高速公路機電工程供配電施工技術探討

熊劍

摘要：為提高高速公路的應用效果，有關部門在高速公路建設過程中增設了機電系統，主要包括監控系統、充電系統、供配電設備和通信系統。這些機電設備的應用可以使公路承擔更多的作用，對規范交通具有重要意義。高速公路機電設備系統投資大，專業技術應用多領域。設備的種類、分布范圍、安裝環境等各不相同。同時，由于這些設備使用過度，故障概率高，且維修時間短，任務過重，給公路機電設備的維修帶來了嚴重障礙。

關鍵詞：高速公路;機電工程;供配電;施工技術

導言：

隨著高速公路的建設和發展，人們對機電工程建設提出了更高要求，需要通過保證機電工程設備的穩定運行提供更加優質的出行服務。而機電工程設備運行需要依靠供配電系統提供能源。想要保證機電工程正常發揮作用，就要保證系統能夠提供穩定供電服務。因此，需要加強供配電技術的分析，做好配套供配電系統的安裝，為高速公路的正常運行提供技術保障。

1 高速公路機電工程供配電系統分析

高速公路機電工程由信息采集子系統、監控中心、收費系統等系統組成，用于實現高速公路的各種功能。每個系統包含大量的設備、設施，如信息采集子系統包括應急電話、天氣探測器、通信系統包括光纜、通信電源等，都需要安全穩定的供配電系統提供電力保障。從本工程供配電系統組成來看，主要分為輸配電線路和配電室兩部分，包括通風、照明及沿線各種供配電設備設施，滿足全線建設、運營、維護用電需求[1]。在供配電系統的實際建設中，還應重點為服務區的監控設備、通信設備、照明和道路養護設施供電，保證高速公路機電工程的正常運行。因此，在設計過程中，應根據機電工程的負荷要求，合理選擇供配電技術，技術先進，制定經濟合理、安全的供配電技術方案，為機電工程的運行提供保障。

2高速公路機電工程概述

2.1機電工程是高速公路的主要內容，機電工程在高速公路中起著非常重要的作用，是其他系統無法替代的。要創建高質量的機電工程，首先要了解其主要內容，通過對其內容和功能特點的分析，采取合理的方式，對機電工程施工進行有效的控制，從而減少質量問題的發生。就目前我國高速公路機電工程而言，主要包括以下幾個系統：（1）監控系統一般由監控中心設施、外場傳感設備和外場發布設備組成;（2）通信系統由通信機房設施組成，傳輸系統、交換系統等。這個系統在整個機電工程中尤為重要，相當于神經中樞。各系統之間的信息交互依賴于通信系統（3）收費系統由收費島設施、收費站設施和清算系統組成（4）照明和供配電系統是保障各系統就地、近距離和遠距離供電的支撐系統。以上四個系統還包含了隧道機電工程的內容，是公路機電工程工作的主要基礎。通過這些內容可以看出，高速公路機電工程具有一定的復雜性，涉及面廣。在進行機電工程施工時，人員要有足夠的能力，管理人員還要綜合考慮各種施工因素，努力建設一個合格的高速公路機電工程。

2.2高速公路機電工程的特點高速公路機電工程的施工具有以下特點：（1）包含了大量的集成設備，由于高速公路特殊的運行特點，這些設備的運行穩定性會直接影響到整個機電工程的運行效果，所以設備選型質量要求較高;（2）我國幅員遼闊，高速公路建設的各環節會遇到各種地質環境和氣候環境，這樣的建設特點，給機電工程設備提出了更高的要求，設備必須要具備足夠強的環境適應及防護能力;（3）機電工程本身屬于一個整體，必須要保證機電工程施工的整體性和連貫性，其中的各項工作常復雜，尤其是在一些工序的連接處，更是對技術提出了非常嚴格的要求，哪個工序施工出現了質量問題，就可能會直接影響到機電工程的整體性，從而降低機電工程的運行效果。例如：通信光纜熔接，如果之前硅芯管敷設及手孔井施工過程沒有銜接好，將會影響熔接的實施。另外，高速公路機電工程的工期非常緊張，機電工程項目經理必須具備更好的質量管理及應變能力’合理安排工期，在短時間內不僅要完成機電工程中各分部分項工程，而且需要預留出一定的時間，對各種設備和系統進行聯調，保證設備和系統處于正常運行的狀態。這樣的特點進一步增加了機電工程施工的難度，因此，一定要重視質量控制管理。

3公路機電工程配電的主要問題

3.1 施工工藝節點設計

在設計階段，主要依據設計文件和建筑材料的驗證。在初步勘察資料的基礎上，根據合同條款和初步設計系統的具體分析，設計單位和設備供貨商提出改造方案。經過多次溝通，保證了雙方的正常工作。規劃和安裝應考慮其他相關規劃和項目評估方案，以便最終批準采購和建設項目。

3.2監控系統

公路監控系統由信息采集系統、公路指揮中心和信息共享系統組成。這是一個封閉的系統，它可以分析車輛的行駛狀態，并將其轉換成相應的方向數據，給駕駛員提供相應的建議。由于距離和環境的復雜性，控制點會分散。因此，為了保證所提供信息的質量，對監控系統的要求和適應性都很高。完善質量控制體系，基于玻纖傳輸介質和高速公路雙天線設備的信號傳輸技術，各傳輸控制中心應根據當地環境進行分組。現代監控系統具有以下特點：在緊急情況下，監控系統能夠快速可靠地捕捉歷史信息，做出更好更快的響應。它不僅限于道路監控系統，還可以與其他系統集成共享。

3.3設備連接控制元件

做好電氣設備的接地保護，確保接地后電網可靠運行。在今后的工作中，要確定土地保護和設備排放，確保各級管道之間的連接。

3.4外部電氣控制

高速公路配電系統距離較近，應將監測電源順序輸入電網，以保證其與發電機組的供電順序一致。雖然變壓器的變化大于設定值，但輸出電壓不應影響系統的穩定運行。

3.5嵌入式機電設備

在建立模型時，最重要的任務是制定工作路線。為了提高今后的工作質量，需要合理選擇電路照明和配置。低粘結澆注桿的主要作用是在預制構件上鋪設道路機電安裝線路，從而有效地實現管道施工。雖然要提高道路運輸機電工程的安全性，但要嚴格檢查開關和接地線。工作結束后，一定要認真復查相關工程質量，一旦發現差錯，要及時糾正。檢查結構時，如果已建立的連接已分離，應立即修復結構。

4高速公路機電工程供配電系統施工技術分析

通過上文的分析可以得知供配電系統在機電工程中的重要性，在實際的供配電施工過程中，必須要使用相應的技術，同時，還需要遵循一定的原則，只有這樣才能達到提升供配電系統施工效果的目的。可以從以下幾個方面來開展相關工作。

4.1 前期勘察

供配電系統施工前，必須進行現場勘察工作，這一點非常重要。勘察工作的效果將直接影響供配電系統的整體建設效果。首先，項目各方應共同調查現場環境，包括施工方、設計方和監理方。根據現場條件調查結果，審查設計單位制定的設計方案，召開相關會議，論證施工方案的內容，重點分析各種施工技術應用的合理性和可行性，為以后的供配電系統建設打下良好的基礎。其次，在現場調查過程中，要找出可能影響供配電系統建設的各種因素，在施工前消除這些因素，避免各種不利因素影響供配電系統建設。根據這些因素，及時調整設計方案和施工方案，確保供配電系統的施工順利進行，為公路各種設備提供穩定的供電。

4.2加強物資設備管理

在供配電系統建設過程中，需要使用大量的材料和設備。如果這些材料和設備出現問題，將直接影響供配電系統建設的效果，給機電工程的運行帶來嚴重影響。施工方應加強對各種材料、設備的檢查，確保這些設備、材料能滿足實際施工需要，避免因材料、設備問題造成供電問題。以高壓柜、變壓器、電纜為重點，對這些供電設備、材料進行深入檢查，確保外觀、性能無問題。在保證設備材料質量的前提下，方可正式進入施工階段。

4.3施工管理

在供配電系統施工過程中，管理者要注重細節，嚴格監督各項工作，確保各項施工技術得到有效實施。電纜穿越道路邊溝時，應采取相應的防護措施。一般情況下，先在溝底敷設鋼管，再沿鋼管敷設電纜，這樣可以有效地保護電纜。在隧道內敷設電纜時，必須采用支架敷設。在供配電系統建設過程中，應重點抓好隧道內應急照明供電回路的建設。為了提高供電的穩定性和安全性，在這個施工環節，我們需要使用阻燃電纜來防火。隧道內施工是供配電系統施工的重點。由于隧道內環境復雜，在實際施工過程中，必須保證施工安全和供配電系統的運行。第二節母線應配備轉換開關。通過該開關的應用，可以在外部電源中斷的情況下實現電路的自動轉換。供配電系統中的備用發電機將投入使用，自行發電，以保證機電工程中的各種設備能正常運行。在供配電系統施工過程中，施工方應與其他系統的施工方進行溝通，協調施工，避免不同系統施工的沖突。特別是在隧道施工過程中，隧道施工方應預留供配電系統施工所需的管道、設備安裝空間，以保證后續施工順利完成。

4.4 配電設備的進場和存放

配電設備和相關施工材料的質量影響到整個施工的質量 和水平，為滿足機電工程的建設施工需求，在設備及施工材料 進入施工場地后，需要對設備及材料的質量進行再次審查，確 保質量合格的設備進入施工現場，做好驗收工作。 現場驗收主要是對設備的品牌、型號，設備及材料的數 量，包裝完整性、合格證書等進行檢查，確保與合同書上的一 致，并查看設備及材料是否出現損壞，進行加電測試。 進行質量抽查工作，針對存疑的材料和設備，進行現場隨 機抽查，對配合權威的監測機構進行監測。 對不合格的設備和材料，禁止進入施工現場。此外，還要 重視做好材料設備的存儲工作，對于特殊施工材料，做好防 潮、防水等，以確保質量。

4.5 施工安裝

供配電設備安裝之前，需要仔細檢查設備，確保設備施工滿足圖紙要求。在配電房內設備施工安裝中，需要結合圖紙的設計，確保所有設備安裝的位置正確、設備穩固和完整，確保電器元件的完好無損。在電源輸出線的接線施工中，要做到接線準確、牢固，正確處理好接線端頭的焊接，確保整個線路編號標識清楚，并預留夠相應的長度，尤其是母線的安裝要求線路表面平整，不可出現裂紋。供電設備的連接工作中，必須嚴格按照施工標準進行施工，避免柜體運行中出現打火的問題，保證整個施工的安全。此外，在供配電系統施工中，要重視做好電纜敷設工作，確保在敷設作業中避免產生對電纜的破壞，同時，電纜線的彎曲度也要符合相關的規定，保持自然彎曲，以免出現機械性損傷。在通過保護管道敷設電纜時，要使預埋管線敷設平直，并清理干凈管線內的雜物，保證接口銜接處的牢固性和防水性符合要求。在輻射作業中不能損傷外層的絕緣體，放置電纜線時，控制好拉力，使拉力不超過允許值的最大范圍。

4.6 設備的調試和試運行

在設備調試工作中，要安排專業技術人員負責相關的調試工作，調試技術人員需要結合工作具體情況和職責，按照調試標準進行工作，在調試工作開始之前，對配電系統的設備材料進行檢查，檢查設備的規格、型號數量是否符合施工要求，并檢查系統施工的整體質量，確保各個子項目施工無誤后，方可進行調試工作。調試工作完成后即進行系統的試運行，施工單位需要結合實際情況進行復核檢查，及時查詢系統中的問題并加以改正，確保符合合同文件及相關的技術標準，保證高速公路的安全性。

4.7 供配電技術應用

4.7.1 沿線供配電技術

在實際應用供配電技術為沿線設備、設施供電時，還要將10kV單電源架空引入變電所，低壓配電則要采用220/380V的TN-C-S 系統。針對部分一級負荷供電要求，可以完成柴油發電機組的設置。采取該種技術措施，能夠使用電設備端電壓偏差不超出±5%。在架空線接入時，需要采用“T”接方式，利用終端桿和電纜與高壓進線柜連接。利用柴油發電機組進行供電，還要在第二段母線上進行自動轉換開關的連接。在外接電源停電的情況下，將實現第一段母線自動脫開，然后進行發電機組自動投切。在外電源恢復后，會自動將發電機組切除。根據高速公路沿線用電特點，還應選用三相 Dyn11 型干式變壓器，并設置外殼防護，增強供配電技術運用的經濟性。配電線路采用三相四線制，實現放射式供電，引入通信機房等建筑物后采用三相五線制，布線過程中應實現三相負荷平衡。供配電系統繼電保護采用微機監控系統，需要在開關柜上進行分布，提供測控一體化保護。在低壓配電室中，需要完成自動補償器的配置，能夠采用電容器實現電能損失補償，使配電室功率因素超出0.9。此外，還要加強防雷保護措施，保證供配電系統安全運行。

4.7.2 隧道供配電技術

針對隧道監控、通風等設備設施，需要實現不間斷供電。在供配電技術運用上，則要采用UPS系統，其實就是PWM逆變器，連接前會連接穩壓器，能夠將交流市電轉變為直流電，然后將直流電轉變為交流電，實現穩定供電。在市電中斷的情況下，可以利用蓄電池供電，使電源持續輸出交流電壓。采用該技術，能在發電機組啟動前利用UPS供電，保證隧道用電設備、設施運行不間斷。由于UPS可以實現正弦波輸出，可以避免受電網嚴重干擾，滿足隧道通信、監控、通風和照明設備的供電需求，同時也能滿足收費站收費設備的供電需求。變電所的位置需要設置在隧道口，采用低壓電纜為隧道內設備供電。隧道內使用的射流風機，還應利用電纜溝敷設配電電纜。在風機的懸掛位置，需要用二次襯砌的預埋管將電纜與風機電機連接起來。隧道照明的主電纜也需要敷設在電纜溝中，分支電纜需要敷設在電纜橋架中。應急照明回路采用耐火電纜，其余采用阻燃電纜。因此，采用供配電技術為機電工程供電時，需與其他專業共同設計，以保證隧道施工過程中預留預埋件和管線，為供配電設備設施的安裝和電纜敷設提供保障。

結束語

綜上所述，為了提高高速公路的建設和運營質量，需要重視機電工程供配電系統的施工質量控制。結合工程實踐，供配電系統涉及內容較多，施工相對復雜。在施工中，我們需要有關技術人員掌握施工技術要點，做好施工前期的勘察工作，根據施工工藝，注重優化施工設計，控制施工設備和材料的質量，做好設備調試和試運行，加強施工全過程的管理和控制，提高工程建設質量，為我國高速公路長期正常運營提供保障。

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