140 m母線豎井中的離相封閉母線施工方案優(yōu)化

林成傳，慕仲錕

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350000）

1 引言

津巴布韋卡里巴南岸擴機工程，位于贊比亞和津巴布韋兩國交界處—贊比西河上的卡里巴水庫南岸津巴布韋境內(nèi)。原地下廠房安裝6×125 MW混流式機組，現(xiàn)擴建2×150 MW混流式機組，為了減少開挖，主變安裝于地面，從發(fā)電機至主變低壓側(cè)的主回路，采用18 kV離相封閉母線，通過140 m母線豎井聯(lián)接。

離相封閉母線由三相獨立的導(dǎo)體組成，每相都有非導(dǎo)磁的金屬外殼。導(dǎo)體由純鋁板材卷制而成，與外殼之間用絕緣子支撐。外殼是圓筒狀的，末端由短路板連接并接地（通常是一點接地）。母線豎井里安裝鋼梯、檢修平臺、通風(fēng)、照明、消防管路、電纜橋架等（圖1所示母線豎井吊裝布置圖）。

圖1 母線豎井吊裝布置圖

2 施工存在問題

（1）由于地質(zhì)開挖原因母線豎井開挖、襯砌等工作嚴(yán)重滯后，影響電站發(fā)電工期；

（2）母線豎井里鋼樓梯，平臺、通風(fēng)、照明、消防管路、電纜橋架涉及到各專業(yè)工程施工 ，交叉作業(yè)嚴(yán)重，需要合理統(tǒng)籌各專業(yè)間工序施工；

（3）140 m垂直高度母線如何吊裝；

（4）狹小空間母線焊接問題；

（5）高空作業(yè)如何保證質(zhì)量、安全。

3 方案優(yōu)化及措施

3.1 設(shè)計優(yōu)化

針對母線豎井空間窄小，涉及到專業(yè)多，設(shè)計圖紙很難體現(xiàn)設(shè)計各部門空間或構(gòu)件相互之間關(guān)系，在基礎(chǔ)預(yù)埋前，項目部利用三維設(shè)計展示各設(shè)備之間布置，而且還要考慮以后安裝方便。由于豎井中分相母線出廠都是每節(jié)6 m制造，所以在基礎(chǔ)埋件預(yù)埋時，我們進行設(shè)計優(yōu)化修改，把分相母線基礎(chǔ)埋件安裝高于平臺基礎(chǔ)0.8～1 m，這樣以后分相母線焊接時，焊接人員就可以站在平臺上焊接，不僅節(jié)省腳手架搭設(shè)，而且焊接人員操作更方便、安全。

3.2 工序優(yōu)化

對于各專業(yè)施工先后，要考慮相互之間施工方便、安全。本項目部根據(jù)現(xiàn)場實際情況，調(diào)整了原施工方案，在埋件完成，土建具備安裝工作面后，按照鋼樓梯、平臺、平臺欄桿施工→永久照明電纜敷設(shè)→臨時照明安裝（照明線利用永久照明線） →管路、電纜橋架、分相母線等基礎(chǔ)安裝→消防管路安裝、壓力試驗→豎井段分相母線吊裝焊接、耐壓試驗→風(fēng)管安裝→電纜敷設(shè)。這樣施工安排：一是利用永久鋼樓梯上下通道；二是利用永久照明電纜當(dāng)做臨時照明電纜使用，不僅節(jié)約成本，而且節(jié)約施工時間；三是利用風(fēng)管洞口作為吊裝焊接設(shè)備通道，由于分相母線采用氬氣保護焊，焊接設(shè)備加上氬氣瓶有好幾百公斤，利用風(fēng)管洞口，用吊籃裝上焊接設(shè)備，通過卷揚機上下起吊焊接設(shè)備；四是電纜敷設(shè)施工放在最后，防止焊接火星對電纜損傷，也是對成品保護考慮。

3.3 分相母線整圓、定位優(yōu)化

為了在高空中方便調(diào)整，在吊裝前先對外殼圓度進行整圓，并對導(dǎo)電體進行定位，離相封閉母線在運輸、吊裝過程中容易發(fā)生碰撞，造成殼體部分區(qū)域內(nèi)凹，影響整體圓度及美觀，且導(dǎo)體安裝需進行定位調(diào)整，如定位不準(zhǔn)確造成導(dǎo)體錯牙影響焊接外觀。常規(guī)的處理方法是用千斤頂配合手錘敲擊進行殼體調(diào)圓、導(dǎo)體定位。應(yīng)用該種方法進行處理時，工作效率低下，并且容易造成母線殼體內(nèi)部油漆脫落，同時可能因定位不準(zhǔn)確造成導(dǎo)體錯牙影響焊接質(zhì)量。因此根據(jù)母線實際尺寸制作出來一種新型母線調(diào)圓、定位專用工具，可以對母線進行調(diào)圓、定位調(diào)整，在安裝過程中，解決了母線殼體整體圓度及導(dǎo)體定位問題。

3.4 分相母線吊裝方案優(yōu)化

原施工方案以發(fā)電機B相和主變B相套管中心線為基準(zhǔn)，從發(fā)電機出口往主變低壓側(cè)安裝。由于制約整個項目進度主要在豎井段安裝，所以我們工序改為，豎井段兩臺機組共6×140 m全部安裝完成，再安裝水平段，騰出豎井空間給后序的設(shè)備安裝，減少相互制約干擾。

原母線吊裝在基礎(chǔ)槽鋼安裝完成，逐節(jié)吊裝點焊掛耳，再吊開焊接，這樣工序繁瑣，且浪費吊裝時間。為了節(jié)約吊裝時間，我們制作一模具，模具上的孔距與基礎(chǔ)槽鋼上的掛耳孔尺寸一樣，然后用螺栓把母線掛耳擰緊，根據(jù)測量高度，先在平地上逐節(jié)把掛耳焊接好，安排白天吊裝，每節(jié)吊裝到位后，用螺栓把母線通過掛耳固定在基礎(chǔ)上，晚上調(diào)整，焊接。這樣施工工序比原計劃節(jié)約了一半時間。

3.5 母線安裝、焊接質(zhì)量控制點優(yōu)化

母線掛耳焊接完成，清理、檢查筒體內(nèi)部是否有雜質(zhì)，瓷質(zhì)絕緣子是否有損壞、依據(jù)GB/T 8349-2000《金屬封閉母線》現(xiàn)場試驗要求，應(yīng)測量金屬封閉母線每相導(dǎo)體對外殼（地）間的絕緣電阻。采用電壓為2 500 V及以上的兆歐表，測試結(jié)果不能小于100 MΩ。

做好記錄，合格后裝上夾具和調(diào)圓工具，進行吊裝。

母線定位調(diào)整好，焊接前用石棉布作好防護,防止焊接時飛濺物損傷導(dǎo)體、外殼、瓷件和金具等。焊接面或坡口處,在焊接前要用不銹鋼絲刷除去表面的氧化膜,然后用酒精或其他清洗劑擦凈，方可進行焊接。導(dǎo)體焊接完做磁粉探傷試驗檢查，合格后，調(diào)整外殼連接套與另一外殼對準(zhǔn)，然后焊接外殼體。

母線垂直段安裝完，在安裝水平段之前，要對140 m垂直段整體做絕緣和1 min工頻耐壓試驗。目的是為了確保垂直段安裝質(zhì)量。按GB/T 8349-2000 《金屬封閉母線》現(xiàn)場試驗要求，應(yīng)測量金屬封閉母線每相導(dǎo)體對外殼（地）間的絕緣電阻。采用電壓為2 500 V及以上的兆歐表，測試結(jié)果不能小于50 MΩ。安裝后的額定工頻干耐受電壓值為相-相（地）57 kV/50 Hz耐壓值的75%，即42.75 kV/50 Hz（選取43 kV/50 Hz），持續(xù)時間60 s。

4 結(jié)束語

140 m母線豎井施工方案，是項目部集思廣益、在廠家提供安裝手冊基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件，不斷探討優(yōu)化的結(jié)果，由于采用了合理施工方案優(yōu)化，不僅降低了施工成本，更是大大提高現(xiàn)場施工安裝進度，比原計劃施工節(jié)約將近一半時間，確保了電站如期發(fā)電，對今后水電站建設(shè)施工中，類似情況母線安裝，具有一定的參考和應(yīng)用價值。