航天發(fā)射場射后供配電系統(tǒng)線纜快速修復技術研究

北京特種工程設計研究院 劉惠文 李龍剛 李志鵬

航天發(fā)射場火箭發(fā)射時，由于火箭點火起飛后尾焰溫度較高、沖擊力較大，會對塔上的設備尤其是供配電系統(tǒng)的線纜造成損失，影響塔上關鍵設備的正常運行，對后續(xù)任務造成延誤，需盡快修復，恢復原有狀態(tài)。發(fā)射任務結束后，需迅速成立專家評估組實地查看受損情況，聽取現(xiàn)場崗位人員匯報，分析討論記錄數(shù)據(jù)，調查受損原因，初步形成受損情況分析報告，并依據(jù)國家相關規(guī)范，遵循高標準、嚴要求、不留隱患、安全可靠的原則擬制射后供配電系統(tǒng)線纜快速恢復技術方案，作為后續(xù)恢復施工的指導依據(jù)，提升發(fā)射場設施設備運行可靠性。

1 基本情況

發(fā)射塔架下一般設有兩個配電室，分別為地下設備間配電室和導流槽配電室。以某發(fā)射塔架為例，地下設備間配電室內設有2臺1250kVA 干式變壓器、5面高壓環(huán)網(wǎng)柜、13面固定間隔式低壓配電柜，主要為地下設備間工藝、照明、插座、塔上整流罩空調、中頻電源及發(fā)射塔外圍建筑物供電。地下設備間配電室同時為導流槽配電室提供2路低壓電源。導流槽配電室共設有固定間隔式低壓配電柜16面，主要為塔架上平臺油泵、熱風機組、塔上工藝房間、塔上照明插座、電梯、吊車、消防擺桿等設備供電?；鸺l(fā)射后，經(jīng)初步檢查統(tǒng)計受損線纜主要是發(fā)射場加注、通信、消防聯(lián)動、固定消防、防爆電梯、擺桿等系統(tǒng)的控制電纜，以及空調、擺桿和配電等系統(tǒng)的動力電纜共計101根，其中控制線纜61根，動力電纜40根。

此次燒損的線纜均為塔架上整流罩空調、加注系統(tǒng)、電纜擺桿、消防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、防爆電梯等關鍵設施設備的供電和控制線纜，更換后的線纜需確保設備安全可靠運行。電纜的更換處理方式有兩種，一是將部分燒損電纜截掉續(xù)接新電纜，二是整根更換。若采用將部分燒損電纜截掉續(xù)接新電纜的方式處理，雖然工期較短、施工簡便，但電纜中間有接頭，易發(fā)生電氣故障，也不滿足防爆場所施工要求，設備運行可靠性較低。燒損電纜全部更換方案雖然施工難度大但供電可靠性高，因此采用線纜全部整根更換方案。

臨時供電措施。因塔上設備的供電電纜已燒毀，需采取臨時應急供電措施使設備恢復狀態(tài)：調配一臺120kW 移動式柴油發(fā)電機作為塔架應急保障電源，主要為塔上及地下設備間照明供電。柴油發(fā)電機組為擺桿控制柜、平臺控制柜提供臨時供電電源，保證擺桿、平臺合攏，操作人員能夠在平臺上正常開展后續(xù)工作。調配四臺移動式大功率照明燈具，重點為維修操作區(qū)域提供照明。地下設備間增設臨時排風機，從柴油發(fā)電機組引接電源，增強配電室內通風換氣。

2 供電系統(tǒng)檢測評估與快速恢復

2.1 燒損現(xiàn)場清理

發(fā)射任務完成確認起火原因后，對燒損現(xiàn)場進行清理。對電纜孔洞的封堵物進行清掏，統(tǒng)計燒損電纜的規(guī)格型號、用途，標識走向，從電纜橋架內抽出燒損電纜，對電纜室的墻壁進行粉刷，對頂部照明燈具等附屬設備進行更換。

2.2 低壓配電柜性能檢測與評估

經(jīng)檢查，地下一層配電室內設備未受一層起火電纜燒損影響，但發(fā)射時震動較大，因此做以下檢測：外觀檢查，柜內有無水漬、多余物，線纜接頭是否異常；開關狀態(tài)檢查，對線路燒蝕過程中短路跳閘的前后端斷路器進行復檢。未跳閘的斷路器進行狀態(tài)復查；配電柜母線絕緣電阻測試，采用1000V 兆歐表測量母線對地絕緣電阻值，不小于0.5兆歐為合格；檢查地下設備間及導流槽未燒蝕出線電纜的絕緣情況。外觀檢查良好后采用1000V 兆歐表測量導線對地絕緣電阻值，不小于0.5兆歐為合格；配電柜保護接地線連接狀態(tài)檢查，采用萬用表測量柜體與接地體的導通狀態(tài)，并檢查接地電纜接頭是否松動；儀表回路、信號回路、保護回路及監(jiān)測系統(tǒng)連接情況及導線狀態(tài)，外觀是否燒蝕，接線是否銹蝕；ATMT 裝置及其連接回路狀態(tài)設置及連接是否正確；受損電纜兩端所連接設備內部的相應接線端子排及柜內連接應檢查有無損傷。

2.3 新電纜檢測、試驗及更換

所有新電纜到貨后應進行外觀檢查，采用1000V 絕緣電阻測試儀測量電纜芯線間、芯線對地絕緣電阻，測試合格后再按照《電力設備交接和預防性試驗規(guī)程》進行耐壓試驗，耐壓試驗后再采用1000V 絕緣電阻測試儀測量電纜芯線間、芯線對地絕緣電阻，測試合格后方可敷設。電纜需采用整根敷設，不允許中間有接頭，配電室側預留10%的長度；電纜終端頭采用成品熱縮電纜頭，芯線用壓線鉗壓接線鼻子，根據(jù)不同的相位使用黃、綠、紅、藍、黑五色熱縮管分別包纏電纜各芯線至接線鼻子的壓接部位，間隔15mm 壓接兩道壓痕，壓痕的有效接觸面積不小于導線截面積的5～7倍。壓接模具選擇符合導線線徑要求。

電纜按照自上而下的順序在電纜金屬線槽內敷設，每隔1.5m 處加以固定。電纜的首尾端、拐彎處掛電纜標識牌，注明電纜回路編號、電纜型號、規(guī)格、起止地點、長度，綁扎牢固；電纜敷設完畢后，對每根電纜用1000V 絕緣電阻測試儀測絕緣電阻，與敷設前絕緣電阻值比對，無明顯變化后方可接線；電纜接線端子與母線及開關出線端子的連接接觸面積不小于總面積的70%。螺絲緊固力矩符合表1要求；光纜尾纖的續(xù)接須采用熔接方式。線纜敷設時彎曲度不應小于其允許的彎曲半徑；控制電纜與接線端子相連的線耳需采用“○”型線耳，導線與線耳的連接須焊接；終端設備的電纜、金屬軟管須與設備可靠緊固，防爆區(qū)域的設備管線安裝需滿足防爆規(guī)范施工要求。

表1 螺釘?shù)木o固力矩標準

2.4 供電恢復

恢復地下設備間供電。斷開所有進出線開關，拔出二次回路保險。配電柜母線采用2500V 兆歐表進行耐壓試驗，無擊穿現(xiàn)象。對地下設備間至導流槽配電室的供電電纜進行絕緣測試。通過ATMT 操作進線的斷路器合閘，測量相間及對地電壓，電壓需符合0.4kV/0.23kV 國家標準。檢查電能質量監(jiān)測儀表幅值及相序、相位，需符合國標要求。

恢復導流槽配電室供電。對電纜穿墻封堵進行清理，拆除Ⅰ段母線所有出線燒損電纜，做好相位標識。清除橋架內外積灰，吹除柜內外積水。斷開所有進出線開關，拔出二次回路保險。配電柜母線采用2500V 兆歐表進行耐壓試驗，無擊穿現(xiàn)象。通過ATMT 操作進線的斷路器合閘，測量相間及對地電壓，電壓需符合0.4kV/0.23kV 國家標準。檢查電能質量監(jiān)測儀表幅值及相序、相位，需符合國標要求。

恢復下端設備供電。根據(jù)下端用電設備需求，送電前對該回路電纜的絕緣電阻進行測試。合格后與設備使用方協(xié)同送電。

2.5 其他要求

對發(fā)射場技術區(qū)及發(fā)射區(qū)所有電纜孔洞封堵情況進行檢查，全部改用防火材料封堵。對發(fā)射塔上敷設的可能被火箭發(fā)射時尾焰燒蝕的裸露電纜進行清查，采用穿鋼管或耐火材料進行防護。對發(fā)射塔上所有電纜室的門窗密閉性及防火性能進行全面檢查恢復。門入口處設擋鼠板，門周邊縫隙進行防火封堵。在技術區(qū)、發(fā)射區(qū)電纜密集的場所加強防護，配置推車式干粉滅火器。加強消防設施設備的運行、監(jiān)測、管理、維護，崗位人員加強消防預案學習及應急演練。發(fā)射塔等重點防火部位對可燃物集中管理，及時清理可燃多余物。發(fā)射后重點部位加強值班巡查，及時發(fā)現(xiàn)并處置異常情況。增加對發(fā)射場動力設備視頻監(jiān)控裝置，消除監(jiān)控盲區(qū)。增加監(jiān)控系統(tǒng)報警短信自動分發(fā)設備，方便相關人員及時掌握設備狀態(tài)。任務完畢后對塔上相關電纜及時撤收，做好防火保護。

通過線纜的快速修復，有效的縮短了維護時間，提高了關鍵設備的運行可靠性，加大了任務期間的保障能力，發(fā)射塔的防火能力進一步增強，為后續(xù)任務的連續(xù)實施提供了有力保障。