該光纜不銹鋼槽盒方案不僅施工量小，而且美觀實用，不僅解決了強(qiáng)弱同井的問題，而且方便后續(xù)光纜的施放和維護(hù)，消除了施工造成的光纜中斷的隱患，具有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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