儀表電纜線路工程技術(shù)管理

趙光華(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

電纜敷設(shè)一般采用架空方式，也有埋地敷設(shè)或電纜井(穿管)敷設(shè)的，在電纜集中的地方采用槽盒或橋架，實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格遵守規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，更關(guān)注到電氣線路實(shí)施的重點(diǎn)和難點(diǎn)，排除可能存的在安全隱患，如果說(shuō)儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)是生產(chǎn)裝置的“神經(jīng)系統(tǒng)”，那么儀表就是其神經(jīng)末梢，中控室是大腦中樞，電纜線路就是其重要的通信傳輸通道，因此，要求設(shè)計(jì)、技術(shù)、采辦和施工等各相關(guān)方嚴(yán)把電纜線路工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，高質(zhì)量實(shí)施是確?！吧窠?jīng)系統(tǒng)”長(zhǎng)期正常使用的關(guān)鍵所在，也是工藝裝置正常生產(chǎn)的保證。

1 電纜線路的分類

1.1 電纜橋架

按材質(zhì)可分為玻璃鋼橋架、鋼制橋架(鋁合金和鋼制鍍鋅)，鋼制橋架又分為槽式、梯階式、托盤式和組合式電纜橋架等，儀表和電信專業(yè)常用槽式橋架(又稱槽板或槽盒)，有時(shí)也用托盤式電纜橋架，電氣專業(yè)一般選用梯階式電纜橋架，其適合于直徑較大的電纜。單節(jié)橋架的長(zhǎng)度一般規(guī)格為2米、3米和6米，橋架的寬度一般為100mm、200mm、300mm、400mm,也有50mm、500mm、600mm等規(guī)格，根據(jù)項(xiàng)目的具體情況設(shè)計(jì)、采辦相適應(yīng)的規(guī)格。

1.2 電纜保護(hù)管及相關(guān)配件

一般選用鍍鋅鋼管，電信專業(yè)在埋地時(shí)有用PVC多孔的方通管，涉及到的配件有橋架的連接片、螺栓及跨接線等，鍍鋅管用到的拉線盒及分線盒、以及電纜接入設(shè)備和接線箱時(shí)的電纜密封接頭或防爆撓性軟管等。

1.3 電纜的種類

包括動(dòng)力電纜、控制電纜、通信光纜、專用電纜，以及絕緣導(dǎo)線等，其中儀表動(dòng)力電纜不同于電氣電力電纜，主要是電氣專業(yè)UPS提供的220VAC電源，主要為控制系統(tǒng)機(jī)柜、操作站、工程師站和現(xiàn)場(chǎng)儀表供電，有的儀表設(shè)備(如電動(dòng)閥)用到380VAC的情況時(shí)，一般有電氣專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配電箱就近提供，均屬于一級(jí)供電負(fù)荷。目前石化工程項(xiàng)目涉及到儀表/電信電纜均為銅芯材質(zhì)。

一般情況消防、報(bào)警設(shè)施、緊急停車按鈕的控制電纜或通信光纜設(shè)計(jì)均為直接拉到控制室，不經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)接線箱，直拉電纜和總線FF電纜一般為鎧裝電纜；鎧裝電纜在現(xiàn)場(chǎng)儀表或接線箱的接線一般采用格蘭，非鎧裝電纜一般采用防爆撓性管連接方式；儀表自動(dòng)化系統(tǒng)(含DCS/SIS/CCS/GDS等)通信光纜通常為冗余設(shè)計(jì)，并且從現(xiàn)場(chǎng)控制室分別沿著不同的路徑到達(dá)中心控制室，設(shè)計(jì)路徑一般為地上橋架和地下電纜溝直埋或穿管的方式。

2 電纜線路的施實(shí)界面

組織和參與設(shè)計(jì)技術(shù)交底和設(shè)計(jì)圖紙審查，明確實(shí)施電氣線路實(shí)施界面。區(qū)域變電所出線端子至裝置單元的電纜敷設(shè)、安裝和接線等由施工承包商負(fù)責(zé)；儀表系統(tǒng)機(jī)柜的第一道接線端子為界，從裝置現(xiàn)場(chǎng)的電纜/光纜等敷設(shè)連接到系統(tǒng)機(jī)柜第一道接線端子(配線架等)由施工承包商負(fù)責(zé)，儀表系統(tǒng)承包商負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)機(jī)柜、操作站和工程師站等設(shè)備安裝及其內(nèi)部柜間電纜敷設(shè)和連接等。電纜橋架以各自施工區(qū)域設(shè)計(jì)圖紙界面為準(zhǔn)，后施工方負(fù)責(zé)兩個(gè)區(qū)域橋架的連接。一般情況電氣專業(yè)負(fù)責(zé)UPS的安裝調(diào)試，并負(fù)責(zé)敷設(shè)供電電纜到儀表控制系統(tǒng)(電源)機(jī)柜和接線，儀表系統(tǒng)工程承包商辦理其受電申請(qǐng)。

3 橋架及保護(hù)管安裝

一般大型石化工程項(xiàng)目開(kāi)工初期，可根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙中型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量比較多的電纜、橋架、保護(hù)管及接線箱和管接件等，提前安排采購(gòu)該總數(shù)量的60%左右，結(jié)合工程的進(jìn)展情況，參考施工單位申請(qǐng)的材料需求數(shù)量計(jì)劃，由采辦部門匯總后統(tǒng)一平衡實(shí)際采辦計(jì)劃數(shù)量，到項(xiàng)目后期設(shè)計(jì)增加或臨時(shí)變更的電氣材料，如果數(shù)量較少的話可考慮利用庫(kù)存，以節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用，涉及到改造或檢修的項(xiàng)目，材料利庫(kù)或代用的機(jī)會(huì)更多，因此材料代用的情況需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)或技術(shù)部門的同意方可，一般是高代低和新代舊的原則。工程準(zhǔn)備階段的場(chǎng)地平整時(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門意見(jiàn)，可在主要路口或關(guān)鍵位置，預(yù)埋設(shè)多根管道備用，既可用作臨時(shí)電纜過(guò)路，又可用于電纜溝的使用或工程改造擴(kuò)建的備用，以免到時(shí)破路影響交通和進(jìn)度；直埋電纜(或預(yù)埋鋼管)過(guò)馬路時(shí)，路的兩側(cè)宜設(shè)置電纜井，便于穿線以及后續(xù)的檢修改造等維保工作。

3.1 電纜橋架安裝

3.1.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)核查電纜槽盒、橋架實(shí)際走向，確保其與工藝管道、鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備沒(méi)有沖突(最好查看三維圖)，同時(shí)做好施工技術(shù)和安全交底，涉及到改造單元的橋架安裝和電纜敷設(shè)作業(yè)前，需提前申請(qǐng)相關(guān)作業(yè)票。

3.1.2 橋架或槽盒組裝

針對(duì)工程項(xiàng)目位置在沿海，臺(tái)風(fēng)較多，腐蝕性較強(qiáng)的特點(diǎn)，沿管廊安裝槽盒或橋架的固定，應(yīng)增加抱箍和固定點(diǎn)的支架數(shù)量，同時(shí)橋架蓋板的固定使用不銹鋼扎帶并配合抱箍的形式；儀表槽盒或橋架直接對(duì)接建筑物時(shí)，其室外槽盒的底板應(yīng)適時(shí)開(kāi)設(shè)漏水孔或預(yù)留漏水?dāng)嗫?，避免橋架直接穿墻進(jìn)入室內(nèi)；橋架采用螺栓連接時(shí)，應(yīng)用半圓頭螺栓由里向外穿，連接應(yīng)牢固。

橋架的起始端、分支處、進(jìn)出室內(nèi)、進(jìn)出不同危險(xiǎn)區(qū)域，以及每30米處與就近接地網(wǎng)或接地母排的相連，接地線可選用16mm2多股銅芯電線，每節(jié)橋架之間兩側(cè)需跨接，跨接線可選用6mm2銅芯軟絞線或軟銅編織線，也有的橋架廠家提供配套跨接線和鋼扎帶。

3.2 保護(hù)管安裝

保護(hù)管引入接線箱或儀表盤(箱)時(shí)，宜從底部進(jìn)入，禁止從上部進(jìn)入；保護(hù)管與連接件之間，采用螺紋連接，管端螺紋的有效長(zhǎng)度要大于管接頭的1/2，并保持管路的電氣連續(xù)性。當(dāng)保護(hù)管的直線長(zhǎng)度超過(guò)30米，沿塔槽、加熱爐或穿過(guò)建筑物伸縮縫時(shí)采取熱膨脹補(bǔ)償措施，保護(hù)管從上向下敷設(shè)時(shí)在管末端加排水三通，管口低于儀表或接線箱進(jìn)線口約250mm。地埋管溝挖深不小于700mm，地埋管接頭處采取外套管焊接，并刷防腐漆處理，埋在地下的電纜配管不得穿過(guò)設(shè)備基礎(chǔ)。進(jìn)入落地或配電箱的管路，排列應(yīng)整齊，管口高出基礎(chǔ)面應(yīng)不小于50mm，進(jìn)入室內(nèi)或公路兩端的管口要加以密封，預(yù)埋配管穿越馬路時(shí)需加鍍鋅鋼管保護(hù)，至路的兩邊不小于0.5米。安裝橋架和穿線保護(hù)管時(shí)的支架，不宜在混凝土基礎(chǔ)或橫梁上打孔。

4 電纜/光纜敷設(shè)

4.1 電纜敷設(shè)

核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙電纜敷設(shè)表，根據(jù)到貨電纜盤(有的標(biāo)注電纜編號(hào))及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的實(shí)際情況重新編制電纜敷設(shè)表，電纜(線)敷設(shè)原則上先遠(yuǎn)后近，先集中后分散。電纜(線)敷設(shè)和接線前，必須進(jìn)行導(dǎo)電檢查與絕緣試驗(yàn)，電纜首尾兩端按規(guī)范要求掛電纜標(biāo)志牌。如圖1所示，不同信號(hào)、不同電壓等級(jí)和本安電纜在槽盒內(nèi)分開(kāi)敷設(shè)，本安電纜不得與非本安電纜共用一根保護(hù)管。管內(nèi)電纜線總截面積不大于管內(nèi)徑空截面積的40%，電纜預(yù)留孔和電纜保護(hù)管兩端口應(yīng)用有機(jī)防火堵料封堵嚴(yán)密，堵料封入管口的深度不少于50mm，電纜預(yù)留管兩端應(yīng)填塞有機(jī)防火堵料。與工藝設(shè)備、管道絕熱層表面之間的距離應(yīng)大于200mm，與其它工藝設(shè)備、管道表面之間的距離應(yīng)大于150mm。光纜敷設(shè)時(shí)，彎曲半徑不應(yīng)小于光纜外徑的20倍，光纜兩端預(yù)留長(zhǎng)度不應(yīng)小于8米，敷設(shè)完畢，應(yīng)用光時(shí)域反射計(jì)檢查光纖通道全程波導(dǎo)衰減特性曲線，光纜的接續(xù)點(diǎn)和兩端應(yīng)做永久性標(biāo)志。

圖1 電纜敷設(shè)作業(yè)示意圖

電纜敷設(shè)從電纜盤上端引出，防止電纜在支架及地面摩擦拖拉，防止電纜鎧裝被壓扁和受機(jī)械損傷。在槽盒或橋架垂直段敷設(shè)電纜時(shí)，在下端安裝定滑輪防止敷設(shè)電纜時(shí)劃傷，同時(shí)避免此處線纜斜拉以致無(wú)法恢復(fù)槽盒蓋板，對(duì)于槽盒的水平彎處也要安裝定滑輪同樣防止電纜劃傷和太緊或集中于拐彎處，也可能由于熱脹冷縮原理引起電纜拉斷等。鑒于項(xiàng)目所在地靠近沿海，部分場(chǎng)地是填海造地工程，且地下水位較高，因此埋地敷設(shè)的電纜要求外層保護(hù)必須完好，且為鋼帶鎧裝電纜；在施工和生產(chǎn)期間，室內(nèi)外的電纜和控制室/配點(diǎn)室內(nèi)都要注意采取防鼠、防蟑螂等小動(dòng)物的措施。

4.2 接線和配線

核查電纜號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤后，按實(shí)際所需并留有余量后做好電纜頭，電纜頭用絕緣膠帶包扎，屏蔽電纜的屏蔽層露出保護(hù)層15～20mm，用銅線捆扎兩圈，接地線焊接在屏蔽層上，接線時(shí)，各回路的正負(fù)芯線顏色保持一致，備用芯線按圖紙接到備用端子上或繞成彈簧狀置于電纜頭部。

4.3 接地線安裝

熱鍍鋅扁鋼接地線連接采取搭邊焊接，保證三個(gè)棱邊可靠的焊接，對(duì)焊渣進(jìn)行處理后，涂刷瀝青漆做好防腐。每條接地干線確保在不同的兩點(diǎn)以上與接地網(wǎng)相連，每個(gè)電氣裝置和工藝設(shè)備要以單獨(dú)的接地線與接地干線相連，不允許在一個(gè)接地線中串接多個(gè)需要接地的設(shè)備。鎧裝電纜引入電氣設(shè)備，其接零線要與設(shè)備內(nèi)接地螺栓連接，鋼帶鎧裝的接地線要與設(shè)備外接地螺栓連接。

4.4 避雷帶和防靜電安裝

避雷網(wǎng)/帶的接地宜采用自下而上的施工程序，首先安裝好接地裝置，再安裝引下線，最后安裝避雷帶，引下線在距地1.8米處設(shè)置斷接卡，斷接卡以下接地線用保護(hù)管加以保護(hù)，并與接地裝置可靠連接。用做靜電接地的材料，安裝前不得涂漆，導(dǎo)電接觸面必須除銹并緊密連接，每組靜電接地安裝完畢后，必須進(jìn)行接地電阻測(cè)試，接地電阻值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)電阻值超過(guò)設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)溝通采取相應(yīng)措施。

5 電氣防爆

槽盒、橋架、電纜溝、保護(hù)管等通過(guò)不同級(jí)別爆炸、火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，在分界處均應(yīng)采取隔離密封措施，保護(hù)管通過(guò)不同防爆區(qū)域的隔墻和樓板時(shí)，應(yīng)將保護(hù)穿墻孔和樓板孔用阻火密封填料堵塞嚴(yán)密。如圖2所示，接線箱、穿線盒、密封接頭等管件按照危險(xiǎn)區(qū)域的級(jí)別，分別采用不同的防爆結(jié)構(gòu)形式。螺紋上應(yīng)涂電力復(fù)合脂或?qū)щ娦苑冷P脂，以保持良好的電氣連續(xù)性。所有管子斷開(kāi)的地方，均用導(dǎo)線或裸銅線連接起來(lái)，連接應(yīng)采用專用的連接卡，鋼管的接地線要連至電纜橋架的接地上。

圖2 電纜密封隔離配件安裝示意圖

6 結(jié)語(yǔ)

多年的石化項(xiàng)目?jī)x表工程管理經(jīng)驗(yàn)充分表明，做好電纜線路的施工技術(shù)和質(zhì)量管理，需要在設(shè)計(jì)階段、采購(gòu)階段和施工階段有足夠重視，嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范、優(yōu)選的供貨商、優(yōu)秀的施工隊(duì)伍都是質(zhì)量保障的關(guān)鍵，生產(chǎn)裝置日常的操作和監(jiān)控均在中控室，正是有了良好“神經(jīng)系統(tǒng)”的通信傳輸渠道(電纜/光纜)，才能夠時(shí)刻監(jiān)控到每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況，工藝的技術(shù)參數(shù)是否滿足要求，以便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)調(diào)整、監(jiān)督、報(bào)警，甚至可能采取的緊急停車措施，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此，抓好電氣電纜線路工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，順暢安全的儀表控制系統(tǒng)才是工藝裝置正常生產(chǎn)的重要保障。