水電廠電纜綜合治理施工流程探索與應用

張永君，邵明航

（國網新源白山發電廠，吉林省吉林市 132000）

水電廠電纜綜合治理施工流程探索與應用

張永君，邵明航

（國網新源白山發電廠，吉林省吉林市 132000）

本文介紹了電纜綜合治理項目的施工流程，分析了前期準備、過程安全及質量控制等關鍵環節的注意事項，為投運時間較長的電廠進行電纜治理工作提供了借鑒。

電纜；綜合治理；施工流程；關鍵環節；注意事項；借鑒

0 引言

某水電廠為地下式廠房，裝有3臺30萬kW混流式水輪發電機組，首臺機組于1983年投運，是完全由我國自行設計、制造、安裝和建設的具有完全自主知識產權的大型水力發電廠，在電網中擔負調峰、調頻和事故備用的重要任務。

由于建設年度久遠以及受當時設計、工藝、材料所限，近年逐漸出現電纜絕緣老化、橋架銹蝕嚴重等現象，加之經過多年來檢修技改施工，造成不同電壓等級電纜未分層敷設、防火設施不完善等問題，存在重大的安全生產隱患，亟待進行綜合整治以徹底消除隱患。

1 隱患表現及原因分析

1.1 電纜絕緣老化嚴重

受當時制造水平和選型條件所限，原動力電纜選用的大多為油紙絕緣型鋁質電纜，經過多年的運行，逐漸出現銹蝕嚴重、絕緣老化、多處滲油等問題（見圖1、圖2），尤其是電纜終端滲漏油嚴重。部分電纜外皮已粘連在一起，稍受外力就可能造成短路，危及設備安全運行。

圖1 電纜絕緣及外護層銹蝕

圖2 電纜終端滲漏油

1.2 電纜橋架銹蝕嚴重，強度不足

20世紀80年代初期，我國尚無專業廠商生產制造定型的電纜橋架，只能由施工單位現場制作組裝普通簡易電纜支架，其材質多為普通白鐵。加之受特定歷史條件限制，地下廠房開挖后部分為巖石原貌，電纜通道內非常潮濕，經過多年的運行，大多數電纜橋架銹蝕嚴重，部分已出現折斷現象。

另外，在設備更新改造過程中，不斷補充新投運電纜，但大部分舊電纜由于拆除困難，仍然保留在橋架上，造成部分橋架不堪重負，已經出現局部坍塌現象，嚴重危及電纜的安全穩定運行（見圖3、圖4）。

圖3 折斷的橋架

圖4 局部坍塌的橋架

1.3 不同電壓等級電纜未分層敷設

在多年的改造過程中，受原有電纜橋架防火槽盒結構、尺寸限制，新增加的動力、控制及通信等用途的電纜在橋架上混亂擺放，不同電壓等級、不同用途的電纜同層、交錯穿插敷設，不符合電纜敷設的相關要求（見圖5、圖6）。

圖5 不同用途的電纜穿插敷設

圖6 凌亂擁擠的電纜隔斷

1.4 電纜防火設施缺失，存在安全隱患

不同電壓等級的電纜同層布置、在槽盒外隨意分散走線、電纜與油管路相交織的敷設方式，一方面導致防火設施無法全面覆蓋敷設區域，另一方面本身就存在由于動力電纜過熱著火導致火災事故擴大的嚴重隱患（見圖7、圖8）。

圖7 槽盒外的電纜

圖8 與油管路交織的電纜

2 治理項目

鑒于該隱患的嚴重后果，迫切需要對電纜系統進行綜合治理改造。但該工程項目在國內無先例可查，在前期準備、施工過程方面均無成熟經驗可以借鑒，施工過程中存在很大的不確定性。

電纜綜合治理項目主體工程包括橋架改造、電纜改造、機組調試、消防系統改造、電纜廊道土建施工。主體施工項目標段于2013年2月20日開工，2013年7月4日完成，3臺機組全部交付系統。工程總計安裝梯級式水平直通橋架5630m，立柱1682m，橋架托臂4405個，防火隔板5602m，敷設電纜總計10萬余米。

3 治理過程

3.1 方案設計

由于3臺機組在電網中擔負調峰、調頻和事故備用的重要任務，為保證工程順利進行，在施工方案的設計方面既要保證電網穩定運行，還要兼顧在運機組的安全運行。在綜合各種影響因素的基礎上，最終采用單機逐臺改造與全部停運相結合的施工方案。

總體原則：前兩臺機組結合檢修實行單機逐臺改造但不投運的方式，待第三臺機組停運后進行整體施工，最后單臺機組逐步投運。該方案一方面保證了系統的備用容量（3臺機組全停時間短），另一方面保證了施工的順暢、安全性,并有效降低了交叉施工對運行機組的影響。

實施步驟：

（1）3號機組（結合機組A級檢修）原電纜防火材料拆除。

（2）3號機組原電纜拆除。

（3）3號新橋架安裝、電纜敷設。新電纜敷設過程中如遇到墻孔時有兩種方法：

1）清理穿過墻孔的電纜槽盒，新的電纜從槽盒中走過。

2）如遇穿墻孔洞不能通過可擴大孔洞，穿過電纜。如遇中控室下面或其他公用設備橋架，電纜暫時先敷設在地面并做好保護。

（4）結合機組檢修進行2號機組電纜治理（實施步驟同3號機組）。

（5）3臺機組全停。

（6）1號機組及公用部分同時施工。

（7）3號機組調試、投運。

（8）2號機組調試、投運。

（9）1號機組調試、投運。

3.2 電纜更換具體過程

3.2.1 電纜清查確認

（1）前期準備階段，結合機組檢修排查電纜編號、型號、起始端、路徑等并整理成冊。

（2）根據電纜清冊，逐根進行校對、標識。

3.2.2 舊電纜拆除

（1）使用驗電器、萬用表等測量工具，采用雙人、雙次確認法確認無壓、無流后方可施工。

（2）電纜拆除時，為提高工作效率并保證施工安全，按電纜走向將作業人員分成若干小組并設置一名負責人，負責一定空間段內的電纜拆除工作。

（3）分段拆除法：假設某空間段內某幾根電纜需拆除，則在起點A處設1人，在A處人員可視處B點設置第二人，在AB兩點中間設置移動作業人員1名。首先移動作業人員協助A點人員將電纜清理至B點，經AB處人員確認后用斷線鉗在B處剪斷，AB段電纜盤成小圈，用10號鐵線捆綁好運出；但B處人員要握住斷開處，由前面兩人繼續拆除BC段，依次進行直至拆除整根電纜。拆除過程如圖9所示。

圖9 電纜拆除過程示意圖

（4）拆除過程中不要強行拉扯電纜，嚴禁未經確認即盲目從中間切斷電纜。若需拆除電纜壓在其他電纜底部不易抽出時，可在不損傷電纜的情況下，用較軟的麻繩將上部電纜逐段吊起，待抽完電纜后再放下。若上部電纜太多，可先用繩捆綁住，然后用輕型手拉葫蘆吊起。

（5）小組負責人要在電纜清冊中及時做好拆除標識，確保準確無誤。

3.2.3 電纜橋架、槽盒更換

（1）舊橋架拆除：電纜全部撤離電纜橋架后，用氣割及手錘、撬棍等工具，拆除舊的電纜橋架，清理至不影響新橋架安裝為標準。作業現場做好防護，重點防止火災的發生。

（2）新橋架安裝：審閱設計圖紙，現場勘查電纜橋架安裝的路徑，按照設計圖紙施工。

（3）施工過程中，用石棉布等防火材料防護好沒有更換的電纜并做好標識，禁止踩踏電纜。

3.2.4 新電纜敷設

（1）電纜的規格型號應與設計一致,數量應滿足負荷需要。

（2）施工前對電纜進行抽檢絕緣試驗，并做好記錄。

（3）電纜的敷設應按照電纜清冊的順序進行，按設計分層擺放。

（4）電纜應從電纜盤的上方引出，禁止反方向滾動，應避免直接拖拉線盤，確定專人滾動線盤以免線芯受力。

（5）電纜盤的轉動頻率由電纜的牽引速度決定，每次牽引的電纜長度不宜過長，以免電纜扭絞。

（6）電纜的兩端應留有足夠的裕度。

（7）電纜放到位后，應及時從電纜終點整理回起點。

（8）橋架直線段的電纜應按順序排列整齊，轉彎處的電纜彎曲弧度應一致。

（9）電纜兩端應用透明膠臨時粘貼標簽，標識應牢固并包含編號、規格、用途、起點、終點等。

（10）電纜敷設后應在下列各點用導線或扎帶進行綁扎固定：

1）水平敷設電纜的直線兩端及中部。

2）垂直敷設電纜的每隔1.5m電纜支持點。

3）轉彎處的電纜兩端。

4）引入控制盤柜前的400mm處。

5）引入接線盒或端子排前150～300mm處。

3.2.5 回路檢查調試

（1）電源系統，尤其是直流電源系統，投運前其回路必須先經過試驗檢查。

（2）信號系統，尤其是中央信號系統，應先試驗完畢，為控制、保護回路的試驗創造條件。預告信號可在端子排上短接各路脈沖信號源的端子，以檢驗光字牌。

（3）分別檢驗控制回路、保護回路，同時檢驗其信號回路部分。試驗時，可按展開圖中自上而下的順序逐一進行。在試驗保護回路時，不必每次都動作于斷路器等設備，只要啟動出口繼電器即可。

（4）進行各設備間的聯鎖、閉鎖試驗，可先短接或斷開有關端子進行模擬，然后做正式傳動。

4 經驗總結

按工程設計，本次改造共計拆除舊橋架5200m，安裝新橋架5630m，敷設電纜10萬m。綜合施工過程中遇到的問題及解決過程，總結如下經驗供借鑒：

（1）電纜清冊整理及臨時電源改造等項目需要結合機組檢修等工作先期完成。

（2）針對不能停電的重要負荷（照明、滲漏排水泵、檢修排水泵、生活水泵、監控系統等），需要通過敷設臨時電源電纜、倒閘操作等技術手段，保障運行設備的可靠供電。

（3）針對施工過程中交叉作業存在的風險，需要有針對性地制定組織措施、技術措施及安全措施。可通過增加現場施工監護人員數量，利用“一人一纜、人隨纜走”的監護手段，杜絕誤操作的發生。

表1 治理前后現場對比典型照片

（4）對于臨時敷設的電纜需要按照運行電纜進行集中管理，防止施工過程中由于電源系統混亂導致的人身、設備事件。

（5）對于施工單位用電，嚴格核實用電負荷容量，選擇可靠電源，按照臨時用電管理標準進行規范化管理。

治理前后現場對比典型照片，如表1所示。

[1] 中華人民共和國建設部.電力工程電纜設計規范，2007.

[2] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.電線電纜電性能試驗方法，2007.

[3] 中國電力規劃設計協會.電纜防火措施設計和施工驗收標準，2001.

張永君（1980—），男，工程師，主要研究方向：水電廠電氣一次設備檢修維護。E-mail:zhyjsky@sohu.com

邵明航（1977—），男，工程師，主要研究方向：水電廠電氣二次設備檢修維護。E-mail:minghang-shao@sgxy.sgcc.com.cn

Exploration and Application of Cable Comprehensive Management and Construction Process for Hydropower Plant

ZHANG Yongjun,SHAO Minghang
（State Grid XinYuan Baishan Hydropower Plant,Jilin 132000,China）

This paper describes the cable of the comprehensive management of the project construction process, analysis of the preparation, process safety and quality control of key considerations for the power plant put into operation for a long time of cable harness work to provide a reference.

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