超高壓電力電纜工程設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù)

翁旭峰 劉雪瑩 陳 麒

(上海送變電工程有限公司)

0 引言

隨著社會(huì)不斷發(fā)展, 人們對(duì)電力服務(wù)的需求不斷增高, 電力行業(yè)迎來了新的挑戰(zhàn), 需不斷完善基本設(shè)施建設(shè), 搭建安全穩(wěn)定的電力系統(tǒng)。在超高壓電力電纜工程施工時(shí), 由于技術(shù)不成熟、知識(shí)不完善等因素, 可能會(huì)出現(xiàn)一定技術(shù)難題, 影響最終建設(shè)質(zhì)量。因此, 施工單位需做好現(xiàn)場勘測工作, 科學(xué)制定施工設(shè)計(jì)方案, 嚴(yán)格把控施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn), 確保工程安全性、可靠性。以下總結(jié)超高壓電力電纜工程中的問題, 分析超高壓電力電纜工程設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù), 旨在為實(shí)際工作奠定理論基礎(chǔ), 提供一定參考價(jià)值。

1 超高壓電力電纜工程的常見問題

電纜的主要功能是傳輸電能或信號(hào), 其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中, 與計(jì)算機(jī)、醫(yī)療、工業(yè)、通信、汽車等均有密切聯(lián)系, 對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響。電力電纜的主要功能是傳輸、分配電能,在施工過程中, 由于材料、技術(shù)等因素影響, 可能會(huì)出現(xiàn)一定故障問題, 嚴(yán)重影響工程的可靠性、安全性。

1.1 接地線擊穿問題

在超高壓電力電纜故障中, 接地線擊穿是比較常見的一種類型, 主要與材料、施工技術(shù)等有關(guān)。在具體施工時(shí), 部分單位未嚴(yán)格把控材料質(zhì)量, 導(dǎo)致次品、假貨等材料流入施工現(xiàn)場, 如果使用質(zhì)量不合格的接地電纜, 便無法保證絕緣效果, 從而引起相應(yīng)故障問題[1]。同時(shí), 部分施工人員操作技術(shù)水平不高或者態(tài)度不認(rèn)真, 也會(huì)影響施工質(zhì)量和效果。電纜在拖拽、大力拉扯等不合規(guī)操作中, 會(huì)發(fā)生外皮損壞等情況, 從而導(dǎo)致輸送電流時(shí)發(fā)生接地線擊穿現(xiàn)象。

1.2 接地箱進(jìn)水問題

在電力電纜施工過程中, 進(jìn)水故障通常發(fā)生在南方地區(qū), 主要是由于南方地區(qū)降水量較大, 容易造成接地箱進(jìn)水, 從而引起故障問題, 尤其是梅雨季節(jié)。接地箱進(jìn)水與材料防水性能有直接關(guān)系, 如果防水性能不達(dá)標(biāo), 雨水便會(huì)浸入接地箱。此外, 施工操作也是重要影響因素, 比如未做好終端線耳密封工作, 便會(huì)造成防水罩失效, 從而無法有效發(fā)揮密封防水功能, 引起電力系統(tǒng)故障。

2 超高壓電力電纜工程設(shè)計(jì)

電纜通道是電力電纜工程設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容, 傳統(tǒng)的排管敷設(shè)方式無法適用于超高壓環(huán)境。由于超高壓等級(jí)電纜的電流水平高, 對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求也更高, 需要通過專用隧道進(jìn)行敷設(shè)。在實(shí)際作業(yè)過程中, 需根據(jù)現(xiàn)場具體情況, 結(jié)合實(shí)際需求, 選擇合適的敷設(shè)方式, 優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計(jì)方案, 最大程度保證項(xiàng)目工程的安全可靠性, 為提供高質(zhì)量電力服務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.1 超高壓電力電纜蛇形敷設(shè)

超高壓電力電纜的載流量較大, 對(duì)運(yùn)行環(huán)境、敷設(shè)設(shè)計(jì)的要求較高, 尤其是電纜攀附密集等特殊情況下, 如果未做好科學(xué)合理的設(shè)計(jì), 可能會(huì)由于處理不當(dāng)而發(fā)生熱伸縮滑移的問題[2]。在具體施工時(shí), 可以選擇不間斷蛇形敷設(shè)的方式, 盡可能減少彎曲盤纜不當(dāng)?shù)挠绊? 防止發(fā)生不規(guī)則位移, 也可以有效分散過度集中的電流, 確保用電安全穩(wěn)定性。通常選擇垂直蛇形敷設(shè)方式, 需重視隧道高度問題, 根據(jù)實(shí)際情況確定合理的高度、寬度, 并在靠近接口的位置妥善設(shè)置支持力, 可以減少橫檔支架用量, 合理控制成本投入, 也能夠杜絕熱伸縮而引起的電纜摩擦滑移問題。

2.2 超高壓電力電纜敷設(shè)工藝

為確保施工效率、質(zhì)量, 電纜敷設(shè)前需做好準(zhǔn)備工作, 便于更好地滿足垂直蛇形敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求, 核實(shí)電纜敷設(shè)長度、實(shí)際訂購長度, 并做好通信、照明等裝置的調(diào)試工作, 為施工作業(yè)提供安全、穩(wěn)定的施工環(huán)節(jié)。同時(shí), 安裝固定輔助敷設(shè)裝置, 并做好全面的安全檢查, 確保棚架、圍欄等設(shè)施設(shè)備處于正常狀態(tài)。

正式施工時(shí), 需根據(jù)現(xiàn)場具體情況適當(dāng)調(diào)整敷設(shè)方案, 充分考慮人井深度、電纜牽引力及自重等因素。相比普通的電纜, 超高壓電力電纜的重量明顯更高, 可以使用人機(jī)結(jié)合的方式, 合理布置敷設(shè)現(xiàn)場。同時(shí), 做好現(xiàn)場測量工作, 準(zhǔn)確計(jì)算配送位置、輸送機(jī)位置等參數(shù), 明確電纜輸送時(shí)可承受質(zhì)量, 選擇合適的輸送機(jī)數(shù)量。在安裝電纜中間接頭時(shí), 由于所占空間較大, 為提升操作簡便性、工程美觀性, 應(yīng)并列設(shè)置電纜層, 確保上下電纜層處于同一截面, 設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留足夠的空間距離, 便于安裝各種尺寸的接頭[3]。安裝電纜終端接頭時(shí), 應(yīng)注意嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范, 嚴(yán)格把控工藝質(zhì)量。其中, GIS 終端通常是油浸式裝置, 需提前制定解決油密封性問題, 在環(huán)氧套管內(nèi)注入足夠的電纜油, 硫化密封出線棒終端, 杜絕裂縫、間隙等情況的發(fā)生。通過人機(jī)結(jié)合的方法,糾正電纜熱脹冷縮效應(yīng), 包覆、固定XLPE 端口裝置。

間隔一定距離安裝電纜支架, 并使用夾具妥善固定電纜波谷區(qū)域, 選擇角鋼對(duì)照明系統(tǒng)、電源以及通信裝置進(jìn)行橫檔, 確保施工作業(yè)順利完成。電纜支架通常利用裸銅線連接, 應(yīng)做好豎井裝置配備工作。敷設(shè)電纜時(shí), 強(qiáng)制性連續(xù)加固中間接頭端口、電纜切點(diǎn)等位置, 并通過玻璃鋼板進(jìn)一步強(qiáng)化加封豎井井蓋,防止墜落物損壞電纜。

2.3 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

超高壓電力電纜附屬設(shè)施主要包括照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等, 需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在照明系統(tǒng)方面, 工作井照度通常為10 ～20lx, 而配電箱、配電柜附近的照明照度需超過200lx。支路照明應(yīng)保證每300m 安裝一個(gè)照明設(shè)施, 并安裝好防漏電設(shè)施, 確保漏電電流不超過30mA, 使用雙向手控模式控制開關(guān)。在隧道入口安裝總開關(guān)的同時(shí), 還需在支路端合理排布相應(yīng)的設(shè)備控制開關(guān)[4]。此外, 在距離地面30 公分的位置安裝應(yīng)急疏散裝置, 并在工作井醒目區(qū)域設(shè)置安全出口標(biāo)識(shí)。為保證項(xiàng)目工程安全性, 需合理安裝消防系統(tǒng), 布置氣體滅火設(shè)施, 可以使用無管道懸掛式系統(tǒng), 每150m 安裝滅火裝置, 使用超細(xì)干粉進(jìn)行滅火。同時(shí), 間隔一定距離放置建筑滅火器, 有效提升安全防護(hù)能力, 可以使用磷酸鉛鹽干粉滅火器。

3 超高壓電力電纜工程施工關(guān)鍵技術(shù)

電力電纜施工和整個(gè)電力系統(tǒng)性能密切相關(guān), 需做好圖紙會(huì)審等工作, 嚴(yán)格審查設(shè)計(jì)方案、施工方案, 對(duì)存在的問題進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化和調(diào)整, 推動(dòng)各個(gè)工作環(huán)節(jié)有序進(jìn)行[5]。同時(shí), 加強(qiáng)和各個(gè)單位之間的溝通交流, 嚴(yán)格把控施工技術(shù), 對(duì)工程質(zhì)量要求、施工流程等達(dá)成共識(shí), 如果出現(xiàn)問題立即進(jìn)行整改。在實(shí)際施工過程中, 需把控關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn), 全面提升項(xiàng)目施工質(zhì)量和效率, 這也有利于保證經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.1 重視線路勘測工作

超高壓電力電纜施工過程中, 需提前做好現(xiàn)場勘測工作, 探查施工線路, 確保施工方案的科學(xué)合理性, 以免后續(xù)出現(xiàn)意外事件或者影響建設(shè)進(jìn)度。線路勘測主要是對(duì)斷面進(jìn)行測量, 工作人員需掌握扎實(shí)的理論知識(shí), 保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度, 科學(xué)編制線路路徑長度, 提升線路安全性以及便捷性,合理控制成本投入。一般情況下, 超高壓電力電纜測量的精度要求不高, 主要是對(duì)高差、轉(zhuǎn)角角度等進(jìn)行核查, 測繪人員需重點(diǎn)注意記錄錯(cuò)誤等低級(jí)錯(cuò)誤, 根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測量方式, 嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn), 確保數(shù)據(jù)資料的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。此外, 測繪人員還需掌握線路設(shè)計(jì)知識(shí), 深入分析現(xiàn)場地形、設(shè)計(jì)狀況等, 并加強(qiáng)與設(shè)計(jì)人員之間的交流, 圍繞設(shè)計(jì)目的開展工作, 保證測繪的精度,為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 強(qiáng)化施工管理力度

部分施工人員存在粗心大意、責(zé)任心不強(qiáng)等情況, 可能會(huì)導(dǎo)致電纜受損, 進(jìn)一步引起相關(guān)電纜故障, 因此需加強(qiáng)管理力度[6]。對(duì)于施工人員, 定期組織學(xué)習(xí)和培訓(xùn), 嚴(yán)格落實(shí)安全教育, 糾正其不合規(guī)操作, 提升自身業(yè)務(wù)能力, 促使其了解電纜施工的重要性, 適當(dāng)采用獎(jiǎng)懲制度、責(zé)任制度, 不斷提高工作人員積極性、主動(dòng)性。施工過程中, 應(yīng)做好現(xiàn)場清理工作, 避免堅(jiān)硬物質(zhì)對(duì)電纜造成損壞, 同時(shí), 做好現(xiàn)場監(jiān)督工作, 避免暴力拉扯等問題造成電纜破裂。選擇中間接頭材料時(shí), 也應(yīng)保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn), 以免導(dǎo)致電纜工程損壞, 出現(xiàn)相關(guān)故障問題。此外, 需高度保持安全意識(shí), 按規(guī)定穿戴防護(hù)服,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)施工, 并對(duì)當(dāng)?shù)貧夂?、天氣變化進(jìn)行監(jiān)測, 避免在雷雨天氣下施工, 盡可能保證電纜工程以及施工人員的安全性。操作結(jié)束后, 需注意及時(shí)撤出所有人員以及設(shè)備, 再進(jìn)行后續(xù)的接地線拆除工作, 以免出現(xiàn)意外事件。

3.3 做好日常維護(hù)和故障排查工作

積極排查電纜工程故障, 做好日常維護(hù)工作, 可以提升電力系統(tǒng)安全性, 降低故障問題發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。在具體實(shí)踐過程中, 需注意聘用具有合格資質(zhì)的專業(yè)人員, 并積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和技術(shù), 提升自身業(yè)務(wù)能力, 保證電纜應(yīng)用效率, 科學(xué)使用輔助工具對(duì)電纜電流進(jìn)行檢測, 快速排查故障位置和原因, 并制定相應(yīng)的處理方案, 以免造成嚴(yán)重不良影響[7]。作為維護(hù)人員, 需樹立安全意識(shí), 重視維護(hù)工作, 及時(shí)更新相關(guān)技術(shù)和方法, 減少周圍環(huán)境或者其他因素的不良影響, 從而有效延長電纜使用壽命, 提升整體施工質(zhì)量。

3.4 加強(qiáng)電纜質(zhì)量監(jiān)督

超高壓電力電纜工程對(duì)電纜性能的要求較高, 需要具備一定耐熱、抗老化、電氣等性能。其中, 電氣性能主要是導(dǎo)電、傳輸、電氣絕緣等, 絕緣于電阻、耐點(diǎn)、介質(zhì)損耗等有關(guān), 傳輸性能包括高頻傳輸、抗干擾等。電纜耐熱特性是指耐溫等級(jí)、散熱效果[8]。抗老化性能則是在外界環(huán)境作用下, 需要保證電纜原有性能。此外, 為滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行需求, 超高壓電力電纜工程還應(yīng)具備一定耐震、抗拉、可彎曲等機(jī)械性能, 并能夠承受電化、化學(xué)物質(zhì)、細(xì)菌以及生物的侵蝕。

為保證項(xiàng)目工程的穩(wěn)定性, 延長使用壽命, 施工時(shí)需做好質(zhì)量監(jiān)督檢測工作, 可以選擇火燒等方式,對(duì)電纜材料進(jìn)行核查。如果絕緣材料是聚氯乙烯, 使用明火燃燒, 便會(huì)散發(fā)刺激性氣味, 出現(xiàn)濃煙、明火的情況, 如果是其他材料或者不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 便不會(huì)出現(xiàn)上述特征現(xiàn)象。核查金屬導(dǎo)線截面時(shí), 選擇精確度高的卡尺, 認(rèn)真測量導(dǎo)線直徑, 計(jì)算出截面的實(shí)際面積, 并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)比, 杜絕不合格品流入。

3.5 合理利用防凝凍技術(shù)

超高壓電力電纜工程投入使用后, 可能會(huì)受到冰凍損害, 尤其是極端天氣下, 非常容易發(fā)生覆冰凝凍, 對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行造成巨大威脅, 因此需根據(jù)地形、氣候等, 合理應(yīng)用防凝凍技術(shù)。在實(shí)際工作中, 堅(jiān)持因地制宜的基本原則, 確保電力電纜裝置避開險(xiǎn)地, 優(yōu)化和改進(jìn)線路走向, 規(guī)避外界環(huán)境因素的不利影響, 積極引入新材料、新技術(shù), 比如涂抹隔熱保溫涂料, 強(qiáng)化防覆冰處理, 必要時(shí)可以適當(dāng)使用外力處理覆蓋的冰層, 及時(shí)排除潛在的危險(xiǎn)因素。

4 結(jié)束語

電力電纜主要是進(jìn)行電能分配、傳輸?shù)碾娎|, 在發(fā)電站、城市電網(wǎng)、工礦企業(yè)等廣泛應(yīng)用。在不同電壓環(huán)境下, 需要使用不同類型的電纜, 超高壓電力電纜對(duì)運(yùn)行環(huán)境具有較高要求, 需嚴(yán)格把控施工工藝,選擇相應(yīng)等級(jí)的電力電纜, 遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn), 避免電纜故障問題發(fā)生, 確保工程安全性和可靠性。在實(shí)際施工時(shí), 由于人為操作、材料等因素, 可能會(huì)出現(xiàn)接地線擊穿等問題, 影響電力服務(wù)質(zhì)量, 還可能會(huì)出現(xiàn)安全意外事故。對(duì)此, 需做好電力電纜工程設(shè)計(jì)工作, 根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的敷設(shè)方案, 掌握施工關(guān)鍵技術(shù), 最大程度提升整體施工質(zhì)量和效果, 為企業(yè)爭取更多經(jīng)濟(jì)效益。