風(fēng)電機(jī)組電氣安裝施工重點(diǎn)問題探討

李揚(yáng)

[中圖分類號(hào)] TM614

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]2095-6487 （2021） 02-0122-02

Discussion on Key Issues of Wind Turbine Electricallnstallation Construction

Li Yang

[ Abstract]

nie safety anct quality of xvind turbines are the key to nonnal operation. With the rapid development of the wind power industry inrecent years， accidents caused by incorrect installation ofwind turbines have been increasing. The preparation xvork before the installation of the electricalsystem of the unit， the key problems of cable installation during the installation process， and the inspection and finishing work after the installation areanalyzed， and an effective implementation plan is provided

[ Keywords] wind power; electrical system installation; cable

1 風(fēng)電機(jī)組安裝施工特點(diǎn)

風(fēng)電機(jī)組的安裝具有安裝高度高、設(shè)備尺寸人、機(jī)組質(zhì)量人、作業(yè)環(huán)境特殊、氣候環(huán)境特殊等特點(diǎn)，安裝設(shè)備的選用和技術(shù)方案的確定主要受到地理環(huán)境、場(chǎng)內(nèi)道路、設(shè)備參數(shù)、機(jī)艙尺寸、質(zhì)量、塔筒高度等因素的影響，需要特殊的施工工藝設(shè)計(jì)，需制定相應(yīng)的安裝指導(dǎo)規(guī)范和施工方案。

風(fēng)電機(jī)組的安裝“靠天吃飯”，它與常規(guī)設(shè)備安裝施工相比存在特殊性，主要表現(xiàn)在風(fēng)電機(jī)組的安裝高度都在百米以上，需要進(jìn)行高空安裝作業(yè)，而且由于風(fēng)電機(jī)組通常安裝于一年中的人部分時(shí)間風(fēng)力均很大的地域，其特殊的氣候環(huán)境因素增加了風(fēng)電機(jī)組施工的難度，因此安裝前需結(jié)合當(dāng)前的風(fēng)資源預(yù)測(cè)情況分秒必爭(zhēng)的完成施工進(jìn)度。但適合機(jī)組安裝的時(shí)間可遇而不可求，一旦施工時(shí)出現(xiàn)意外導(dǎo)致在限定時(shí)間內(nèi)不能完成安裝，則需要等下一個(gè)小風(fēng)天再進(jìn)行安裝，無(wú)疑會(huì)造成人力物力財(cái)力和時(shí)間上的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)影響項(xiàng)目進(jìn)度。為了保證施工質(zhì)量，需要提前考慮到安裝中存在的重點(diǎn)問題及可能遭遇到的突發(fā)問題，并制定有針對(duì)性的行之有效的安裝和解決方案，才能夠減少施工過(guò)程中出現(xiàn)的意外狀況，從而加快施工進(jìn)度和提高施工效率，避免時(shí)間上的浪費(fèi)。

2 電氣系統(tǒng)安裝前的準(zhǔn)備

機(jī)組安裝工程開工前，應(yīng)該運(yùn)用“人、機(jī)、料、法、環(huán)”的全而質(zhì)量管理方法保證施工質(zhì)量。技術(shù)人員在每項(xiàng)工程施工前應(yīng)向涉及的施工人員逐級(jí)進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)的技術(shù)交底，指出質(zhì)量控制要點(diǎn)及難點(diǎn)，明確施工要求，把握施工重點(diǎn)。同時(shí)在施工過(guò)程中采用旁站、巡視等方式進(jìn)行督導(dǎo)，隨時(shí)對(duì)施工步驟和工藝進(jìn)行檢查和糾偏，保證單項(xiàng)工程的施工質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)確保具備登高證、低壓電工證等相關(guān)的特種作業(yè)證書。工程項(xiàng)目施工所需的原材料、半成品及所需的機(jī)械設(shè)備、施I工器具、勞保用品等應(yīng)進(jìn)行全而檢查和驗(yàn)收，不滿足質(zhì)量要求的材料未經(jīng)確認(rèn)不允許直接進(jìn)行安裝，不符合施工要求的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行處理或更換，保證材料及設(shè)備安全合格。應(yīng)建立完善的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量管理體系，組織編制質(zhì)量保證計(jì)劃，制定現(xiàn)場(chǎng)的各種管理制度，完善計(jì)量和質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，從組織和制度方而保證施工質(zhì)量。

3 電氣系統(tǒng)安裝時(shí)的重難點(diǎn)

電氣安裝（簡(jiǎn)稱電裝）施工是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝中的重要環(huán)節(jié)，電纜安裝又是電裝施工的核心步驟，電纜安裝質(zhì)量不合格可能導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中電纜發(fā)熱、電纜磨損、電纜熔斷等諸多問題的發(fā)生。下而將對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電纜電裝過(guò)程中可能存在的重難點(diǎn)問題進(jìn)行探討。

3.1 電纜敷設(shè)問題

電纜在塔筒內(nèi)豎直敷設(shè)，依靠塔筒內(nèi)安裝的電纜夾進(jìn)行固定。以額定電壓為AC690V的3MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，所需敷設(shè)的電纜數(shù)量約40根，每根電纜重量約為200 kg，電纜總重達(dá)8t以上。電纜如何提升至100m的高空并逐根固定在電纜夾內(nèi)是電氣安裝施工的重點(diǎn)問題。下而提供一種在塔筒吊裝之前將電纜分別預(yù)先敷設(shè)在塔筒和機(jī)艙內(nèi)的電纜預(yù)敷設(shè)方案。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一次電裝一般采用軟硬纜連接的方式。機(jī)艙內(nèi)敷設(shè)的電纜為軟纜，軟纜使用銅電纜，塔筒內(nèi)敷設(shè)的電纜為硬纜，硬纜可采用銅纜或鋁合金電纜兩種類型。安裝前先進(jìn)行預(yù)敷設(shè)并綁扎牢固，機(jī)組安裝完成后再將機(jī)艙及塔筒內(nèi)電纜分別下放，并用電纜夾夾緊，機(jī)艙和塔筒的電纜在馬鞍弧處完成對(duì)接。此方案一方而在塔筒和機(jī)艙安裝前完成部分電纜敷設(shè)，節(jié)省了高空作業(yè)的工作量，另一方而可以同時(shí)進(jìn)行機(jī)艙和塔筒內(nèi)的電纜預(yù)敷設(shè)，節(jié)省了機(jī)組整體安裝工期，提高了工作效率。電纜預(yù)敷設(shè)方案的施工步驟及重點(diǎn)如下。

3 .1.1 預(yù)敷設(shè)在機(jī)艙的電纜按要求裁剪后逐根進(jìn)行放置

電纜敷設(shè)前，首先檢查機(jī)艙橋架內(nèi)部是否平整光滑，將有棱舶、毛剌的位置打磨，并清掃橋架，保證電纜敷設(shè)前橋架內(nèi)無(wú)垃圾和碎屑等雜物，防止電纜在橋架內(nèi)被割傷。每根電纜用絕緣膠帶或白色油漆筆做好標(biāo)記。電纜敷設(shè)時(shí)，橋架內(nèi)的電纜每隔0.5m用線帶將電纜固定在橋架上且扎帶的頭部留在線槽外，以防止機(jī)艙安裝過(guò)程中橋架內(nèi)的電纜晃動(dòng)，產(chǎn)生磨損。橋架外的電纜單根盤成“8”字形放在機(jī)艙內(nèi)，并與機(jī)艙進(jìn)行可靠固定。

3 .1.2 預(yù)敷設(shè)在塔筒的電纜按要求裁剪后逐根進(jìn)行放置

一般將電纜全部敷設(shè)在頂段塔筒內(nèi)，電纜敷設(shè)前用膠皮保護(hù)爬梯的端腳，防止電纜安裝時(shí)被割傷。敷設(shè)時(shí)注意電纜敷設(shè)位置，與軟纜對(duì)接的一端要留有一定余量，然后將電纜依次固定在塔筒的電纜夾上，電纜多余部分按一定的排列順序逐根盤繞在爬梯上，并用綁帶或軟繩子獨(dú)立可靠固定每根電纜，防止電纜安裝時(shí)滑落損壞、傷人，也便于安裝完成后塔筒電纜的下放。

3.2 電纜扭纜防護(hù)問題

機(jī)組運(yùn)行時(shí)，為了充分利用風(fēng)能，風(fēng)輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)。但風(fēng)向隨時(shí)可能發(fā)生變化，所以機(jī)組會(huì)根據(jù)風(fēng)向變化頻繁進(jìn)行偏航，此時(shí)電纜也會(huì)隨機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生扭轉(zhuǎn)，而所有電纜均通過(guò)吊索懸吊在機(jī)艙下方，人量堆積的電纜非常容易受到擠壓而產(chǎn)生變形、磨損，繼續(xù)運(yùn)行可能損壞絕緣層而導(dǎo)致故障。因此如何防止電纜因扭轉(zhuǎn)而損傷也是電裝工作的重點(diǎn)問題。一個(gè)可行的電纜扭纜施工方法如下。

首先電纜選型應(yīng)能滿足機(jī)組抗扭轉(zhuǎn)要求。電纜應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)所要求的抗扭轉(zhuǎn)性能，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)應(yīng)按照《GBT 29631-2013額定電壓1.8/3 kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜》中所述的試驗(yàn)方法執(zhí)行。電纜放到電纜吊橋時(shí)，將電纜穿入合適的吊索，然后從吊孔下放到扭纜下臺(tái)。下放時(shí)電纜應(yīng)處于自然下垂?fàn)顟B(tài)，以釋放掉電纜的應(yīng)力。垂纜長(zhǎng)度應(yīng)結(jié)合電纜J‘家提供的電纜最人扭轉(zhuǎn)角度與機(jī)組偏航解纜角度進(jìn)行計(jì)算，垂纜長(zhǎng)度太短會(huì)使機(jī)艙轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電纜扭轉(zhuǎn)的角度過(guò)人，造成電纜護(hù)套層和絕緣層的損傷，垂纜長(zhǎng)度太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)艙轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電纜在下臺(tái)位置晃動(dòng)過(guò)人，容易意外碰觸到下臺(tái)護(hù)欄和爬梯，一般來(lái)說(shuō)機(jī)艙電纜垂直段距下臺(tái)應(yīng)高于2m。扭纜開始折彎處與扭纜保護(hù)筒的底端留有一定距離，以防扭纜轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與圓筒的邊緣發(fā)生干涉。在電纜穿過(guò)扭纜保護(hù)筒處、線槽與吊橋連接處、馬鞍橋處的長(zhǎng)螺栓位置、爬梯的端腳處均采用膠皮和扎帶進(jìn)行綁扎防護(hù)。通過(guò)以上措施防護(hù)電纜全面，可以保證電纜扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全運(yùn)行。

3.3 電纜壓接問題

根據(jù)對(duì)電力電纜各類事故分析統(tǒng)計(jì)，電纜本體事故的70%是由于電纜中間按頭或終端引出線端子，由于壓接質(zhì)量問題過(guò)熱引起的。風(fēng)電機(jī)組塔筒內(nèi)電纜懸吊敷設(shè)，軟硬纜對(duì)接時(shí)壓接難度人，并且近年來(lái)越來(lái)越人的成本壓力促使部分整機(jī)廠商在塔筒電纜的選型上使用鋁合金電纜。電纜對(duì)按時(shí)一旦操作不慎，銅鋁連接部分會(huì)因局部電阻過(guò)人而迅速發(fā)熱，最終發(fā)生事故。因此一套可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)的電纜壓接工藝成為保證電纜壓接質(zhì)量的重點(diǎn)。銅.鋁電纜壓按時(shí)應(yīng)選用專用銅鋁壓接端子和壓接工具，壓接模具要和電纜外徑相匹配，必須嚴(yán)格按照操作指導(dǎo)書及規(guī)定操作。銅端子壓接一般使用六邊形壓接方法，鋁合金端子使用坑壓壓接方法。壓接前先將連接管放進(jìn)模具槽內(nèi)，并使其朝向上而的模具，這樣可以保證正確的壓接位置，然后使連接管固定在模具中至上下模具可以輕微地頂住連接管。壓按時(shí)根據(jù)需要壓接N次，壓接方向府由端子邊緣向內(nèi)壓接，第一次壓接邊緣與第二次壓接邊緣應(yīng)相隔2～4 mm。如果端子需要壓接兩次，移動(dòng)模具至靠近壓接止位線，以壓接lI.位線為基準(zhǔn)，連續(xù)進(jìn)行壓接。壓接完成后在壓痕處可能會(huì)出現(xiàn)毛刺，應(yīng)用銼刀將毛刺磨掉，保證壓接后的接頭管表而甲滑。如果銼刀不能完全處理此問題，可以在接頭管表而涂抹填充膠，直至其表而甲滑。壓接完成后對(duì)電纜壓接質(zhì)墨進(jìn)行檢查，保證壓接牢固。

3.4 電氣系統(tǒng)安裝后的檢查

在工作完成后，從機(jī)艙開始，依次進(jìn)行機(jī)艙及各段塔筒的檢查工作，要求各連接點(diǎn)緊固可靠、所有螺拴滿足力矩要求、接線端子應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)壓接、電纜綁扎整齊美觀，扎帶必須合格等。在完成自檢工作后徹底清潔整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。注意在完成電氣系統(tǒng)安裝工作離開風(fēng)電機(jī)組前要確?？刂乒駜?nèi)的電源開關(guān)關(guān)閉，液壓站手動(dòng)泄壓閥松開，葉輪的鎖定松開，機(jī)艙頂通風(fēng)孔已關(guān)閉。最后檢查是否均已準(zhǔn)確完整地填寫了各項(xiàng)施工記錄。檢查無(wú)誤后施工方可結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。但在實(shí)際施工的過(guò)程中沒有相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供借鑒和約束，只能依靠施工單位的施工經(jīng)驗(yàn)和整機(jī)廠家的技術(shù)指導(dǎo)。因此對(duì)施工細(xì)節(jié)的把控難免捉襟見肘。本文分析了風(fēng)電機(jī)組電氣安裝中的重點(diǎn)問題并提供了可行的解決方案，通過(guò)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)施工和機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行證明了該方案的可行性和有效性，希望對(duì)廣人風(fēng)力發(fā)電行業(yè)從業(yè)人員能有所啟發(fā)，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，保證機(jī)組運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

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