高速公路机电工程供配电施工技术探讨

2023-12-18朱志勇

城市建设理论研究（电子版） 2023年34期

朱志勇

广东飞达交通工程有限公司广东广州 510000

高速公路机电设备施工是公路工程施工中的重要环节，其直接影响到高速公路总体运营水平。施工人员要对机电供配电环节给予足够的重视，为照明、通风、监控、收费等众多机电设备提供相对有力和安全稳定的支持。因此要从源头上避免质量问题的发生就必须让监督人员亲自介入，强化机电工程供配电施工流程的全监督管理。在进行供配电作业的时候，有关人员要穿戴好安全绳、绝缘手套和鞋子、安全帽、反光衣等防护器具以保证工作人员的安全和供配电工作标准化。在供配电系统施工的每一个环节之中要及时对质量方面的监督和处理工作进行强化，保障高速公路供配电系统的完善和可靠，现撰写如下。

1 高速公路机电工程供配电施工构成部分

1.1 监测系统

监测系统是实时了解隧道内车辆运行状况和实现远程监控的重要手段。从功能上看监测系统由两个重要的组成部分构成：（1）交通监视系统：利用环形线圈、微波探测器等设备可对道路交通流量和速度进行综合测量。由于隧道内的光线较暗，故而往往通过安装红外线和超声波之类的探测装置来进行监测。通过各种硬件的配合可实现对隧道内真实状况的全方位监控。（2）流量监控系统：以视频设备为中心将隧道内的各种信息进行采集并通过视频方式展示出来，使管理层可以直观地进行探析和有效地控制，从而优化供配电效率，如下述图1示。

图1 高速公路机电工程供配电监测系统

1.2 通风装置

高速隧道公路空间比较密闭，通风条件也较为有限，因此必须采用一套稳定、可靠的通风系统将环境监测装置、区域控制网络等软件和硬件结合起来，才能更好地掌握隧道内各监测点通风真实状况，在此基础上对供配电施工过程进行控制进而实现对高速公路隧道内施工环境的改善。在为通风系统提供电力支撑之后，通过实时测量空气中二氧化碳浓度，调整风机工作参数，在强排风模式之下利用风机减少二氧化碳等各种有害气体的含量，营造安全的隧道工作环境，而这对优化隧道通风水平具有重要意义[1]。

1.3 照明系统

照明系统是整个隧道机电系统中不可缺少的一个重要组成部分，其能够起到对隧道内环境进行照明的作用，使施工人员能够准确地掌握隧道内的具体情况，从而达到高效作业的目的。照明系统的电源应该是可持续的，要根据照明设备的运行负载和现场照明需求来对供配电参数进行合理地调整。一般情况下低功率电力网络可以有效地满足高速公路照明设备的总体电力需求，如下述图2示。

图2 高速公路机电工程供配电照明系统

2 高速公路机电工程供配电施工常用技术探析

2.1 供配电监控与供电施工技术

隧道照明、通风、监控等机电设备实行24小时不间断运行就需要持续地供电。其中UPS系统是最重要的，PWM逆变器是UPS系统的核心设备，在此类硬件的辅助下UPS系统可以实现“交流市电——直流电——交流电”的转换，从而提高供配电的稳定性。当高速公路施工过程发生停电等异常情况时可立即启动备用电池以满足临时供电的需要。同时还可以在发电机启动之前对其进行UPS供电，从而创造出优良的电力供应环境，优化隧道机电系统的可靠性。不间断电源具有正弦波输出的特点，而这对外界的干扰能起到很好的抵抗作用，确保供配电施工内容平稳运行。除此之外施工人员还可在公路隧道旁布置变电站，布置适当直径的低电压电缆，通过它来输送电源为洞内的机电设备提供电源。这其中通风设备往往安装在隧道内，将电缆铺设在电缆沟中为通风设备提供电能。在通风设备安装过程中要精确地锁定风机悬挂的确切位置并通过预埋管道把线缆与风机马达相连。而照明机电设备的主电缆也采用电缆沟敷设的方式，配套的分支电缆通过电缆桥进行敷设。在紧急情况下需要确保其能够稳定运营，也就是要能承受突发性事件带来的不良制约，为此还可在高速公路施工中使用防火电缆。

在机电工程设备运行的过程中，要求施工人员定期地对机电工程进行状态监测和监控，即在设备运行的过程中或静止的过程中对机电工程进行各种项目的检测并及时地对其进行监控，将监测数据进行统计分析以保障供配电机电设备的运行安全。电力设备离线监控的优点主要有下述几个方面：（1）施工方的投入费用较低，通常在同等条件下离线监控的投入费用占比往往不够高，与其他更加智能化的综合监控相比离线监控只需要一台简单的设备，投入费用也相应地变小。（2）探测范围更广，离线探测电力装置的灵活性更强，其也可对收费系统内的各层电力装置进行探测。（3）离线监控装置相对简单、操作方便、实用性强、精度高。（4）离线监视比较适用于中小规模的电力供应、配电系统和中小规模的电力设备，变电站高低压柜监视仪器的配电板、发电机等电力系统设备都可以是离线监视的对象，且离线监视采集到的数据较为精确，而且数据类型较为简单。在高速公路供配电施工运行过程中，采用离线监控方式不需要对监控设备进行专门测试即可对机电工程进行离线监控，这样做可以降低监控对设备造成的冲击，优化供配电施工技术的安全性能。

2.2 电力供应与配电线路施工技术

在高速公路供配电施工过程中，需要考虑到低功率电源的安装，比较适宜的方式是架空引入变电站进而保障低功率电源的正常使用。为满足工程负载供电的需要可采用柴油发电机进行供电。采用端柱与电缆相结合的方式使其与高压进线柜保持可靠的连接。为了增强供配电施工的灵活性，在给柴油发电机组供电的时候可以在第二段母线上进行自动转换开关的连接操作。这种方法的特征是当外部接入电源出现停电故障的时候，其会及时感应到这一异常情况，然后迅速断开第一段母线，这时发电机组就会自动投切。当外部电源在维修完毕后就要立刻关闭发电机[2]。

另外还需要对三相型干式变压器进行适应性改造并配备变压外壳以达到全方位的保护。高速公路供配电往往采用的是“三相四线”制，但是在通信室等建筑中其具有一定的特殊性，建议将其调整为“三相五线”制。供配电系统中的继电保护是很重要的功能，为了完成这个功能需要把其放在开关柜内的微机监视系统之中进行保护。

3 高速公路机电工程供配电施工技术优化对策

3.1 注重供配电施工安全环节

施工监督是机电设备安装的一个重要环节，其要求施工、管理人员相互配合。这就导致在安装前就要进行设计和规划并对安装过程中的监督环节进行严格地执行，将施工过程中产生的误差控制在一定范围之内从而确保施工质量。

安装装置必须严格按照规定进行，倘若想让供配电设备正常运转，必须要在前期准备阶段就设计好一套方案，拿到最佳设计图纸。而且在实际安装过程中还要对其进行严密的检测，根据设计图纸的要求对设备进行安装，在安装设备的时候还必须要确保所有构件都是完好无损的，这样才能让每个构件都可以按照规定的要求来操作。在电源输出端应留出合适的长度以确保电力输送符合要求。在母线安装过程中要保持其表面清洁，如有裂缝等情况出现要及时地处理，而且在连接配电设备时要严格按规范操作，保证每个步骤都不能出错，这样才能真正地保障工程质量。与此同时在供电系统中，电缆敷设也是其中的重要环节，在施工过程中要避免对电缆造成破坏，施工完成后要确保电缆符合规定。

为使供配电施工技术能够正常落实和使用，必须在施工完成后对配电网进行调试以保证供电及配电设备的工作质量。在调试工作过程中，建设单位要选择有经验的调试人员并对每一位调试人员的职责和分工进行明确，保证在调试过程中每个人都能发挥出最大的作用。

3.2 注重供配电调试环节

在完成上述作业之后就需要有序地进行机电工程调试工作，调试手段可以划分为两种类型：单机调试与联机调试。铺设完毕后经过自检和联检，通过验收即可进行分项工程和系统单机调试。在调试时应按照生产厂家所提供的技术指导有秩序地进行。施工人员做好测试过程中的所有操作记录和档案，为日后的设备维护提供依据。在高速公路供配电调试工作结束后进行在线通电，待各项电力参数符合要求并交验后方可交付使用[3]。

3.3 优化设备和物料购置环节

建设单位在确定了设计方案之后就需要采购设备和物料进场进行施工。在这个过程中，设备和物料的管理工作是非常重要的，因为唯有保证了这两环节的质量才能确保后续施工质量。针对这种情况建设单位在采购过程中应该对供应商进行严格地挑选并根据联合文件的要求和合同条款购买设备和物料，保证其性能满足施工需要。所有物料都必须通过供货商的检验，检验合格后方才进行施工方抽样检验工作。采购的设备和物料要有检验合格的标志并且要清楚地标注出参数与性能，在确定满足施工要求后才能采购并运送到施工现场。在进入现场前要进行现场验收，特别是要对重要设备做通电试验，对其他设备检查在运输途中有无损坏。一旦发现设备或物料存在质量问题，立即联系供应商对其进行处理，不合格物料不得入场。通过对物料采购质量进行严格地控制可确保进入施工现场的所有物料都符合施工质量要求，从而保障施工质量的提高，延长电力供应和配电系统的寿命，减少维护事故的发生率。公路工程管理层应当建设起后勤保障部门，选取优秀采购人才进行采购，严格把控设备、物料采购的每一环节，保障极端恶劣情况不会出现，采购人员在采购过程中要谨记“以单位为主，为人民服务”，确保采购优质的设备和物料且在采购意向达成之后及时地做好采购洽谈日志交予上级部门，上级部门管理层第一时间对采购洽谈日志等进行内容审核，并对不符合公路施工规范的内容进行批注并要求更换供应商。唯有将良好的物料和设备采购到位之后，高速公路机电工程供配电施工技术方可按部就班地落实与实施，才能为公路后续的优质通勤提供保障。

3.4 优化机电供配电施工环节

在设备和物料进入施工现场之后，施工单位应该建立临时仓库将设备和物料放置在干燥、干净的环境中防止因为潮湿及肮脏而造成设备和物料的质量问题出现。在施工安装时可将施工所需的设备及物料取出，其他物料仍存放于仓库以保障物料储存质量。在进行施工的时候要先做好施工技术交底工作，让施工人员熟悉使用说明书，对设备和物料的安装和施工流程有明晰的认知，如果遇到一些不能保证正确作业的工作流程，施工人员务必要第一时间与技术人员展开沟通，在确定对疑问环节有了充分的了解之后再进行安装，避免出现返工的情况导致设备性能损坏，从而对施工进度产生影响。建设单位可在建设现场设立专业的质量检验区并指派专业检验员对设备和物料进行检验。除此之外倘若发现存在问题的物料应立即报告并进行替换和处理以防止在安装和施工过程中出现不合格的工序。施工单位还应对施工安装后的设备性能进行质量检测并对检测各项指标进行详细记录以确定施工效果。倘若施工结果未能满足设计要求应与施工单位和监理单位联络并寻求解决办法。