常規(guī)島電纜敷設軟件容積率分析與應用

賈櫻

（中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司 上海市 200333）

1 概述

隨著經(jīng)濟效率提升，近年電廠使用面積空間縮小，工程總承包需要各個專業(yè)設計優(yōu)化。電氣電纜通道的設計要在有限的空間內(nèi)，保證工程質(zhì)量，同時降低工程量，實現(xiàn)效率最大化。

廠房內(nèi)各設備需電源、控制保護信號，其電纜通道分布各處，電纜通道設計合理性最為關鍵，橋架容積率可反映實際情況，根據(jù)容積率的數(shù)值調(diào)整預設計，合理規(guī)劃電纜通道。

福清核電項目共6 臺機組3 期工程，由3 個設計公司共同設計。其電纜敷設使用的電纜敷設設計管理系統(tǒng)（Cabling Design Management System，簡稱CDMS）。它是一款功能強大的電纜敷設設計和管理軟件，它涵蓋了從電纜敷設路徑設計，到現(xiàn)場施工管理、防火分析等各個方面。

2 電纜通道預設計

根據(jù)收集資料，與各專業(yè)配合初步設計電纜通道。按照CDMS軟件要求，把電纜通道以三維數(shù)據(jù)模式輸入軟件。

2.1 定義工程的詳細基本數(shù)據(jù)

CDMA 軟件所需要的基礎資料，如網(wǎng)格坐標系定位圖、電纜主托盤布置圖(電纜構筑物布置圖)、電纜次托盤指導圖、設計程序手冊、標準文件等資料。

根據(jù)定位圖，各電纜構筑物按其在總圖上的位置選擇網(wǎng)絡坐標系，在電纜構筑物圖上按坐標系建立網(wǎng)格，電氣設備、電纜橋架按網(wǎng)格值定義網(wǎng)格坐標值，圖紙上的CAD 信息轉換成三維數(shù)值信息輸入軟件。

2.2 建立電纜主托盤網(wǎng)絡

根據(jù)已正式出版的電纜主托盤布置圖及相關修改單，定義電纜橋架網(wǎng)絡信息，包括軸線、橋架節(jié)點、橋架段、次電纜橋架、以及其連接關系等信息。

電纜軸線、橋架段的信息同時在電纜主托盤布置圖上表示，標明主橋架的電纜等級、電纜軸線號（分層）、橋架段號、橋架底標高等，并將出版的電纜主托盤布置圖、設備布置圖上傳共享至軟件文件管理夾，使敷設電纜的工作人員及時了解電纜敷設網(wǎng)絡的最新信息。

3 電纜

電纜特性信息由電纜特性代碼表示，軟件中電纜特性代碼代表的電纜與施工電纜數(shù)據(jù)的一致，準確反應了電纜橋架填充率，驗證電纜敷設網(wǎng)絡設計合理性。

3.1 前期工作

電纜設計前期，設計人員把本工程涉及的電纜特性信息，及所需大致用量提資給總設計公司?？偣靖鶕?jù)電纜供貨商的電纜樣本數(shù)據(jù)給各設計院反饋確認，并編制《電纜特性代碼編制規(guī)定及UPC清單》，定義電纜的以下參數(shù)：電纜應用類型（中壓、低壓、控制、測量等）、型號、規(guī)格、鑒定等級、導體材料、外徑、彎曲半徑、單位長度總質(zhì)量、熱荷載、可燃物含量、耐火、復合、屏蔽等。設計人員根據(jù)《規(guī)定及清單》選用其中的電纜。

3.2 CDMS軟件電纜優(yōu)點

電纜的外徑、單位長度總質(zhì)量，根據(jù)電纜供貨商的電纜樣本的數(shù)據(jù)反饋編制，保證項目電纜參數(shù)準確，值得我們學習。

實際選用電纜的規(guī)格并不是完全是先前我們設計提資中的規(guī)格，它根據(jù)本工程采購使用到電纜規(guī)格所需量進行分類合并，使電纜規(guī)格統(tǒng)一集中，便于采購。除總包采購電纜錄入軟件外，各供貨廠家自帶電纜統(tǒng)一進入軟件，便于工程管理。

4 電纜清冊與電纜敷設

按電纜清冊敷設電纜，電纜清冊由各專業(yè)根據(jù)自己出版的圖紙開列，主要有電氣電纜清冊，熱控電纜清冊，廠家電纜清冊。電氣電纜清冊是電氣專業(yè)進行電纜敷設的依據(jù)，是內(nèi)部過渡文件，是對電纜設計敷設流程記錄，便于追溯。

4.1 電纜清冊

電纜清冊信息包括：電纜標識號（電纜編碼），類型/特性代碼（包含電纜鑒定等級的信息），安全系列/色標，起終點設備信息（中文名稱，設備代碼、部件代碼、房間代碼），實際芯數(shù)，設計長度（敷設好后電纜計算長度，用戶可以根據(jù)敷設情況進行調(diào)整，自定義長度），所屬圖紙卷冊，備注，通道，成組類型（成組的電纜按成組敷設規(guī)則進行敷設），電纜路徑清單號，電纜出版版本（路徑清單卷冊版本-路徑清單版本-電纜版本），各次電纜版本出版的時間信息，卷冊負責人，首次提供電纜日期，各次修改電纜的日期及修改內(nèi)容。

4.2 CDMS軟件電纜清冊特點

軟件中數(shù)據(jù)都是以系統(tǒng)號為基礎進行編制，分類歸總各系統(tǒng)。如電纜編號，根據(jù)核電項目電纜編號的原則編制的電纜編號，可迅速查詢到相同系統(tǒng)設備的電纜信息；在縮小范圍內(nèi)可以迅速查詢，并橫向?qū)Ρ韧愒O備相關電纜。

4.3 電纜敷設

電纜、橋架都有相應的系列號、色標號。根據(jù)已定義的標準數(shù)據(jù)，建立建造工程的基本結構關系，包括：電纜系列色標對應，橋架系列色標對應，電纜/橋架系列色標敷設準則，電纜/橋架類型敷設準則，電纜/橋架機組敷設準則，橋架系列色標連接準則，橋架類型連接準則。

對于核電項目，涉及到的電纜安全列及色標多種，即通常所說的特殊電纜，一般由總設計公司所設計并敷設，特殊電纜不能混合敷設在一起，按電纜/橋架系列色標敷設準則對應敷設在不同的特殊橋架中，或穿管敷設。

5 電纜通道容積率

電纜通道容積率反映了電纜敷設的情況，適當?shù)恼{(diào)整通道，減少現(xiàn)場施工電纜敷設問題，提高工程的經(jīng)濟性。

5.1 容積率數(shù)據(jù)基礎

總設計公司對各電壓類型類電纜橋架設定容積率上限，在敷設電纜時嚴格遵守容積率上限數(shù)值。

CDMS 軟件是由各設計院共同敷設電纜的一個平臺，其敷設數(shù)據(jù)完整。如MX 廠房，電纜通道敷設有總設計公司涉及MX 的跨島電纜，我院設計的電氣電纜、熱控電纜，供貨廠家設計的各類電纜，其電纜信息全面，真實地反映了現(xiàn)場電纜通道的容積率。

表1

5.2 容積率數(shù)據(jù)建立

建立電纜主托盤網(wǎng)絡，導入電纜清冊，根據(jù)規(guī)劃路徑進行敷設電纜，電纜通道容積。敷設時容積率產(chǎn)生滿載，工程敷設完成調(diào)研容積率有空載，容積率低。

5.2.1 容積率滿載

敷設電纜時，敷設到某一橋架段，軟件顯示橋架滿載，已達到容積率上限。

規(guī)劃電纜通道時，缺少各專業(yè)、各設計院、各供貨廠家對電纜通道空間容量的要求、電纜敷設的大致走向、設備起終點等信息，電纜通道空間容量按電氣敷設經(jīng)驗設計，且按廠房空間要求、工藝專業(yè)布置配合、消防專業(yè)經(jīng)濟合理性考慮，每個通道最多4 層橋架。

敷設電纜時電纜敷設規(guī)劃，各專業(yè)按規(guī)劃路徑敷設電纜，一旦橋架通道滿載，在不可能擴寬橋架寬度、增加橋架層數(shù)的情況下，各自尋找空間敷設電纜，占用其他專業(yè)預留的空間。其他專業(yè)敷設時，除了讓敷設好的電纜重新找路徑敷設外，只能占用其他橋架空間。

解決方案：

電纜通道規(guī)劃時，收集詳細完整資料。設計時盡可能最大化電纜通道空間。設計好的電纜通道給其他專業(yè)提資，并附上電纜通道使用規(guī)劃。其他專業(yè)無異議后出版電纜通道圖紙。

各專業(yè)的電纜敷設按提供給電氣的規(guī)劃路徑敷設，不要輕易修改，以影響通道的容積率。

大量的敷設前期工作，使電纜通道容積率控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，電纜敷設工作順利進行。

5.2.2 容積率低、空載

工程敷設完成后發(fā)現(xiàn)部分電纜通道容積率比較低，有些甚至沒有敷設電纜。配合電纜主托盤布置圖，確認沒有電纜會敷設的情況，把部分低容積率的通道改小，或做穿管處理。對于空載情況，直接取消相應的電纜通道。

5.3 容積率工程數(shù)據(jù)

整理軟件數(shù)據(jù)，填充率大于80%。

（1）低壓動力橋架5MX1012L，5MX1052F ～D，此路橋架為廠房垂直中后路主通道，共三層800x150 橋架，其中二層動力橋架，從D 段開始最上層橋架拆分一半低壓，另一半中壓（5MX1011L，5MX1051F ～D）。5MX1012L 填充率84.85%，電氣電纜11 根;5MX1052F 填充率84.85%，電氣電纜11 根; 5MX1052E 填充率85.19%，電氣電纜12 根; 5MX1052D 填充率85.57%，電氣電纜22根。5MX1052A ～C 填充率低壓50%。

（2）低壓動力橋架5MX1053A，5MX1081AB，此路橋架為廠房垂直中前路主通道，皆為800x150 橋架。5MX1053A 填充率98.64%，電纜數(shù)87 根，其中電氣電纜28 根，熱控電纜59 根；5MX1081AB 填充率80.05%。5MX1053B ～F 填充率低壓20%。

根據(jù)1、2 條，5MX105 二層低壓橋架局部敷設電纜都比較滿，但電纜橋架通道滿足電纜量。設計通道、敷設電纜時考慮橋架統(tǒng)一高度，電纜減少跳層，5MX1081 和5MX1053 連接。如5MX1081需要和5MX1052 連接，交換二層敷設的電纜，5MX1052D ～F減小填充率，5MX1053A ～F 填充率保持在50% 以下，并更為合理。但5MX1052A，5MX1081AB 還是高填充率達80% 以上，5MX1052A 中電纜分一部分至5MX1053A，二層橋架都連接5MX1081，電纜跳層。

（3）電纜夾層橋架5MX311，5MX312，及匯合橋架5MX313。此路橋架為熱控間、電氣配電間、繼電器室、直流間下橋架，并承擔部分核島至TC 廠房電纜。表1 為橋架最高容積率段數(shù)值。

從表格看5MX311、5MX312 容積率在合理范圍內(nèi)，5MX313由于是匯總前二者橋架中電纜，容積率接近滿載。敷設時因橋架滿載，部分電纜已從其他路徑繞路。今后對電纜量大的橋架不能匯總進入豎井，由于電纜夾層僅電氣專業(yè)使用，可以增加電纜橋架層數(shù)，各通道各自接入豎井，電纜夾層豎井段加大。

5.4 容積率數(shù)據(jù)與電纜通道確認

減小的電纜通道，需要在軟件中重新修改通道數(shù)據(jù)，電纜敷設重置，容積率重新生成，達到電纜敷設容積率要求。

需要擴容的電纜通道，在允許空間的情況下，需要和各工藝專業(yè)配合，并核實土建荷重是否滿足要求。在各方條件滿足情況下，可以適當?shù)募哟箅娎|通道。

很多情況下增容是很困難的，只有在開始設計時，充分的設計電纜通道，在軟件驗證容積率后，調(diào)整通道。在有限的電纜通道下，只有重新規(guī)劃電纜敷設路徑，綜合考慮電纜、電纜通道數(shù)據(jù)匹配。

經(jīng)過多次調(diào)整電纜敷設，容積率符合標準，電纜通道得到確認。升版、提交最新電纜通道圖紙給現(xiàn)場進行施工。

5.5 容積率數(shù)據(jù)與現(xiàn)場敷設情況比較

嚴格保證軟件中電纜、電纜通道數(shù)據(jù)的真實性、完整性，現(xiàn)場施工敷設按照軟件生成的電纜敷設路徑清單進行施工，軟件中容積率可反映了現(xiàn)場敷設的情況。

施工時也會出現(xiàn)電纜通道滿載，而軟件中容積率低的情況。

5.5.1 直線段電纜通道

現(xiàn)場反映直線段滿載情況，出現(xiàn)在控制測量電纜橋架。控制測量電纜細且多，多層疊加敷設。根據(jù)實際情況總結，調(diào)整控制測量通道的容積率最高值，可以保證現(xiàn)場敷設。

5.5.2 交叉段電纜通道

通道彎通處現(xiàn)場也出現(xiàn)蓋板蓋不上問題。經(jīng)和施工單位溝通，過彎通處電纜由于彎曲半徑，集中敷設在通道外側；三通、四通除電纜彎曲半徑問題外，不同方向來的電纜在此交叉穿越，容易出現(xiàn)現(xiàn)實中超載。今后軟件敷設需要考慮電纜彎曲半徑及交叉問題。

6 結論

經(jīng)過福清項目電纜敷設設計管理軟件應用，對電纜敷設更深層次的了解。

電纜敷設是一項復雜又嚴謹?shù)脑O計工作，前期需要制定詳細的標準文件、建立嚴格的敷設準則。電纜敷設設計嚴格按標準進行數(shù)據(jù)整理并輸入軟件，數(shù)據(jù)的準確性、詳細性、完整性保證了容積率軟件數(shù)據(jù)與現(xiàn)實情況的一致性。電纜敷設嚴格遵守敷設要求，保證了電纜敷設網(wǎng)絡的合理，電纜施工的效率及經(jīng)濟。

通過福清項目電纜敷設設計管理軟件應用，學習了核電電纜敷設設計的一系列的技術，積累了核電電纜敷設管理的經(jīng)驗。對今后電纜敷設設計管理可作參考，借鑒核電敷設的方法，更好的進行電纜敷設設計。