機電工程電氣施工中的問題研究

［摘 要］隨著工業(yè)和技術(shù)的快速發(fā)展，機電工程電氣施工的復雜性和技術(shù)要求不斷提升，這對施工質(zhì)量和工程安全提出了更高的挑戰(zhàn)。特別是在大型工業(yè)項目中，電氣施工的質(zhì)量直接影響到整個工程的穩(wěn)定性和效能。文章通過實際案例探討了機電工程電氣施工中存在的問題，并提出了有效的解決策略。研究結(jié)果表明，通過實施精確的前期規(guī)劃、采用先進的施工技術(shù)和強化施工過程中的質(zhì)量控制，能顯著提高施工效率和工程質(zhì)量。文章所提方案對于提升整個項目的穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。

［關(guān)鍵詞］機電工程；電氣施工；電纜敷設(shè)；系統(tǒng)安裝

［中圖分類號］TU85 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）09–0042–03

1 工程概況

LZ 項目機電工程位于BJ 市CY 區(qū)，是構(gòu)建LZ大型芯片代工廠的核心工程?？傮w建筑面積分為地上330 081.10 m2 和地下57 888 m2，涵蓋FAB 廠房、CUB動力廠房、PMD 生產(chǎn)研發(fā)樓、CW 化學品庫、HPM危險品庫等5 大單元。其中，F(xiàn)AB 廠房工程最復雜，涉及給排水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、通風與空調(diào)系統(tǒng)、建筑電氣系統(tǒng)、智能建筑系統(tǒng)、電梯、潔凈室系統(tǒng)、酸堿排氣系統(tǒng)及常規(guī)排氣系統(tǒng)等多個分部工程，因技術(shù)標準部分超出國家規(guī)范，使得施工具有一定挑戰(zhàn)性。在結(jié)構(gòu)施工階段，電氣方面的工作暫緩，項目組深入研究圖紙，參訪類似廠房，制訂了包括《冷卻水塔施工方案》《CUB 大管道吊裝方案》《管橋熱水管道和原有管道開口施工方案》《CUB2B 動力廠房2～3 層設(shè)備吊裝及就位施工方案》等在內(nèi)的25 份施工方案。有效的管理時間與資源是關(guān)鍵，要求領(lǐng)導層密切關(guān)注每個工序的進度，合理分配人力、物力與財力，確保工程按期完成。

2 機電工程電氣施工中存在的問題

2.1 電氣設(shè)備基礎(chǔ)安裝問題

（1）地基承載能力不匹配問題。特別是在FAB廠房和CUB 動力廠房中，重型設(shè)備如高容量變壓器和大型UPS 系統(tǒng)的安裝，需要的地基強度遠超設(shè)計初期預估值。項目數(shù)據(jù)顯示，約有20% 的設(shè)備因地基承載力不足導致重新設(shè)計基礎(chǔ)，增加了工期與成本。

（2）電氣設(shè)備接地系統(tǒng)問題。由于技術(shù)標準的特殊要求，接地系統(tǒng)必須能夠處理較高的電流和電磁干擾。實際施工中發(fā)現(xiàn)，接地電阻值在多數(shù)安裝點超出了5 Ω 的安全標準，存在安全隱患。

（3）設(shè)備吊裝與定位精度問題。特別是在CUB動力廠房中，大型設(shè)備如發(fā)電機和變壓器的吊裝及就位要求極高的精度。施工中發(fā)現(xiàn)，吊裝誤差達到了3～5 mm，超出了行業(yè)標準1 mm 的精度要求，導致多次調(diào)整和重新定位，從而影響了整體工程進度。

2.2 電纜鋪設(shè)問題

（1）在LZ 項目機電工程的電纜鋪設(shè)過程中，地下室緊湊的空間布局造成電纜密集鋪設(shè)，導致散熱效率低下，存在過熱風險。項目數(shù)據(jù)顯示，超過30%的電纜段在高負荷運行時溫度超過標準上限45℃，這可能降低電纜的使用壽命并增加故障率。

（2）電磁干擾的管理。在FAB 廠房和CUB 動力廠房等關(guān)鍵區(qū)域，電纜的不當鋪設(shè)造成了設(shè)備間的電磁干擾，影響了精密設(shè)備的性能。項目數(shù)據(jù)表明，在電纜布線未按照最佳實踐進行屏蔽和隔離的區(qū)域，設(shè)備故障率比預期高出15%。

（3）電纜路徑規(guī)劃不足，導致了多次返工。由于初期規(guī)劃未能充分考慮后期設(shè)備布置和功能分區(qū)的變動，約20% 的電纜需要重新布線或增加額外的電纜橋架，不僅增加了材料和勞動力成本，也影響了項目進度。

2.3 配電箱安裝問題

（1）在FAB 廠房和CUB 動力廠房中，配電箱的體積和重量要求安裝在結(jié)構(gòu)強度足夠支持的位置。實際施工中發(fā)現(xiàn)，因空間未預留足夠的安裝位置，導致部分配電箱需要臨時調(diào)整結(jié)構(gòu)支撐，增加了工期和成本。項目數(shù)據(jù)表明，約有10% 的配電箱因空間配置問題延誤安裝。

（2）配電箱的電氣接地是確保設(shè)備安全運行的關(guān)鍵因素。實際施工中發(fā)現(xiàn)，接地線路的不當布置導致接地電阻過高，無法滿足安全標準。檢測數(shù)據(jù)顯示，15% 的配電箱接地電阻超出了5 Ω 的標準限值。

（3）在地下及潮濕區(qū)域，配電箱的防水、防潮處理未達到設(shè)計要求。由于防護措施不充分，導致配電箱內(nèi)部組件受潮腐蝕，影響了電氣安全和設(shè)備壽命。

項目數(shù)據(jù)表明，約20% 的配電箱在后續(xù)運行中出現(xiàn)因防護不當引發(fā)的維護問題。

（4）配電箱安裝需要精確對齊以保證接線和運行的安全性。實際施工中出現(xiàn)的對齊誤差導致接線復雜，增加了電氣故障的風險。實際操作中，大約有5% 的配電箱因安裝精度不足而需要重新調(diào)整。

2.4 供電系統(tǒng)運行問題

（1）電源不穩(wěn)定。由于設(shè)計未考慮未來負載增長，導致電壓波動頻繁，尤其影響了FAB 廠房的敏感設(shè)備。

（2）供電容量不足。設(shè)備增加和調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)容量難以承載全部需求，高峰時段負載率接近設(shè)計極限，達到95%，遠超80% 的推薦安全負載率。

（3）冗余系統(tǒng)的缺乏在緊急情況下顯現(xiàn)，特別是在主電源故障時，關(guān)鍵區(qū)域如CUB 動力廠房和CW化學品庫無法維持運行。

（4）電氣保護措施的不足也導致了多次設(shè)備損壞，尤其是過載保護和短路保護不充分，施工階段未完全調(diào)試的保護系統(tǒng)多次未能正確觸發(fā)，記錄了至少5 次設(shè)備由于保護失效而發(fā)生的故障。

2.5 照明系統(tǒng)安裝問題

（1）設(shè)計與實際需求不符。原始設(shè)計未充分考慮各區(qū)域的照明需求，特別是FAB 廠房和PMD 生產(chǎn)研發(fā)樓，這導致部分區(qū)域照明不足，影響了工作效率和安全。項目數(shù)據(jù)顯示，大約有30% 的工作區(qū)域光照強度低于國家標準的500 lux，需要追加照明設(shè)施。

（2）安裝過程中的技術(shù)執(zhí)行問題，包括電路連接錯誤和照明控制系統(tǒng)的配置不當。這些問題不僅導致了照明系統(tǒng)的反復調(diào)試和修改，還增加了額外的維護成本。實際施工中約有20% 的照明裝置因安裝錯誤而進行了重置。

（3）節(jié)能標準未能滿足?，F(xiàn)有照明設(shè)備多數(shù)未達到節(jié)能減排的標準，對長期能源消耗和環(huán)保產(chǎn)生不利影響。

3 機電工程電氣施工控制對策

3.1 加強落實電氣安裝準備工作

面對地基承載力不足、電氣接地問題及設(shè)備吊裝精度不符合標準等，需采取以下措施：①進行地基強度的提前評估和加固工作，確保所有設(shè)備安裝前地基能夠滿足承載要求。根據(jù)以往數(shù)據(jù)，加固措施可減少因地基問題導致的設(shè)備遷移和調(diào)整約20%。②優(yōu)化電氣接地設(shè)計，確保所有接地點的電阻值達標，通過引入更先進的接地材料和技術(shù)，預計可將不合格接地點的比例從15% 降低至5% 以下。③對于設(shè)備吊裝，引入更精確的測量和定位工具，提升吊裝精度，以減少因安裝誤差導致的設(shè)備調(diào)整和故障。

3.2 完善施工規(guī)范化管理

（1）明確并強化現(xiàn)有組織結(jié)構(gòu)的職責與工作流程。項目經(jīng)理負責整體指導，機電經(jīng)理負責監(jiān)督機電項目的各個方面。在此基礎(chǔ)上，工長、技術(shù)員和資料員的角色細化至具體的施工員管理，保證每一環(huán)節(jié)都有明確的責任人。施工組織結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

（2）針對溝通不暢和任務(wù)交接不清的問題，引入定期的工作審核會和現(xiàn)場協(xié)調(diào)會，確保信息的透明度和實時更新。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，通過定期會議，能有效減少誤解和錯誤，預計減少項目延誤比例約15%。

（3）建立標準化施工文件和工作指南。通過編制統(tǒng)一的操作手冊和安全標準，再配合定期的培訓和考核，工程質(zhì)量和安全性有望提高約20%。

3.3 做好配電與功率負載比設(shè)計

（1） 根據(jù)FAB 廠房、CUB 動力廠房及其他關(guān)鍵設(shè)施的實際運行需求，進行細致的電力需求分析。預測未來功率負載比增長，并在現(xiàn)有設(shè)計中預留10%～15% 的增長余地，以應對未來設(shè)備升級或擴展的需求。

（2）實施高效的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，采用環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)來增強供電的可靠性和穩(wěn)定性。通過設(shè)置多個供電路徑，確保在任何供電線路出現(xiàn)故障時，其他線路可以迅速補充，從而減少停電的風險和影響。

（3）采用智能配電系統(tǒng)，通過實時監(jiān)控電流、電壓和負載情況，自動調(diào)整功率分配，優(yōu)化功率使用效率。通過引入先進的能源管理系統(tǒng)（EMS），可以提高整體電能使用效率約20%。

3.4 管道線纜敷設(shè)施工管控

（1）加強前期的規(guī)劃與設(shè)計審核，確保所有管道線纜路線圖與現(xiàn)場實際情況相匹配，預防因設(shè)計誤差導致的返工。設(shè)計時考慮將重要的線纜路徑避開可能的高負載設(shè)備區(qū)域，減少電磁干擾。實施高精度的地理信息系統(tǒng)（GIS）定位技術(shù)，提高線纜敷設(shè)的準確性，減少地下設(shè)施的損壞風險。

（2）實施嚴格的現(xiàn)場管理，確保所有施工人員遵守工作流程和安全規(guī)范。通過安裝臨時監(jiān)控設(shè)備，實時監(jiān)控敷設(shè)過程，確保線纜未受到不當處理或損害。

（3）通過培訓施工人員關(guān)于最新敷設(shè)技術(shù)和標準的知識，提升整個團隊的專業(yè)能力。

（4）定期進行質(zhì)量檢查和壓力測試，確保管道和線纜系統(tǒng)的完整性及其功能性。通過使用先進的檢測設(shè)備如紅外線熱像儀和電纜故障定位儀，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進行修復。

3.5 供電與照明系統(tǒng)施工管理

（1）對供電系統(tǒng)實施細致的階段性檢查，特別是在主供電線路和備用線路的接口處。利用先進的電纜故障定位技術(shù)，如時間域反射儀（TDR），及時發(fā)現(xiàn)并修復潛在的電纜缺陷，避免因安裝質(zhì)量問題導致的供電中斷。

（2）在照明系統(tǒng)的安裝過程中，特別注重照明控制系統(tǒng)的集成測試。使用DMX 控制系統(tǒng)進行燈具的調(diào)試，確保每組燈具都能按預設(shè)的照明模式正常運行。同時，針對高效能LED 燈具，嚴格按照制造商的規(guī)格進行電流和電壓的調(diào)整，確保照明系統(tǒng)的能效和壽命。

（3）實施動態(tài)功率管理策略，監(jiān)測實時功率消耗并調(diào)整負載分配，以優(yōu)化供電系統(tǒng)的效率和響應速度。通過智能配電板實時監(jiān)控負載情況，自動調(diào)節(jié)供電，減少能耗并提高系統(tǒng)的反應靈敏度。

4 結(jié)束語

文章針對LZ 項目的機電工程電氣施工問題采取了一系列有效的解決方案，確保了施工的質(zhì)量和工程的穩(wěn)定運行，提高了電氣安裝的精度，優(yōu)化了電纜的敷設(shè)質(zhì)量，增強了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升了照明系統(tǒng)的效率和可靠性。未來，建議繼續(xù)加強對新技術(shù)的應用和研究，如智能化管理系統(tǒng)和自動化施工技術(shù)，以進一步提升施工效率和降低成本。同時，應增強跨領(lǐng)域的合作，集成更多創(chuàng)新解決方案，以應對日益復雜的機電工程電氣施工需求。這些探索和實踐可為類似大型工程項目提供的參考和指導。

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