風(fēng)電機組電氣安裝質(zhì)量控制措施

張 亮

（1.廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511300；2.新疆粵水電能源有限公司，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830000）

風(fēng)力發(fā)電機組現(xiàn)場電氣安裝概括來說就是完成主機設(shè)備與塔基設(shè)備之間以及輔助系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間的電氣（含通訊）連接。針對不同的電能傳輸方式，塔筒電纜預(yù)安裝形式分為塔筒動力電纜預(yù)安裝、塔筒母線槽預(yù)安裝，其中塔筒動力電纜預(yù)安裝又分為塔筒動力電纜分段預(yù)安裝和不分段預(yù)安裝。

1 某工程實例

某工程采用XX-121/2000kW-90m 型2MW 風(fēng)力發(fā)電機組及XX-90m 型3 MW 風(fēng)力發(fā)電組?；A(chǔ)為高強預(yù)應(yīng)力管樁（PHC 樁）基礎(chǔ)，樁基承臺平面型式為圓形。本項目風(fēng)機基礎(chǔ)型式為板式承臺+PHC 管樁基礎(chǔ)，采用高強預(yù)應(yīng)力錨栓連接上部塔筒和基礎(chǔ)，37 臺單機容量2.0 MW 風(fēng)電機組，輪轂高度90.00 m，輪轂系統(tǒng)26.8 t，葉片長58.8 m，單葉片13.46 t，葉輪（含葉片和輪轂系統(tǒng)）67.18 t，機艙（含發(fā)電機和齒輪箱）87 t，塔架總重量168.193 t，分五節(jié)現(xiàn)場安裝。2 臺單機容量3.0 MW 風(fēng)電機組，輪轂高度90.00 m，輪轂系統(tǒng)38.40 t，葉片長65.0 m，單葉片16.7 t，葉輪（含葉片和輪轂系統(tǒng)）88.50 t，機艙（含發(fā)電機和齒輪箱）83.0 t，塔架總重量202.974 t，分五節(jié)現(xiàn)場安裝。下文對機組電氣安裝質(zhì)量控制要點進行分析。

2 塔筒電纜安裝

（1）塔筒電纜絕緣測試。電纜預(yù)安裝前，須對裁剪好的電纜進行絕緣性能測試，0.6/1kV 及以下低壓電纜線間和線對地間絕緣電阻值應(yīng)大于10 MΩ。電纜測試合格后，應(yīng)立即用電纜保護套或塑料帶對電纜端頭進行保護。

（2）塔筒電纜（非扭纜段）預(yù)安裝。在吊裝塔筒前，須將塔筒電纜長度表中的電纜預(yù)安裝在頂節(jié)塔筒內(nèi)并嚴格按照電纜排布圖的規(guī)定進行排布。

（3）母線槽預(yù)安裝。吊裝前安裝母線排及母線接線箱，安裝時由母線槽供應(yīng)商人員指導(dǎo)完成安裝。安裝完的母線要檢查絕緣達到要求（一般＞250 MΩ，或根據(jù)母線廠家本身提供的數(shù)據(jù)檢查），過程中加強自檢。確認各節(jié)塔筒內(nèi)的照明燈具、開關(guān)、插座、接線盒及其連接線已經(jīng)由塔筒廠家或在塔筒電纜預(yù)裝前安裝好。吊裝完成后，將用于連接上下節(jié)塔筒照明供電的電纜的綁扎解除，按塔筒布線圖的敷設(shè)路徑預(yù)留合適長度后，將該電纜連接到另一節(jié)塔筒對應(yīng)的接線盒，具體接線方式按塔筒照明原理圖。在塔筒照明連接完成后，對照明系統(tǒng)進行絕緣測試和通電前檢查，要求線間及線與地間的絕緣電阻值應(yīng)不小于0.5 MΩ。檢測合格后，接通臨時電源，分別測試照明燈、插座、開關(guān)等的工作是否正常，并做好相關(guān)測試記錄。

3 塔筒動力電纜敷設(shè)

吊裝完成后，塔筒內(nèi)動力電纜應(yīng)盡快放線安裝固定，檢查確認待放線處的電纜夾全部完全打開。

（1）塔筒內(nèi)動力電纜放線。塔筒動力電纜不分段安裝，要完成頂節(jié)塔筒內(nèi)預(yù)裝的動力電纜進行放線，放線操作如下：逐組（每個電纜夾位上的電纜為一組）將預(yù)安裝的電纜從爬梯處由上而下依次解除綁扎點，并同時在每層平臺安排人員將電纜端頭引向平臺處的電纜過線口慢慢向下放線。重復(fù)上述工作直至所有的電纜放線完畢，整個過程確保不損傷電纜。

（2）塔筒電纜敷設(shè)固定。塔筒電纜固定之前，先確保動力電纜放線完成，將已垂放到塔筒電纜夾上的動力電纜固定安裝。①動力電纜固定：理順電纜并放置在線夾上，確保每根電纜對應(yīng)的線夾位置，從上至下緊固線夾，與母線槽接線箱連接的動力電纜敷設(shè)。②塔筒連接法蘭處的電纜要防止割傷，電纜要與法蘭距離約100 mm 并塑出一定的形狀，電纜夾螺栓頭朝塔筒內(nèi)側(cè)，以方便維護檢修。塔筒配置上有塔筒法蘭電纜橋架，則將電纜沿著電纜橋架進行敷設(shè)，清理支架毛刺，每組電纜用2 根CV500 交叉綁扎于橋架橫桿處進行固定。

（3）扭纜及控制電纜放線敷設(shè)。電纜放線按電纜外徑由大到小、先電源電纜后信號電纜的順序放線。即先后次序為：240 mm2電纜、95 mm2電纜、690 V 供電電纜、400 V 供電電纜、安全鏈信號電纜、發(fā)電機編碼器電纜、照明電纜、光纜。①動力扭纜敷設(shè)。將機艙平臺上的動力扭纜逐根放下，調(diào)整電纜網(wǎng)兜的位置，兜好電纜，用卸扣將電纜網(wǎng)兜固定在電纜支撐上，注意電纜支撐受力分布均勻。在電纜環(huán)2 處放線到外側(cè)，其他扭纜環(huán)處均放線到內(nèi)側(cè)。②控制電纜敷設(shè)。放線時，將機艙400 V 供電電纜、690 V 供電電纜（400 V供電電纜、690 V供電電纜需穿套電纜網(wǎng)兜）、編碼器電纜、安全鏈電纜、照明電纜和光纖在機艙側(cè)沿線槽敷設(shè)好，引至機艙柜下方，預(yù)留好電纜。400 V 供電電纜、690 V 供電電纜在電纜環(huán)2 處放線到外側(cè)，其他電纜環(huán)處均放線到內(nèi)側(cè)。照明電纜、發(fā)電機編碼器電纜、光纖、安全鏈電纜均穿電纜環(huán)內(nèi)側(cè)布線。

4 塔筒動力電纜連接

動力電纜連接分為塔筒扭纜平臺處將扭纜與非扭纜端對接，及扭纜直接與塔筒母線接線箱連接。

4.1 扭纜與非扭纜壓接

塔筒動力扭纜、動力電纜、控制電纜放線完畢后，要在扭纜平臺上進行塔筒電纜與扭纜的連接。母線槽配置的塔筒則將電纜理順，對應(yīng)相序接入到母線接線箱內(nèi)。

4.2 電纜壓接

（1）導(dǎo)線絲理順，插入連接件，插入的導(dǎo)線絲不許斷芯，扭曲且外露不超過給定值。電纜連接不許交叉，確保相序?qū)?yīng)。（2）對動力電纜進行對接時，根據(jù)選擇的型號選擇合適模具，用液壓鉗夾著電纜對接管的一端中間靠外，再將一端電纜的銅芯插入對接管，然后用液壓鉗壓緊，連續(xù)壓緊a 側(cè)，完成后，按以上方法壓接另一側(cè)，壓接完成后，清理干凈壓接產(chǎn)生的毛刺。

4.3 密封熱縮管

熱縮管的密封操作步驟如下：（1）用防水密封膠將電纜對接處填滿壓實（防水密封膠填充與電纜護套表皮平齊）；把熱縮管中心移至對接管的中心處；（2）密封時先將200 mm 長熱縮管烤至緊縮，再將300 mm 長熱縮管烤至緊縮；（3）用熱風(fēng)槍吹熱縮管時需要從中間往兩端吹，要讓熱縮管受熱均勻，防止中間鼓入空氣。

4.4 塔筒母線箱與動力電纜連接

對于母線預(yù)安裝的塔筒，塔筒動力扭纜、控制電纜放線完畢后，進行母線連接。母線連接時參照項目對應(yīng)的母線排安裝說明手冊，與塔筒母線箱連接的動力電纜端頭所用材料。

（1）線耳壓接。①根據(jù)線耳圓管的深度剝除合適長度的電纜護套和絕緣層，注意避免傷到導(dǎo)體銅絲。②理順導(dǎo)體銅絲，插入線耳圓管，銅絲不能漏插、扭曲，外露間隙不超過要求值。③使用正確的壓線鉗壓模壓接方向依次壓接（壓模每壓接一次，在壓模合攏到位后應(yīng)停留10～15 秒）。線耳壓接完成后，打磨干凈壓接毛刺。

（2）熱縮管密封。①線耳壓接完成后，用防水密封膠纏繞線耳圓管至與電纜絕緣和護套粘連并與電纜護套齊平。②穿入2 個相應(yīng)規(guī)格顏色的熱縮管（240 mm2電纜穿φ40，95 mm2電纜穿φ30 的熱縮管），先套相色的，后套黑色的。③將黑色熱縮管置于合適位置，用熱風(fēng)槍吹縮，吹縮時應(yīng)從中間往兩端吹，并使熱縮管受熱均勻，防止形成氣泡。再將相色熱縮管蓋住黑色熱縮管，同樣方法完成吹縮。

4.5 電纜標識及安裝要求

機組整個連線過程中要滿足電纜安裝要求，電纜均要安裝標識，按以下要求進行安裝。

（1）電纜標識安裝。電纜標識安裝原則如下：①現(xiàn)場安裝時，可以在塔基柜內(nèi)側(cè)面的文件資料欄內(nèi)找到此電纜標識袋，在外包裝上的標簽上可以得到配套的項目及機組編號信息；②制作電纜時，按標牌及號碼管的標識方法尋找對應(yīng)的電纜標識安裝；③按標牌及號碼管的安裝方式安裝電纜標識。

（2）標牌的懸掛位置及文字方向。①部件側(cè)標牌懸掛：在元件外側(cè)電纜接頭或部件出線位置處以下5～10 mm 處電纜的線體上，用扎帶綁扎。②號碼管的穿套及文字方向示意。③控制柜側(cè)標牌懸掛：控制柜內(nèi)供電電纜分線處電纜綁扎在固定排上，其最后一固定點下15～20 mm 處綁扎號碼牌，同一固定排處的標牌高度保持一致。

（3）柜內(nèi)電纜安裝要求。電纜布線應(yīng)嚴格按照要求的路徑。電纜布線應(yīng)橫平豎直，線路轉(zhuǎn)彎時，滿足最小彎曲半徑并在電纜轉(zhuǎn)彎的兩端50～100 mm 處固定，其他處固定，扎帶分布以300～400 mm 為宜；電纜和其他部件等有干涉處宜選絕緣阻燃型軟材料對電纜進行保護。現(xiàn)場接線時，進線采用塔形密封圈時，將其割開比電纜外徑小一倍的圓口，將電纜引入。進線采用電纜防水接頭時，連接完成后，鎖緊防水接頭，如不能鎖緊，用絕緣膠布包纏電纜與接頭的配合處，以確保部件達到設(shè)定的防護等級。

4.6 扭纜平臺上段電纜連接

扭纜平臺上段電纜包括2 部分：機艙照明電纜、機艙內(nèi)電纜連接。連線時，首先連接好機艙照明電纜，這樣后續(xù)的接線中就可以使用機艙照明。

（1）機艙照明電纜連接。①機艙照明電纜連接時，切掉塔筒照明電源，以防觸電。②連線時需要準備照明燈具（頭燈或其他燈）。③測試合格后，接入電源，塔筒、機艙照明均可以用于后續(xù)安裝。

（2）機艙照明電纜連接方法。馬鞍處電纜布線時、已經(jīng)將機艙照明電纜放置到馬鞍處，現(xiàn)場接線時將這根電纜通過平臺過線孔順著電纜支架綁扎固定，連接到偏航平臺上的分線盒XTy 內(nèi)對應(yīng)端子上。將剩余裁剪下來約9 m 電纜段連接到塔筒照明分線盒XT1 上，再連接到臨時230 VAC 電源上即可接通使用塔筒、機艙照明，照明。

4.7 變槳系統(tǒng)接入電纜的連接

（1）變槳系統(tǒng)接入電纜。①機組發(fā)運到現(xiàn)場時，接入變槳系統(tǒng)的電纜固定在輪轂法蘭面上。②現(xiàn)場安裝時，拆卸電纜且保留一個固定管夾，沿輪轂內(nèi)支架綁扎或直接引入的變槳系統(tǒng)進線處，連接到對應(yīng)插座或接入對應(yīng)端子，扣緊插座鎖扣或擰緊電纜防水接頭。③引線到中控箱過程中至少保證3 處可靠固定點。對于抗臺風(fēng)機型的ssb 變槳系統(tǒng)則將電纜沿著電纜支架2～3 綁扎固定到輪轂內(nèi)軸控箱1 上。確保電纜綁扎穩(wěn)固及布線整齊。

（2）葉片防雷安裝。葉片防雷采用2 種方式，分別為輪轂壁上防雷線與葉片防雷線連接、輪轂防雷電刷與葉片防雷線連接（具體采用何種方式由機型設(shè)計確定）。葉片防雷在葉輪吊裝完成后立即安裝，葉片調(diào)零后，檢查葉片防雷線是否扭曲，必要時調(diào)整安裝，連線時需要準備照明燈具（頭燈或其他燈）。葉片防雷線連接安裝輪轂側(cè)的防雷接地支架已經(jīng)安裝在輪轂側(cè)，另一端頭已制作好了線耳。整根導(dǎo)線用扎帶綁扎在防雷支架上。葉片側(cè)的防雷接地線在車間已連接好固定在葉片防雷接地銅片（上）；銅片上的另一組固定螺栓用來固定輪轂側(cè)引來的防雷接地線。卸下人孔蓋板上葉片接地電纜連接處的螺栓，將葉片防雷電纜支架疊加安裝到連接銅板上，再將葉片子接地電纜線耳裝上，擰緊螺母。注意在線耳與銅板間涂抹導(dǎo)電膠。①將快速彈扣一端扣到人孔蓋板上葉片防雷電纜支架的圓環(huán)上，一端穿過壓制鋼絲繩索具的一端雞心環(huán)，擰緊快速彈扣上的緊定螺母。將彈簧一端鉤在輪轂上葉片防雷電纜支架的圓環(huán)上，另一頭與鋼絲繩一端的雞心環(huán)連接。安裝好后彈簧預(yù)拉伸量約30 mm。②葉片端安裝，電纜通過扎帶與葉片人孔蓋板上原來懸掛彈力繩的鋼環(huán)綁定，然后通過螺母與人孔蓋板上葉片防雷電纜支架裝配牢靠，線耳與支架間涂抹導(dǎo)電膠。③輪轂端電纜安裝，在彈簧段彎曲預(yù)留約150 mm 裕量，然后通過一個扎帶與葉片防雷電纜支架上圓環(huán)綁定，線耳通過螺栓與葉片防雷電纜支架壓裝到輪轂上，線耳與支架間涂抹導(dǎo)電膠。④中間段與鋼絲繩平行拉直。通過四個扎帶進行綁定，注意鋼絲繩兩端壓制鋼套處綁一個扎帶，固定后每兩個扎帶間隔約350 mm。⑤檢查輪轂和葉片兩端的防雷支架螺栓是否安裝牢靠，彈簧與鋼絲繩安裝到位不會脫出。⑥防雷電刷組件安裝完成后，將引線支架上的M10×25 六角頭螺栓拆卸，并用該螺栓將葉片側(cè)防雷線與變槳軸承上的葉片防雷引線支架連接。

4.8 塔基電纜連接

（1）布線原則。塔筒電纜安裝完成后，開始連接各柜體間的電纜。塔基柜體布線遵循以下原則：①各柜體間的電纜連接必須條理分明，固定牢靠，接線牢固，電纜應(yīng)理順，盡量避免糾結(jié)、交叉，走線美觀。光纜走線彎曲度必須大于150 度。②動力電纜排布整齊，與控制電纜無纏繞糾結(jié)。并且保證控制電纜不被動力電纜壓到，控制電纜、通訊電纜在同一線槽敷設(shè)是確保電纜之間間距100 mm 以上。布線參照塔基控制電纜布線示意路徑。（2）塔基柜進線。塔基柜內(nèi)接線的電纜屏蔽層處理同塔基柜內(nèi)其他供電電纜屏蔽層的處理方法，保證屏蔽層接地可靠，確保電纜兩端連接牢靠正確。塔基柜供電進線用2 根扎帶交叉綁扎與端子下方固定橫桿上。（3）塔基環(huán)境溫度傳感器安裝。①塔基環(huán)境溫度傳感器已在車間安裝好塔基柜側(cè)電纜，用泡沫棉墊包扎了傳感器，用扎帶固定在塔基柜內(nèi)。②現(xiàn)場接線時，將傳感器綁扎固定到塔基柜下方電纜架2 的指定位置。

5 結(jié)語

電氣安裝是風(fēng)電機組安裝的核心，其質(zhì)量對風(fēng)電機組的運行和維護具有重要影響。本文總結(jié)了電氣安裝質(zhì)量控制要點，以期為類似工程提供借鑒。