一起架空電纜橋架滑落事件分析及處理

宋俊峰，姬 輝，伍治國

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

一起架空電纜橋架滑落事件分析及處理

宋俊峰，姬 輝，伍治國

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

針對某電廠發生的一起架空電纜橋架大范圍滑落的不安全事件，從橋架選型、規格選取、材質要求、電纜敷設規范要求和安裝質量等方面分析事件發生的原因，并采取了處理措施，取得了較好的效果，為其他企業電纜橋架的后期治理提供了參考借鑒。

電纜橋架；滑落；電纜敷設

0 引言

電纜橋架作為支撐和放置電纜的支架，在工程上應用非常廣泛。某電廠2×600 MW擴建工程電纜敷設采用梯形架空電纜橋架和電纜溝敷設2種方式，其中主廠房6 kV母線段至6 kV爐后公用段動力電纜自主廠房外固定端至爐后公用段，采用地上綜合管架排架的架空敷設方式。2013年3月，該綜合管架上最上層電纜橋架及所載6 kV動力電纜大范圍滑落至地面，造成爐后公用段母線失壓，給2臺機組的安全運行造成極大影響。

1 電纜橋架基本情況

該廠綜合管架于2008年底建成，為全鋼結構，管架寬為3 m，柱距為6 m。管架立柱采用D400× 10 m和D500×10 m直縫鋼管，主橫梁、主次梁采用H型鋼，其他次梁均為工字鋼Ⅰ25a，材質采用Q235。所有縱梁、次梁和立柱以及次梁與橫梁都用M22高強度螺栓連接，螺栓等級為10.9級，其他部位的連接為焊接，焊條為E43系列。管架全長220 m，其中空壓機房自東向西至6 kV爐后公用段管架長為120 m。管架按上、中、下3層布置，放置管線有生活用氣管、啟動爐蒸汽管、輸灰管和壓縮空氣管等。管架中、下2層北側鋼梁外沿均勻焊接有14號槽鋼，槽鋼間距為2 m，槽鋼由上至下有6層托臂通過M22螺栓連接，用于支撐6層梯階式電纜橋架，橋架型號為600 mm×150 mm×3 mm，層距為200 mm，橋架橫檔寬為50 mm，托臂長為670 mm，厚為4 mm，每層橋架底部均為防火蓋板，上部扣有槽蓋板。槽蓋板、托臂和橋架以及橋架配套螺栓材質均為熱鍍鋅。

2 電纜橋架滑落事件經過

2013-03-10T14：37，6 kV爐后公用A，B段母線電源開關零序保護動作，母線失壓，造成2臺機組脫硫系統、輸煤系統、中水系統全部停運，機組被迫減負荷運行。現場檢查發現，廠區綜合管架上第6層直通段電纜橋架及橋架內12根6 kV動力電纜，從空壓機房位置至6 kV爐后公用段配電室前電纜豎井段滑落至地面，其中包括6 kV A，B公用段2路進線電纜在內的4根電纜絕緣損壞，造成公用段零序保護動作。6 kV公用段配電室前2處電纜豎井受橋架滑落拉力的影響向東傾斜，空壓機房處橋型電纜橋架嚴重扭曲，滑落層電纜橋架兩端個別托臂損壞嚴重，第5層電纜橋架由于受到頂層橋架滑落刮蹭，個別位置稍稍向外傾斜，其余4層均正常。

故障發生后，為盡快恢復機組正常運行，該廠將公用段進線電源2根故障電纜斷開，將其余6根正常的電纜投運(2路進線電源電纜共8根)，恢復6 kV公用段母線供電。3月12日故障電纜修復，并做直流耐壓試驗合格后投運。3月13日，該廠將滑落的12根電纜(共計120 m)用吊繩固定在綜合管架工字鋼上。由于6 kV動力電纜采用ZRYJV型阻燃交聯聚乙烯絕緣銅芯電纜(不帶鎧裝)，為避免電纜較長時間處于非正常狀態而損壞絕緣層，控制吊繩間距在2 m以內。

3 電纜橋架滑落原因分析

電纜橋架滑落事件發生后，從該橋架的設計、選型、規格、材質、電纜敷設規范及橋架施工安裝質量等方面進行了檢查，分析了橋架滑落的原因。

3.1 電纜橋架型式、規格選擇要求

CECS31—2006《鋼制電纜橋架工程設計》中對橋架型式的選擇和梯架規格的選擇有明確要求，其中對橋架型式的選擇要求如下：

(1) 對需屏蔽的電纜回路，或對油、腐蝕性液體、易燃粉塵等環境有防護要求的電纜敷設場所，應采用有蓋無孔型托盤；

(2) 在需要因地制宜組裝的場所，宜選用組裝托盤；

(3) 除上述2種情況外，可用節能型、有孔型托盤或梯架；

(4) 在易積灰和其他需遮蓋的環境或戶外場所，宜選用帶有蓋板的托盤、梯架。

對梯架寬度和高度的要求主要有以下2點：

(1) 電纜在托盤、梯架內的填充率應不超過國家現行有關標準的規定值。動力電纜可取40 %～50 %、控制電纜可取50 %～70 %，且宜預留10 %～25 %的工程發展裕量；

(2) 所選托盤、梯架規格的承載能力、工作均布荷載應不大于所選荷載等級的額定均布荷載。

依據上述橋架型式、規格的選擇要求，并結合該工程電氣施工圖、電纜敷設數量、電纜直徑、敷設間距要求以及綜合管架管線輸送介質等各方面綜合考慮，該工程選用4 mm裝配式電纜托臂，6層型號為600 mm×150 mm×3 mm、跨距為2 m的電纜梯架，且梯架底部為防火蓋板，上部扣有槽蓋板組成的密閉性電纜橋架，符合CECS31—2006《鋼制電纜橋架工程設計》中的相關強制性條文和設計規程要求；并根據該梯架型號查負荷曲線(制造廠樣本)，該梯架滿足最大允許荷載大于梯架計算荷載以及托盤、梯架在承受額定均布荷載時的相對撓度不大于1/200的技術標準。

3.2 電纜橋架材質要求

CECS31—2006《鋼制電纜橋架工程設計》中對橋架及其受力附件的材質要求如下：

(1) 電纜托盤、梯架的材質宜采用冷軋板，但在滿足強度要求的條件下，可使用熱軋板；

(2) 600 mm寬的梯架允許最小板材厚度不應小于2 mm；

(3) 手工焊接用焊條應符合GB/T5117—1995《碳鋼焊條》的規定；

（4）普通螺栓材質應符合GB/T700—1988《碳素結構鋼》中Q235A的要求。緊固件材質應符合GB/T715—1989《標準件用碳素鋼熱軋圓鋼》的要求。

該工程選用的600 mm寬的梯架板材厚度經實際測量為3 mm，梯架、連接板、托臂和上蓋板均采用熱鍍鋅冷軋板，螺栓等級為10.9級、焊條采用E43系列與橋架本體結構強度相適應，均滿足工程設計要求；而且經事故現場檢查，除空壓機房處橋架(滑落橋架與未滑落橋架分界點)因受到滑落橋架的拉力扭曲外，其余橋架包括滑落部分外形均正常，因此橋架材質滿足工程設計要求。

3.3 電纜敷設規范要求

在GB50217—2007《電力工程電纜敷設規范》和《電力工程電氣設計手冊》中，對電纜沿支架、橋架水平敷設的要求如下：

(1) 電纜沿橋架或托盤敷設時，應單層敷設，排列整齊，不得有交叉，拐彎處應以最大截面電纜允許的彎曲半徑為準；

(2) 不同等級電壓的電纜應分層敷設，高壓電纜應敷設在上層；

(3) 同等級電壓的電纜沿支架敷設時，水平凈距不得小于35 mm。

現場查看該廠第5層橋架共敷設6 kV動力電纜6根，分別是ZR-YJV-3×70 mm2電纜2根，ZR-YJV-3×50 mm2電纜4根；而滑落層電纜橋架共敷設6 kV動力電纜12根，分別是ZR-YJV-3×240 mm2電纜8根，ZR-YJV-3×185 mm2電纜2根，ZR-YJV-3×50 mm2電纜2根。根據現場具體情況，該廠選用600 mm寬的橋架，每層敷設6～8根6 kV動力電纜較好，而頂層敷設12根動力電纜顯然無法滿足電纜單層水平敷設和水平凈距的相關規定，電纜敷設時重疊、交叉、盤繞勢必會造成橋架兩側承擔負載不均，引發橋架傾斜。

3.4 電纜橋架安裝要求

在GJB/T-721《電纜橋架安裝規范》中對橋架、托臂的安裝有以下規定：“電纜橋架托臂與立柱之間、橋架與托臂之間螺栓及橋架連接板螺栓應緊固無遺漏?！苯洭F場查看，該廠在電纜橋架安裝時，施工方未按照設計要求進行施工，全部6層電纜橋架與托臂間均未安裝連接螺栓，所有橋架只是平鋪在托臂上。

經檢查，連接托臂的槽鋼與鋼梁焊接完好，無脫焊現象，托臂與槽鋼連接螺栓、橋架連接板螺栓均可靠連接?；錁蚣軆啥说膫€別托臂損壞為橋架滑落時的下墜拉力造成托臂承擔力過大所致，與托臂本身的質量和選型無關。

綜上所述，電纜橋架各層電纜敷設不均，頂層橋架電纜填充率過大，在不滿足單層敷設的條件下，多層填充的電纜靠橋架外側敷設過多，電纜自重太重，造成電纜橋架向外傾斜，又由于電纜橋架與托臂間未安裝連接螺栓，造成電纜橋架與托臂連接不牢固，最終造成橋架滑落。

4 電纜橋架滑落處理措施

(1) 首先更換頂層損壞的托臂，然后在頂層電纜橋架恢復時，將橋架內12根動力電纜適當往下層分散，將2根185 mm2動力電纜移至第5層橋架，并對第5，6層橋架內的動力電纜每隔10 m進行水平捆扎，以防止橋架承擔負載不均。另外，該廠已計劃在底層電纜橋架下再增加1組橋架，橋架選型為450 mm×150 mm×2 mm，屆時再次對頂層橋架內的動力電纜進行分散處理。

(2) 因橋架橫擔與托臂不完全一一對應，而且由于橋架層間距離的影響，橋架橫擔與托臂之間無法通過安裝螺栓進行固定，該廠將1根型號為50 mm×50 mm×3 mm的角鋼焊接至多層電纜橋架單臂托架的外側，焊接密度為每隔2個托臂焊接1根，以加固橋架和托臂的連接，從而起到防止橋架滑落的目的。

(3) 對于新增加的一層電纜橋架，因選型不同，該廠計劃在每支托臂端部外沿焊接1根高度約為100 mm的型號為50 mm×50 mm×3 mm的角鋼，以防止該層橋架滑落。

5 結束語

架空電纜橋架由于其整齊、美觀，密閉式橋架因其防火、防爆、防干擾，不存在積水問題，可靠性高以及敷設電纜數量多等諸多優點，在國內工礦企業得到廣泛應用。但橋架施工如果不能嚴格按照施工安裝規范進行，將會在后期釀成嚴重后果。大面積的電纜橋架滑落事件在國內并不多見，尤其是對于多層橋架中某一層橋架滑落后的整改處理沒有經驗可取。如果按照電纜橋架施工安裝規范要求進行整改，難度非常大，也不符合現場實際情況。該廠通過在托臂外側焊接角鋼的方式對固定橋架起到了比較好的效果，也為其他企業在電纜橋架的后期治理中提供了參考借鑒。

2014-11-23。

宋俊峰(1975-)，男，工程師，主要從事發電廠電氣運行技術管理及電氣設備點檢維護工作，email：kfsjf19751220@163.com。

姬 輝(1972-)，男，工程師，主要從事發電廠運行生產及技術管理工作。

伍治國(1977-)，男，工程師，主要從事發電廠電氣設備檢修、維護工作。