温祥华

摘要 随着城市的发展和居民生活水平的提高,在电力系统设计施工中供电线路已普遍采用电力电缆。本文简述110kV电缆线路的特点及施工中的思路,并提出自己的观点。

关键词 110kV电缆;施工准备;施工措施

中途分类号TM726.4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)07-0089-02

1 工程实例

某110kV电缆线路是一条隧道电缆线路。线路起于一变电站110kV室内配电装置,终止于一家热电厂110kV配电装置,回路数为单回路。隧道路径总长4.87km,电缆总长15.236km。电缆排列方式为品字形排列,以北利用原110kV隧道至热电厂部分为垂直排列。电缆由某电缆有限公司生产,型号为YJLW03,电缆截面1×1 000mm2,外径(106.4±3.0)mm。制作电缆中间接头8组,室内电缆终端2组,室外电缆终端2组,正常运行时输送容量为180MVA,电缆工作电流为945 A。

2 电缆施工机具的配置

高压电缆输送必备机具主要包括:电缆输送机、电缆支架、牵引机、滑车、输送机控制电源箱、动力及控制电缆等。

2.1 总控箱和分控箱

总控箱过多,不易控制,且投资增加。总控箱设置过少,由于电压降落,造成末端输送机电压过低,输送功率达不到额定出力,出现输送机不同步现象,对电缆造成伤害。实践证明,按每8台输送机配置1个总控箱,每台输送机配置1个分控箱,总控箱引自不同电源的配置较为合理。

2.2 动力电缆和控制电缆

所有分控箱与输送机、总控箱之间都与动力电缆和控制电缆相连接,特别注意,动力电缆如果截面不足,电压降落较大会影响输送机同步。一般厂家配套全部电缆,1轴50m,但价格较贵,如自己购买仅需一半费用,但需要厂家提供专用电源接头和控制插头。控制电缆选用铜芯3mm×1.5mm的电缆即可,总长1 500m,电源至总控箱动力电缆选用铜芯4 mm×50mm的电缆,分控箱间的联络电缆选4mm×6mm铜芯电缆。

2.3 滑车、牵引机、电缆放线架的配置

滑车从材料分有全铝滑车和钢滑车;从功能分有直滑车、转弯滑车、井口滑车等几种,全铝滑车轻便耐用,适宜选用。直滑车根据电缆单重,一般每5m设置1个,有坡处相应增加,1套输送装置约需120个,转弯滑车需配置20个。井口配置2个四轮型滑车,具有固定电缆、防止电缆与沟壁相碰及输送的作用。无特殊地形可不使用牵引机,电缆端部可用人力掌握方向,电缆放线架可选用五轮液压式,提升质量应达到20t。

3 施工准备

在施工准备过程中,针对电源、机具布置、电缆展放、通讯布置等方面出现的问题,制定了具体的解决措施。

3.1 施工电源

最初选用的是每芯25mm2的三相铜芯电缆作为电源线,且在26台输送设备中只设置了2个接入点,试运转时,发现首端输送机转速较快,而末端输送机转速较慢,易导致高压电缆拉拽、挤兑。经分析,由于电源点设置过少,电源线截面较小,导致电压下降,因此,敷设了不小于50mm2的铜导体三相四线制电源,每200m即每8台输送机设1个施工电源箱与总控箱连接,作为输送机的电源,从而保证输送机匀速运行。

3.2 机具布置

隧道内平缓地段约每30m摆放1台电缆输送机,5m左右1个电缆滑车。弯道处和坡陡处输送机和电缆滑车可相应密集一些。输送机布置好后,连接电源线和控制线,每个输送机的分控箱相互串联,每7~8个输送机布置1个总控箱与各分控箱连接,包括电源和控制线,任意一个输送机卡阻,总控箱均能断开电源,使全线停运,避免电缆损伤。输送机、电缆滑车、电缆轴支架等放缆工具连接到位后必须通电源试运转,以检测电路与机械是否正常。

3.3 电缆展放

电缆展放受环境温度限制,电缆外皮及绝缘层变脆,已发生外皮及绝缘损伤,此时严禁展放。该工程第1根电缆展放在12月初,温度在0℃左右,为防止电缆损伤,在井口搭设电缆棚,棚内布置电热器等对电缆进行24h以上的加热,保证电缆本体温度不低于5℃,同时还要保持隧道内的温度,采取保温措施,如设置加温设备,井口防风等,但保温的同时还应注意空气的流通,在电缆隧道内应设通风设施,保证施工人员的安全。

3.4 通讯布置

由于参加电缆线路敷设施工的人员较多,放缆过程中,牵引机械及输送机的启动和停止都需要全线路人员的配合和执行,因此,必须保持良好的通讯。隧道内对无线信号有屏蔽作用,采取对讲机与有线电话结合使用的方法来解决,为电缆盘及输送机分控电源箱等关键部位的施工人员配备对讲机,并制定统一的指挥信号和行动规则,在2个总控电源箱拉设了临时的有线电话,保证每根电缆敷设的同步性。

4 施工措施及经验

4.1 电缆输送方向的选择与分析

电缆输送方向的选择非常关键,例如,工程中和平路和印染厂之间有一个南低北高的14m竖井,由于缺少施工经验而选择了由南向北施放,竖井施放使用了牵引机,还在竖井中搭设保护架,整个过程费时、费力,所以当2个井口之间有竖井或整个路径高度差明显时,建议选择由高到低施放,这样较为省力且不易损伤电缆。应合理安排输送顺序,最好按连续输送区段安排,这样可减少输送机搬运次数,提高工作效率。在施工方案中应制作施工路径图,标明隧道内竖井、弯道、井口位置、详细距离等,详细比较施放需增加26台输送机以满足地下输送1 000m的要求。这样配置可以减少机具搬运次数,降低占地费用。输送机型号主要有80-150、70-180等。据调查一般高压电缆外径在80~150mm之间,小于80mm没有必要使用输送机,外径大于150mm,目前国内厂家暂无制造能力,设计一般采用双电缆并行。因此,输送机可调范围80~150mm可满足一般施工需求。70 -180机型为隧道型输送机,外形电缆方向的优劣,方可施工。

4.2 电缆轴失控的解决

展放过程中,由于电缆自重较大、隧道距地面较深(电缆垂直落差最大约19m),极易出现电缆失控现象(自动溜放)。可以在井口处预留约20m×5m的施工场地,将电缆轴稳放于距井口约20m的位置,电缆轴直径约4m,其间可放置2台大功率输送机来控制可能出现的失控,并在电缆轴处、入井口处、井底处分别配备人员监护施工。井口布置专用井口滑车,防止电缆摆动造成与侧壁相碰,还可以起到引导方向的作用。若竖井高度差不大,可减少输送机数量,相应减少施工场地大小。

4.3 防止电缆局部受损

1)为防止电缆局部受力过大而损伤电缆,应控制最大牵引力(铜芯电缆不大于7kg/mm2、铝芯不大于4kg/mm2)。电缆转弯处,按牵引力=侧压力×转弯处弯曲半径进行控制,电缆侧压力控制在300kg/m以下。电缆展放过程中,技术人员应首先对侧压力进行检测,如侧压力大于300kg/m,应及时调整放线弯曲半径。

2)计算电缆沟及隧道等转弯处的弯曲半径是否符合要求,电缆最小允许弯曲半径为20d(1±5%),电缆固定后,最小弯曲半径为15d(1±5%),其中d为电缆直径。如不满足弯曲半径电缆极易受损,应在电缆进入隧道口转弯处预先安置转弯滑车,以支撑电缆及导向。转弯处输送机与电缆滑车应比平地上略密一些,并设专人监视。

3)工程电缆支架为普通角钢支架,其端部为尖角,电缆输送到位后,人工抬电缆放置在支架上的过程中极易碰到尖角,使电缆外皮受损。应将尖角进行磨圆处理,从而减少电缆的损伤,建议电缆支架端部加工成圆角。

4)总控箱与分控箱、总控箱与总控箱、各分控箱之间均通过控制电缆连接,自动控制启动和停止。某台输送机故障,发信号至总控箱,所有总控箱、分控箱均应跳闸,输送机停止工作,以此来保证电缆不会因为某台机械故障导致其他输送机对电缆的脱拽、挤兑,而造成的电缆外皮受伤。若施工单位不接控制电缆而仅依靠感觉控制,极易造成电缆损伤。

4.4 电缆敷设后的波形调整与固定

在电缆敷设完毕后,为调节温度变化引起的热胀冷缩,隧道内电缆采用蛇行布置,施工中使用CB160电缆弯曲、校直机调整电缆的正弦波形,在减轻劳动强度的同时提高了施工质量。现场技术员负责核对每段电缆敷设后的排列方式与顺序,并在电缆的两头做好电缆编号、相序等标识以方便后续施工工作。电缆调整完毕后,使用电缆三相或单相卡具及橡胶垫,对电缆进行固定(品字型排列每6m一处,垂直排列每3m一处)。

4.5 电缆接头的加工和安装

电缆接头的加工和安装质量决定了整个工程的质量。安装质量差的接头易发热,严重的可发生短路,因此,保持安装过程的清洁是十分重要的,使用工具之前必须清洁工具,随时清洁施工现场。中间头、终端头安装时温度宜在5℃以上,如果在冬季施工,应搭设保温棚,设置暖气等加温设备,同时,保温棚也可以起到防尘作用。制作电缆终端与接头时,应严格按照操作规程进行。

4.6 现场试验

现场试验主要包括安装前后外护套试验和整体交流耐压试验。该工程注意了以下几点:

1)电缆运输到现场,拆包装后(电缆展放入井口前)进行外护套泄漏试验,施加位置为外护套对地,若泄漏电流大于300μA,则必须查明原因。

2)电缆展放进入隧道,调直、上架正位、固定后,在制作中间头、终端头之前,进行外护套绝缘电阻试验,施加位置为外护套对地,但测出数值只作为参考值,不作为判断标准。实际操作中是作一次外护套试验来判定电缆展放过程中是否发生过电缆外皮损伤。

3)电缆中间接头、接地箱安装完毕后,再进行一次外护套泄漏试验,施加位置为外护套对地,泄漏电流大于300μA,必须查明原因,否则不能再进行下道工序。

4)绝缘交流耐压试验,即施加1.7倍额定电压109kV持续1h,但实际操作中,该工程仅持续了十几分钟,由于电缆较长通电后空载情况下,有较大容抗,试验设备需配电感进行补偿,但试验设备最终无法匹配,电容电流较大导致试验十几分钟后跳闸。

5 施工效果及建议

110kV电缆线路施工效果良好,一次带电投运成功,运行半年来未见电缆异常。由于110kV电缆施工在该地电网是一项新技术,在应用中遇到一些问题,建议在今后施工中改进,具体改进措施如下:

1)低温下施工对电缆的损伤问题。电缆施工的场地大,保温措施很难做到位,建议尽量避免冬季施工。

2)工程未能按规程规定时间通过交流耐压试验,最终选择工频110kV电压对电缆直接充电,这样存在一定风险,建议改进试验设备使其满足试验要求,在通过交流耐压试验的基础上送电更加稳妥。

3)电缆接头的安装质量依赖于环境是否清洁。工程安装过程中发现一些问题,比如安装时搭的支架和防护棚过于简易,操作不便且防尘效果不理想,建议制作成型的安装支架而不是临时支架,制作可拆装的、质量较好的、能多次使用的防护棚,从而解决清洁问题。

4)工程电缆支架有明显棱角,建议今后电缆支架端部应处理为圆角,以防电缆在上架时划伤。