220kV交聯(lián)電纜GI S插拔式終端安裝施工方法研究

翟子聰，康勇全，張鴻

（廣州市電力工程有限公司，廣州 510260）

1 引言

近年來，電纜GIS 終端安裝工藝日新月異，不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工尺寸、部件名稱和安裝方法有差異但又大體相似，廠家安裝工藝說明基于自身產(chǎn)品工藝特點(diǎn)由自有熟練工人編寫，在工序步驟、工藝描述及質(zhì)量控制方面有太多約定俗成的要求未在安裝說明上明文描述。如果由不熟悉的安裝人員按規(guī)范流程和質(zhì)量要求安裝，僅憑經(jīng)驗(yàn)容易造成安裝工藝的張冠李戴，埋下極大質(zhì)量隱患。

電纜GIS 裝配式終端相對(duì)于插拔式終端，環(huán)氧套管安裝步驟更多，空間要求更高，安裝難度更大。因此，從安裝便利性、運(yùn)維檢修方便、工期短等方面考慮，應(yīng)采用插拔式工藝取代裝配式。對(duì)不同廠家220 kV 交聯(lián)電纜GIS 插拔式終端安裝工藝要求及特有工藝處理方法進(jìn)行深入對(duì)比研究，規(guī)范電纜GIS 插拔式終端安裝流程，完善質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置，細(xì)化工藝步驟，將工藝原理融入質(zhì)量控制要求，量化工藝標(biāo)準(zhǔn)，從而制定一套規(guī)范《220 kV 交聯(lián)電纜GIS 插拔式終端安裝施工方法》為一線安裝人員提供有指導(dǎo)意義和可操作性的施工指引[1]。

2 本安裝方法的創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 新工具、材料改進(jìn)

在研究、歸納總結(jié)電纜GIS 插拔式終端安裝過程中，通過對(duì)切割工具和電纜支架進(jìn)行改進(jìn)，獲得了2 項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利，提高了安裝施工質(zhì)量和線路運(yùn)維的可靠性。

1）針對(duì)傳統(tǒng)電動(dòng)切割工具難以保證高電壓大截面電纜線芯切割精度及每次切割穩(wěn)定性，研發(fā)改進(jìn)了《電纜芯切割固定模及帶該固定模的切割裝置》（ZL201420303575.6），如圖1 所示。通過將定制工模裝設(shè)在液壓切割裝置，實(shí)現(xiàn)電纜線芯精確、圓整、平整的電動(dòng)化切割，提高后續(xù)諸如半導(dǎo)電斷口等關(guān)鍵工藝尺寸測(cè)量與定位的準(zhǔn)確性。

圖1 電纜芯切割固定模及帶該固定模的切割裝置

2）針對(duì)傳統(tǒng)固定電纜支架難以提供合適支撐和緊固力的缺陷， 研發(fā)改進(jìn)了《一種彈壓旋調(diào)式電纜支架裝置》（ZL202020226225.X），如圖2 所示。通過研制托臂旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員根據(jù)電纜敷設(shè)角度調(diào)整固定托臂角度，實(shí)現(xiàn)電纜、托臂和電纜固定抱箍的完美結(jié)合，改善承托，增加摩擦力，分散重量承托，避免電纜局部受壓過大損傷電纜。

圖2 一種彈壓旋調(diào)式電纜支架裝置

2.2 工藝監(jiān)督檢查表

為避免安裝人員僅憑借經(jīng)驗(yàn)作業(yè)，規(guī)范施工流程，完善施工記錄，便于開展重要工藝檢查追溯，提高施工質(zhì)量和效率，研究人員編制了220 kV 交聯(lián)電纜GIS 終端安裝工藝監(jiān)督檢查表（見圖3），整個(gè)表格由工序流程、作業(yè)內(nèi)容描述、標(biāo)準(zhǔn)尺寸、實(shí)測(cè)數(shù)值（完成情況）、簽名確認(rèn)和備注說明6 個(gè)部分組成。新產(chǎn)品初次進(jìn)場(chǎng)及工藝版本更新后，均應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)安裝說明和工藝圖紙進(jìn)行審圖，識(shí)別出新產(chǎn)品的特殊工藝步驟、內(nèi)容差異、工藝要求和本產(chǎn)品的具體工藝處理尺寸，然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)版本工藝監(jiān)督檢查表進(jìn)行修編或調(diào)整，形成專用版本。修編過程使用通俗易懂的常規(guī)說法和行業(yè)術(shù)語相，確保一線人員能看得懂，理解透?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝施工進(jìn)行逐項(xiàng)核實(shí)、記錄和拍照留存記錄。

圖3 220 kV交聯(lián)電纜GI S終端安裝工藝監(jiān)督檢查表圖樣

3 規(guī)范流程及優(yōu)化工藝

3.1 規(guī)范工藝流程

針對(duì)不同廠家的插拔式結(jié)構(gòu)電纜GIS 終端的產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝要求及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行研究、總結(jié)，從而優(yōu)化出1 套規(guī)范的安裝流程并結(jié)合上述的工藝監(jiān)督檢查表使用。嚴(yán)格按照施工流程和內(nèi)容逐項(xiàng)施工確認(rèn)，既簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作，又能確?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)不漏項(xiàng)。

1）電纜本體處理：（1）電纜開線；（2）底鉛處理；（3）加溫校直；（4）外半導(dǎo)電及斷口處理；（5）導(dǎo)體剝切；（6）電纜打磨；（7）檢測(cè)與記錄。

2）電纜GIS 插拔式終端安裝：（1）環(huán)境控制及安裝準(zhǔn)備；（2）應(yīng)力錐安裝環(huán)氧套管安裝；（3）導(dǎo)體連接及上部金具安裝；（4）環(huán)氧套管安裝；（5）電纜進(jìn)倉；（6）錐托安裝；（7）尾管安裝及封鉛；（8）接地線制作及安裝。

3.2 優(yōu)化安裝工藝

電纜附件安裝質(zhì)量主要依賴施工作業(yè)人員對(duì)工藝尺寸的控制以及各工序流程的工藝質(zhì)量把關(guān)。因此，需從多年施工經(jīng)驗(yàn)和故障案例分析中總結(jié)，并基于220 kV 交聯(lián)電纜GIS 插拔式終端安裝工藝要求來完善全流程的質(zhì)量控制點(diǎn)，細(xì)化工藝要求，量化質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并通過新方法和應(yīng)用新工具進(jìn)一步確保并提高施工質(zhì)量[2]。由于篇幅原因，本文主要介紹本施工方法的主要改進(jìn)優(yōu)化內(nèi)容。

1）搭建安裝工房：綜合考慮新建設(shè)和運(yùn)行中變電站，戶外和戶內(nèi)GIS 設(shè)備安裝環(huán)境要求的差異，電纜附件110 kV、220 kV 和500 kV 對(duì)安裝環(huán)境潔凈度的差異和現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的需要。新建設(shè)變電站、戶外GIS 設(shè)備的電纜附件安裝應(yīng)分別先搭建外安裝工房，提供整體作業(yè)大環(huán)境和內(nèi)組裝安裝工房，提供高潔凈度小環(huán)境相結(jié)合的方式，并根據(jù)電壓等級(jí)、氣溫、濕度和現(xiàn)場(chǎng)情況靈活配置空調(diào)、抽濕機(jī)和空氣凈化器，甚至是正壓循環(huán)系統(tǒng)等部件。

2）圓鋼加熱校直法：由于電纜外半導(dǎo)電層和絕緣層在受熱后變軟，容易受力變形。采用開邊圓管，按照彎曲方向?qū)?cè)包夾冷固定，然后通過金屬圓鋼對(duì)電纜本體全面積均勻加熱，避免傳統(tǒng)角鋼法采用發(fā)熱帶直接接觸電纜加熱后再包夾角鋼勒緊校直的方法。在冷卻校直成型階段，增加防潮吸濕密封工藝措施和受（重）力平衡抵消工藝措施，避免人為操作不當(dāng)導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力消除不充分現(xiàn)象。

3）工藝尺寸控制：傳統(tǒng)高壓電、大截面電纜切割工具體積大、質(zhì)量大，啟動(dòng)時(shí)晃動(dòng)大且需要高高托舉，人工操作難以保證長(zhǎng)時(shí)間絕對(duì)水平的穩(wěn)定切割。由于導(dǎo)體切面是后續(xù)多個(gè)關(guān)鍵工序的測(cè)量基準(zhǔn)，導(dǎo)體切面不平，尺寸不準(zhǔn)確，都會(huì)直接影響后續(xù)外半導(dǎo)電斷口定點(diǎn)、應(yīng)力錐定位及各工藝尺寸的測(cè)量，嚴(yán)重影響安裝質(zhì)量。因此通過在導(dǎo)體上安裝緊束工模，定制轉(zhuǎn)接卡具固定在切刀刀面，通過大功率液壓泵驅(qū)動(dòng)鋒利的刀刃平滑切斷導(dǎo)體，能同時(shí)保證尺寸精確和切面平整，且操作簡(jiǎn)單快捷[3]。

4）量化主絕緣打磨質(zhì)量：由于缺乏統(tǒng)一量化的判斷工具，傳統(tǒng)電纜打磨質(zhì)量檢查采用不同時(shí)間，不同人員，不唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)，無論對(duì)人員培訓(xùn)還是質(zhì)量檢查都存在較大的認(rèn)識(shí)偏差。因此，通過引入粗糙度概念，在平行光源和觸摸檢查基礎(chǔ)上，應(yīng)用粗糙度檢測(cè)儀分級(jí)建立主絕緣粗糙度標(biāo)準(zhǔn)110 kV：不大于0.9 μm；220 kV：不大于0.7 μm；330～500 kV：不大于0.4 μm。

5）電纜抱箍緊固：由于GIS 終端設(shè)備一般布置在變電站3 樓，如采用垂直敷設(shè)進(jìn)線，豎井段電纜本體和電纜護(hù)層保持平行，近10 m 電纜重量全部掛在導(dǎo)體連接部位，可能埋下導(dǎo)致導(dǎo)體連接發(fā)生變形、發(fā)熱，豎井底電纜轉(zhuǎn)彎位置受壓過大而受損的隱患。因此，豎井段電纜常采用彎曲敷設(shè)，但固定角度支架角度和電纜彎曲角度不一致，可能因壓強(qiáng)過大損傷電纜本體。針對(duì)上述難題，研制采用一種彈壓旋調(diào)式電纜支架裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)固定電纜支架。

4 結(jié)語

隨著電纜附件國(guó)產(chǎn)化深入，我國(guó)在引進(jìn)、吸收國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣性能在220 kV 及以下電纜基本替代國(guó)外同類產(chǎn)品，500 kV 也有成熟產(chǎn)品上市，但由于受重產(chǎn)品、輕工藝思路影響下，無論在工藝說明和圖紙，還是現(xiàn)場(chǎng)安裝指導(dǎo)上，還要進(jìn)一步優(yōu)化空間。本論文研究已在實(shí)際工程中成功應(yīng)用，為進(jìn)一步完善電纜插拔式GIS 終端安裝應(yīng)用提供理論依據(jù)和施工方法，推動(dòng)電纜附件安裝質(zhì)量提高有積極意義。