大華橋水電站橋架安裝及電纜敷設(shè)工藝優(yōu)化

詹維勇，李長(zhǎng)耘

(1.華能瀾滄江水電股份有限公司，云南 昆明 650214；2.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 211100)

0 概 述

瀾滄江大華橋水電站位于云南省怒江州蘭坪縣境內(nèi)，開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主。電站正常蓄水位1 477 m，裝機(jī)容量920 MW，多年平均發(fā)電量41.50億kW·h。地下廠房安裝4臺(tái)單機(jī)額定功率230 MW的立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組。電站以500 kV一級(jí)電壓出線4回接入系統(tǒng)，1回至苗尾水電站，另預(yù)留3回500 kV出線間隔。

水電站中除主要設(shè)備水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器、GIS設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)閘門需依靠電源操作，離不開電纜敷設(shè)和橋架安裝外，其他共用設(shè)備，包括油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、調(diào)速和勵(lì)磁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等，無一不與電纜敷設(shè)和橋架布置密切相關(guān)。

橋架布置恰當(dāng)、電纜敷設(shè)就會(huì)相對(duì)順暢，不僅滿足電站運(yùn)行功能要求，也可做到美觀大方和便于維護(hù)管理。但目前水電站電纜橋架安裝、電纜敷設(shè)方面基本都存在質(zhì)量通病，很難達(dá)到及時(shí)投產(chǎn)一次成功的目標(biāo)。為滿足水電站達(dá)標(biāo)投產(chǎn)和創(chuàng)優(yōu)要求，大華橋水電站在電纜橋架安裝、電纜敷設(shè)施工工藝進(jìn)行了有效的設(shè)計(jì)布局和嘗試，取得了較大的成果，橋架布置相對(duì)合理，電纜敷設(shè)整齊美觀。

1 橋架安裝工藝優(yōu)化

大華橋水電站電纜橋架為鋁合金和熱鍍鋅鋼制兩種，主要由槽鋼立柱、托臂、梯架、槽盒、護(hù)罩和耐火隔板組成，立柱為H-01C型，托臂為與槽鋼立柱配套使用的鋼制立柱托臂。電纜橋架表面采用熱浸鍍鋅工藝進(jìn)行防護(hù)處理。耐火隔板安裝在電纜橋架上，用于多層電纜橋架的層間分隔，保護(hù)電纜。

電纜槽盒、立柱是電纜橋架安裝的兩大主要部件。橋架施工時(shí)首先確定立柱長(zhǎng)度、走向及焊接位置，立柱布置完成后，整個(gè)橋架的走向就已成雛形；焊接或用膨脹螺栓固定立柱，安裝過程中根據(jù)橋架的連通情況根據(jù)施工規(guī)范增加立柱。接著是安裝電纜槽盒，確定電纜槽盒的層數(shù)、間距、電纜橋架的規(guī)格及橋架的連通形式。

需要指出的是，在水電站機(jī)電安裝工程中，電纜橋架施工可分為電氣盤柜室部分、電纜廊道部分，電氣盤柜室電纜橋架的布局相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)殡姎獗P柜室涉及的系統(tǒng)較多，電纜數(shù)量多，同時(shí)也是全場(chǎng)電纜出線源頭，需確保橋架與各系統(tǒng)設(shè)備連通良好。因此電氣盤柜室電纜橋架布置就顯得相當(dāng)重要，需要做好橋架數(shù)量、槽盒層數(shù)、走向的提前布局。針對(duì)上述特點(diǎn)，大華橋水電站在電氣盤柜室的橋架布置、安裝和電纜敷設(shè)方面進(jìn)行了大量準(zhǔn)備工作，最后橋架走向合理、電纜敷設(shè)順暢美觀。

1.1 電纜橋架分層分布

從電氣的高壓系統(tǒng)、低壓動(dòng)力系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)橋架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)各系統(tǒng)的電纜布局做到心中有數(shù)，確認(rèn)各系統(tǒng)電纜平均半徑及經(jīng)過各部位橋架的電纜數(shù)量，確認(rèn)橋架容量是否足夠或電纜是否可以更換敷設(shè)路徑。各層橋架排列安裝電壓等級(jí)自高到低，自下而上排列，這種排列方式不僅可以減少對(duì)控制電纜的電磁干擾，而且有利于動(dòng)力電纜冷卻，便于敷設(shè)大截面電纜。

1.2 電纜橋架轉(zhuǎn)彎處優(yōu)化

(1)在電纜支架拐角處增加支架或角鐵支撐，防止后期電纜下沉，如母線洞電纜溝內(nèi)的電纜通道。

(2)電纜槽盒拐角處，要求廠家提供了配套的彎通槽盒，該部分槽盒包括90°直角彎通，三通，四通，變徑彎通、變徑三通、變徑四通以及垂直變向彎通，其彎角弧度需滿足電纜彎曲半徑。

1.3 電纜橋架進(jìn)入盤柜優(yōu)化

采用自下端進(jìn)入盤柜和自上端進(jìn)入盤柜兩種方式。

(1)電纜由下端進(jìn)入盤柜方式，如機(jī)旁柜、副廠房二次盤柜室，適用于兩者之間空間較大且樓板上有開孔時(shí)。同時(shí)布置并制作相應(yīng)豎直梯架用于固定電纜。

(2)電纜由上端進(jìn)入盤柜。為保證電纜敷設(shè)的垂直幅度，制作坡度槽盒連接橋架及盤柜頂端。

1.4 電纜豎井安裝優(yōu)化

(1)大華橋水電站電纜豎井高差180多m，由于敷設(shè)電纜較多，電纜橋架承重較大，故選用鋼制材料梯架；梯架安裝方向朝向豎井壁，便于電纜敷設(shè)及整形，電纜敷設(shè)后期整體效果較好。豎井段梯架鋼支撐采用螺栓連接，但考慮豎井承重較大，敷設(shè)電纜后易使橋架受損，故在固定板位置采用焊接工藝，以保障豎井橋架的整體剛性。

(2)支架的分層布置，利于電纜散熱及日后擴(kuò)改建工作，提高了電纜支架的整體施工工藝。

(3)豎井上方電纜拐彎處采用鍍鋅鋼管替代鍍鋅角鐵，增大接觸面，避免電纜損傷和單個(gè)橋架因支撐不足而引起電纜下垂。電纜敷設(shè)制作相應(yīng)工裝，防止橋架及電纜受損。

1.5 豎直橋架安裝優(yōu)化

豎直段橋架選用梯架形式，便于電纜綁扎及成型美觀。機(jī)組端子箱，通風(fēng)系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)端子箱等設(shè)計(jì)未考慮部位，施工安裝時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)尺寸，增加相應(yīng)梯式橋架。

1.6 電纜溝及隔斷位置優(yōu)化

對(duì)設(shè)計(jì)圖紙遺漏或未考慮部分，電纜敷設(shè)前為保證成型美觀，自制門型簡(jiǎn)易支架工裝安裝至電纜溝及隔斷位置，防止電纜直接敷設(shè)在電纜溝地面。

1.7 電纜橋架繞行優(yōu)化

在發(fā)電機(jī)母線出口和風(fēng)洞位置，特別是母線出口位置橋架為電纜主通道，電纜橋架層數(shù)多，極易造成自制橋架不規(guī)則、不統(tǒng)一，經(jīng)常出現(xiàn)電纜橋架需繞行的問題。該處橋架制作方式嚴(yán)格按照橋架槽盒切割位置45°彎角，斜坡長(zhǎng)度1.5 m，多層橋架轉(zhuǎn)彎位置統(tǒng)一在同一豎直線上，每層橋架之間間距與水平段橋架一致的方式；這樣保證了電纜敷設(shè)不擁擠且敷設(shè)成型美觀。

1.8 電纜橋架層數(shù)和尺寸不足的處理

根據(jù)大華橋電站的特點(diǎn)，電纜槽盒高度僅有100 mm，且槽盒蓋板、防火板需占用部分空間，槽盒真正可使用深度僅60 mm左右。根據(jù)設(shè)計(jì)提供的電纜數(shù)量及規(guī)格，在副廠房二層、五層，機(jī)旁盤下主通道以及水輪機(jī)層主通道等處橋架層數(shù)明顯不夠，施工時(shí)增加了層數(shù)；在母線洞電纜溝、GIS等處電纜橋架尺寸偏小，加大橋架尺寸，避免電纜敷設(shè)時(shí)溢出橋架。

2 電纜管安裝工藝優(yōu)化

電纜由橋架引至現(xiàn)地自動(dòng)化元件時(shí)采用電纜管走線，既有效防護(hù)電纜，又能保證整體效果美觀。

(1)配件的選型時(shí)，電纜管成型是否美觀，與管件的型號(hào)有著非常大的關(guān)聯(lián)，對(duì)一些常規(guī)管路的配件型號(hào)進(jìn)行選取、統(tǒng)一采購。由于各類電纜管現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，需按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行配割。端部連接方式，宜選取緊固式，配件包括直通、彎通、三通等。金屬軟管選用統(tǒng)一顏色的帶塑管，并配套相應(yīng)的法蘭配件。

(2)在現(xiàn)地元件較多，電纜數(shù)量較多時(shí)，選用明管安裝將造成視覺上的雜亂無章，因此采用了規(guī)格合適的線槽，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所需進(jìn)行配割安裝，電纜分支后，采用明管安裝，如墻上明裝端子箱位置、電纜溝槽盒引出位置等。

(3)配線箱出線較多，且其出線方向不一致時(shí)，采用明裝管路引出。

(4)成排金屬電纜管安裝優(yōu)化。成排金屬電纜管安裝時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，制作支撐管架，利用管卡將管路固定于管架上，管間距需保證一致。

(5)房間內(nèi)電纜管安裝優(yōu)化。房屋頂部大多存在主梁，若采用貼面繞梁安裝，會(huì)導(dǎo)致電纜管路彎頭較多，針對(duì)于此，后續(xù)電纜敷設(shè)工序施工困難，優(yōu)化布局后采用頂部吊桿安裝，吊桿安裝時(shí)保證電纜管走向一致。該方式同樣適用于主廠房拱頂管路安裝，吊桿改為支撐桿。房屋內(nèi)若無需繞梁安裝，則采用貼墻安裝。

(6)現(xiàn)地設(shè)備連接優(yōu)化?，F(xiàn)地設(shè)備端由電纜管引出，盡量采用統(tǒng)一型號(hào)軟管連接，上接金屬管直通，下引至設(shè)備安裝法蘭口。電纜由槽盒內(nèi)引出，上接槽盒格蘭頭，下引至設(shè)備安裝口。格蘭頭配套采購，電機(jī)因型號(hào)、規(guī)格各不相同，其格蘭頭規(guī)格也不一致，電機(jī)廠家供貨時(shí)提供或統(tǒng)一采購變徑的格蘭變徑頭，保證電纜軟管接入的一致性。上述設(shè)備的電纜保護(hù)采用金屬軟管，但是在GIS、封閉母線處采用與主設(shè)備顏色一致的PVC管，有利于電纜的固定和美觀。

3 電纜敷設(shè)原則及工藝

大華橋水電站電纜敷設(shè)工作區(qū)域包括地下主廠房、副廠房、主變洞室、出線平洞及出線豎井、地面開關(guān)站以及壩區(qū)控制室等場(chǎng)所，電纜敷設(shè)及配線包括10 kV電力電纜，0.4 kV系統(tǒng)的動(dòng)力、照明電纜，全廠控制、保護(hù)和通信電纜(線)/光纜等。

(1)提前策劃，逐根展放。電纜敷設(shè)時(shí)提前策劃，逐根展放，避免交叉，綁扎牢固電纜直線段每2 m布設(shè)一排綁扎帶，轉(zhuǎn)彎位置0.8 m布設(shè)一排綁扎帶，這樣保證電纜敷設(shè)整潔美觀，排列整齊。

(2)電纜走向及路徑優(yōu)化。明確電纜走向、層次后敷設(shè)電纜，盡量避免電纜交叉。

(3)電纜敷設(shè)方向優(yōu)化。安裝時(shí)保證電纜排列整齊，沿同一方向綁扎，并清理多余扎帶。

(4)電纜敷設(shè)時(shí)間優(yōu)化。同一型號(hào)電纜(同起止點(diǎn))提前準(zhǔn)備，在同一時(shí)間段內(nèi)敷設(shè)。

(5)同層電纜敷設(shè)優(yōu)化。一層橋架內(nèi)可敷設(shè)多層電纜，但需保證層次清晰，上下層電纜不交叉。同層電纜敷設(shè)，按同一方向，沿橋架同一側(cè)敷設(shè)，敷設(shè)電纜時(shí)拐角處最重要，首先考慮先敷設(shè)直徑最大的電纜，然后將電纜擺放梳理齊整。

(6)高壓電纜敷設(shè)優(yōu)化。高壓電纜敷設(shè)時(shí)，采用專用電纜管卡對(duì)電纜進(jìn)行固定。

(7)豎直段電纜敷設(shè)優(yōu)化。提前策劃，并根據(jù)電纜走向，確認(rèn)電纜敷設(shè)次序，電纜敷設(shè)先沿梯架遠(yuǎn)手端開始，以便于后期增加電纜，保證整體成型美觀。

(8)電纜進(jìn)入盤柜前優(yōu)化。根據(jù)匯控柜內(nèi)端子排位置提前策劃電纜走向，避免電纜交叉。

4 二次電纜配線原則及工藝

二次配線按照制造廠家安裝說明書和GB50168—2016《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《電信網(wǎng)光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收暫行技術(shù)規(guī)定》(YD44)的規(guī)定進(jìn)行，電纜線鼻子的制作采用高性能冷壓鉗壓制。配線前對(duì)電纜剝線位置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，在盤柜底部上方100 mm位置處開始剝電纜皮。增加盤柜固定電纜簡(jiǎn)易工裝，用統(tǒng)一材料固定，并保證高度一致。采用圓鋼制作電纜架，圓鋼用扎帶與盤柜綁扎牢固。大華橋水電站盤柜內(nèi)存在沒有走線槽或走線槽偏小的情況，統(tǒng)一采購線槽更換。廠家盤柜到貨時(shí)，僅考慮廠家內(nèi)部電纜走線，未考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝走線，從而導(dǎo)致后期線槽蓋板封閉不嚴(yán)實(shí)，通過扎帶綁扎解決該問題。電纜芯線盡量走線槽，這樣既保證美觀，又保證了工藝質(zhì)量。

除此之外，大華橋水電站還做到以下幾點(diǎn)保證了二次電纜配線工作的順利完成。

(1)提前策劃，與設(shè)計(jì)、廠家溝通。設(shè)計(jì)圖紙到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，提前與設(shè)計(jì)、廠家溝通，合理布置盤柜內(nèi)部端子排和槽板。

(2)提前策劃電纜芯線分布。提前策劃電纜芯線分布，保證電纜層次分明、芯線去向清晰明朗。

(3)備用芯線預(yù)留優(yōu)化。備用芯預(yù)留至盤柜頂部，綁扎牢靠，頂端加裝白頭并做標(biāo)識(shí)，芯線頂部套設(shè)備用芯線管進(jìn)行保護(hù)，確保運(yùn)行安全可靠且利于日后查改線。

(4)電纜標(biāo)識(shí)標(biāo)牌優(yōu)化。在電纜敷設(shè)過程中，每根電纜整理固定的同時(shí)完成中間位置的永久標(biāo)識(shí)，終端標(biāo)識(shí)在電纜接線時(shí)再安裝永久電纜標(biāo)牌。電纜標(biāo)識(shí)標(biāo)牌，統(tǒng)一懸掛于電纜分叉處。電纜成捆狀配線時(shí)，將電纜標(biāo)識(shí)牌引出，并做到排列整齊美觀。

(5)配線優(yōu)化。在電纜芯線配線過程中易發(fā)生配線凌亂，配線端部長(zhǎng)短不一等情況。配線過程中提前將芯線分布策劃，線槽內(nèi)成捆綁扎，配線密集處每3個(gè)接線端子對(duì)應(yīng)一個(gè)線槽出口。配線時(shí)剪切芯線長(zhǎng)度后，再進(jìn)行配線；芯線標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度也一致。

5 結(jié) 語

經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)后，大華僑水電站機(jī)組及公用系統(tǒng)橋架安裝、電纜敷設(shè)等工作圓滿完成，確保了本電站的橋架和電纜安裝質(zhì)量。大華橋水電站橋架安裝和電纜敷設(shè)施工整體布局合理、美觀；并縮短了施工工期，優(yōu)化了安裝工藝，取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，為今后水電站橋架安裝和電纜敷設(shè)可提供良好的借鑒作用。