水廠挖泥船電纜卡具技術改造

孫　濤>（大唐國際托克托發電有限責任公司，內蒙古托克托　010206）

水廠挖泥船電纜卡具技術改造

孫濤>
（大唐國際托克托發電有限責任公司，內蒙古托克托010206）

介紹優化設計改造托電公司凈水廠挖泥船電纜卡具，運用緩沖防護襯墊膠皮的細節創意和報廢的輸煤皮帶廢舊利用的環保理念，在電纜的安全運行、延長其使用壽命、增強供電可靠性等方面均成效顯著，而且具有直觀的材料成本費用優勢。同時，對電力生產中需要如何固定需要伸縮移動的電纜提供一種設計方法和思路。

電纜卡具結構優化電纜絕緣廢舊利用

1　背景

內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司是總裝機容量為8*600MW+2*300MW的火力發電廠，發電生產用水量巨大，全年平均每天用水量高達約14萬噸，為此在黃河岸邊修建水廠進行取水，供給全廠生產及生活用水。黃河水泥沙多極其渾濁，取水口及平流池積沉大量淤泥，，因此水廠特配備挖泥船清理取水口及平流池底部沉淀的淤泥，以防止淤堵保證供水及時，從而確保全廠用水可靠。因此，挖泥船的可靠運行舉足輕重。

挖泥船設備其動力來源為單一380V三相交流電源，僅通過一根150米長規格為3*240mm2+1*120mm2交聯聚氯乙烯絕緣阻燃C級的架空動力電纜輸電。現在整段電纜絕緣存在不同程度的磨損，絕緣略低，挖泥船安全運行可靠性受到威脅。

2　原因分析

挖泥船需要在寬闊水面上行進，而為其提供動力并與其相連的動力電纜必須要隨之進退移動的，所以為了保證電纜的機動性能和絕緣性能良好，所以在水面設置浮橋，于浮橋上每隔1.5m安裝電纜卡具，電纜穿過卡具，電纜架空離開水面保證絕緣性能的同時，又可以在卡具內伸縮移動保證激動性能。但是現有金屬卡具與電纜直接接觸，運動中長期摩擦，電纜外絕緣磨損，加之水岸潮濕環境，絕緣介質的相對介電常數較大，以及陽光暴曬、鹽化學腐蝕，相比其他環境更橡膠絕緣更易老化，絕緣強度下降，最終導致短路接地，開關跳閘停電，挖泥船退出運行。

圖1

圖2

圖3　電纜卡具軸向視圖

圖4　電纜卡具雙股鐵絲牢固綁扎視圖

圖5　改造后電纜卡具整體效果

表1

本文介紹處理該項隱患所采取的技術改造方案，描述以電纜卡具的技術改造為重點的技改辦法，通過優化設計改造，實現挖泥船可靠運行，大大提高其經濟性和可靠性。

3　技術改造方案的比較及最終確立

針對上述情況，制定技改方案如下：

3.1技改方案一：更換新電纜

（1）所需挖泥船電纜長度：150m

（2）電纜規格：銅芯3*240mm2+1*120mm2

（3）電纜重量：約1000kg

（4）項目工時費用：約10，000元

（5）新電纜費用：約90，000元

3.2技改方案二：優化改進電纜卡具結構，使用舊電纜

（1）按以下圖1和圖2加工電纜卡具。

（2）將圖1加工出的部分焊接到浮船的欄桿上。

（3）用廢舊的膠皮襯墊在電纜與金屬卡具之間，不僅減少電纜與構件之間的磨損，降低電纜絕緣損壞程度，而且隔離電纜與金屬卡具，增加電纜對地絕緣。（膠皮尺寸參照表1）

（4）將圖2中加工出的半圓構件與圖2構件組合起來，用螺栓緊固，固定電纜。

（5）技改費用：

①膠皮費用：基本為零，所用的膠皮均為庫房廢舊輸煤皮帶，只需人工切割即可。

②電纜卡具改造費用：A、機加工金屬電纜卡具材料費：約900元。B、搬運費：200元。

③技改人工費：A、專業焊接人工費：300元。B、切割廢舊膠皮人工費：100元。C、專業機加工人工費：1000元。D、放置電纜人工費：800元。

3.3技改方案比較

3.3.1方案一所花費用

項目人工費用+新電纜費用=10000元+90000元=100000元

3.3.2方案二所花費用

膠皮費用+電纜卡具改造費用+技改人工費=0元+1100元+2400元=3500元

3.4方案確立

顯而易見，方案二在經濟性方面具有明顯的優勢，僅僅通過更換100只改進設計的電纜卡具，取代重新放置一根長150米，重1000kg的電纜，就將問題解決。從經濟上，總共節省了10000-3500=96500元的費用，相當于每米電纜節省費用643元。而且避免了大量人力投入，既避免了多點大面積分散作業的安全管理問題，又節省了人工工時費用。另外通過廢舊利廢，將報廢的輸煤皮帶切割分剝加工處理成緩沖防護膠皮加以利用，不僅避免了絕緣磨損并提高電纜對地絕緣，而且環保再生利用材料，節省了材料采購成本費用，。另外，方案二在經濟性優越的同時，其合理性、可靠性也毋庸置疑。改進設計的電纜卡具，在尺寸定制時充分考慮了挖泥船在運行使用時動力電纜既能在其中靈活移動又最大程度限制大風舞動的折中取舍，以及在焊接固定方面的機械強度、應力緩沖、彈性形變等因素，提高了加工精細度和配合表面的粗糙度，而且，配合緩沖防護襯墊的膠皮，使電纜受到的摩擦盡可能較少，安全性得到最大保障。

4　技術改造方案的實施

步驟一：在機械加工中心進行電纜卡具優化設計改造，按圖1和圖2所示的結構圖進行加工，尺寸參照圖中標注，數量為100個。

步驟二：切割廢舊的輸煤皮帶，根據電纜卡具內徑，配合使用時膠皮的卷曲厚度，按照長為40厘米，寬為8厘米、厚度為1.5厘米進行切割分剝，總共需104塊。

步驟三：作業前的安全措施。

（1）停電。斷開水廠平流池廂式變低壓側電源5 1 2 4開關（00BCW01AB01），并將開關拉至檢修位，同時在開關的操作把手上懸掛“禁止合閘，有人工作”標示牌。

（2）做好作業過程中防止工作人員落入水中的安全防護措施。

步驟四：準備好電焊機，焊條，焊帽，手套，接引焊機電源，將加工成型的電纜卡具固件，按照電纜軸向焊接到浮船的金屬護欄上，冷卻后并檢查其牢固程度，以鉛垂和水平調整矯正。

步驟五：將挖泥船動力電纜放入電纜卡具內，在卡具內側與電纜之間緊貼卡具內表面，用切割好的膠皮沿軸向圍成圓柱形制成內襯墊，用雙股鐵絲沿外層周向固定膠皮卷曲，并同時與電纜卡具相對固定綁緊，然后用合適的螺栓將電纜卡具活動件與固件閉合緊固。給金屬電纜卡具刷上油漆，防止金屬氧化銹蝕。

步驟六：對電纜進行絕緣電阻、交流耐壓等電氣試驗，確保電纜絕緣及耐壓等電氣性能均符合運行條件。對挖泥船電源進行試運。

步驟七：挖泥船投入運行。

5　效果檢查

5.1質量控制檢查

挖泥船送電投入運行后，每周定期對其動力電纜的磨損情況進行檢查，并拍照做好記錄，該項定期工作持續進行3個月。結果證明挖泥船動力電纜未出現直觀磨損傷痕。

5.2總體目標檢查

技術改造后，平流池中域內挖泥船移動自如，未受電纜牽絆卡滯，機動性靈活性良好；電纜卡具沒有開焊變形銹蝕，牢固完好；電纜絕緣試驗合格，未降低；挖泥船電氣參數正常，未發生因電纜絕緣故障而失電停運的情況。

5.3整體效果檢查（如圖）

如圖3按照電纜軸向焊接到浮船的金屬護欄上，冷卻后并檢查其牢固程度，以鉛垂和水平調整矯正。在卡具內側與電纜之間緊貼卡具內表面，用切割好的膠皮沿軸向圍成圓柱形制成內襯墊，用螺栓將電纜卡具活動件與固件閉合緊固。

如圖4用雙股鐵絲沿周向固定膠皮卷曲，并同時與電纜卡具相對固定綁緊。給金屬電纜卡具刷上油漆，防止金屬氧化銹蝕。

挖泥船在運行使用時動力電纜既能在其中靈活移動又最大程度限制大風舞動，同時考慮焊接固定方面的機械強度、應力緩沖、彈性形變等因素，提高了加工精細度和配合表面的粗糙度，而且，配合緩沖防護襯墊的膠皮，使電纜受到的摩擦盡可能較少，安全性得到最大保障。

6　結語

該項技術改造以“價值思維”和“效益導向”為出發點進行研究設計運用，實際工作當中將“經濟性”、“可靠性”、“安全性”、“合理性”等作為支點進行運作，總體項目完成后，總共節約成本費用近96500元，相當于每米電纜節省費用643元，電纜卡具結構尺寸及緩沖防護襯墊膠皮的細節優化設計、報廢的輸煤皮帶廢舊利用等巧妙技術和環保理念的運用實踐，不僅具有直觀的材料成本費用優勢，同時對于電纜設備的安全運行、延長其使用壽命、增強供電可靠性以及提升挖泥船動作靈活性、減少功率損耗、提高工作效率等方面均成效顯著。另外，改造后對于維護檢修工作也有著長遠影響：定期檢查電纜卡具、緩沖防護襯墊膠皮、電纜外絕緣等，不時補漆、緊固鐵絲螺栓等簡單工作，即可免除電纜包繞絕緣、做中間頭、甚至更換電纜等費工費時費錢費力的繁瑣工作。