福建永福電力設計股份有限公司 林祖檉
電力是我國的重要基礎能源,與國民經濟的發展息息相關,隨著我國科技的進步和經濟的高速發展,電力需求量與日俱增,電力建設規模也在不斷擴大,給電力系統的施工和管理帶來了嚴峻的挑戰[1]。在電力系統項目建設過程中,電纜敷設是一項重要的工程,特別是對于一些大型火電站建設項目,電纜種類多、數量大,高達上萬根,線纜之間縱橫交錯,致使施工設計中的工作量大、難度系數高,在施工技術與安全管理方面面臨著嚴峻的挑戰。
因此,電力企業和施工技術人員要重點關注10kV 配電電纜敷設施工關鍵指標的具體要求,結合不同工程特點及面對的問題,要從多維度考慮,具體問題具體分析,保證施工技術與10kV 配電網電纜敷設需求保持一致,加強施工安全管理,著力提升施工工程的效率和工程質量,同時還要加強施工監管、規范施工技術,以全面推動10kV 配電網建設質量,維護電力系統的持續穩定運行。
電纜敷設施工項目是一項復雜而繁瑣的工程,其工程的質量對保障后期安全、平穩供電具有重要意義。因此,本文針對電纜敷設施工技術問題,探討了10kV 配電電纜敷設施工安全管理的重要性以及具體措施。闡述了10kV 配電網電纜敷設施工技術,提出了電纜敷設施工原則,分析了配電網電纜敷設施工現場安全管理工作的重要性,科學提出10kV 配電網施工技術安全管理工作的有效措施,旨在一定程度上提升10kV 配電網電纜敷設的經濟效益。
直埋敷設是一種較為傳統的敷設方式,多用于非巖石、非水上項目,10kV 配電網電纜進行直埋敷設時,在敷設前首先要清除電纜溝底的雜物,并在溝底處采用一定厚度的軟細沙進行鋪設,電纜敷設完成后,還要在電纜表面加蓋一層厚度不小于100mm 的軟細沙,并設置50mm 的保護板,而后進行電纜溝回填[2]。電纜溝回填是整個直埋敷設施工的關鍵過程,整個過程要基于逐層夯實的原則,并設置安全警示標志或標樁。
施工技術要點:做好前期施工地質勘察工作,盡量規避土壤腐蝕性強的地段,并且還要將電纜外增加保護套(如聚乙烯導管);壕溝挖掘寬度主要取決于電纜的數量,通常一根電纜其寬度設定在半米左右,增加電纜數量、壕溝的寬度也按照比例增加;挖溝的深度大于0.9m;當電纜需要轉彎敷設時,要嚴格控制彎曲處的寬度要大于電纜的彎曲半徑;此外,在電纜直埋敷設時大多采用的是并列敷設方式,在并列敷設時要特別注意電纜接頭問題,以免出現碰撞、發生損壞。
在10kV 配電網電纜敷設中,地下管道敷設是一項常用的技術,其主要是采用了穿管布線的方式,絕緣管通常選擇聚乙烯管、尼龍管等,而對于一些對強度要求較高的應用場合還可以選擇鑄鐵管、鋼管以及復合材料管材(如碳纖維管材、玻璃鋼管材)等,在穿管時,要確保線纜不能出現過大角度的彎折,以免損壞電纜芯和外套,由于地下管道敷設技術施工過程較為復雜,特別是防火問題是關鍵,因此要優化防火技術措施,可通過選擇耐靜水壓較強的阻燃材料來對電纜周圍進行封堵,可有效提升線纜的安全穩定性。
排管敷設是近些年發展起來的一種新型敷設技術,該技術具有容納電纜數量大、抗外力破壞能力強等優勢,特別是對于一些較為復雜場合下,建議選擇排管敷設技術進行電纜敷設,在施工過程中要注意以下幾點:
排管內徑的控制。通常選擇排管的內徑是電纜外徑的1.5倍,并且埋置的深度一般在半米左右;排管間距的控制。排管間距的合理性會影響到整體的散熱性能,一旦間距不大將會影響散熱,導致發生過熱現象,引發安全事故,通常排管間距控制在2cm 左右較為適宜;管口處的檢查。主要是清除管內雜質,要特別注意管口的光滑性,以免由于管口存在毛刺刮傷線纜;管材材料的選擇。在選擇管材時,要注重對耐腐蝕性以及濕熱老化等性能指標的考核,這是因為載流量大小主要受到絕緣材料耐受溫度的影響,當負荷電流長期大于載流量時加速絕緣材料的老化,縮短電纜的使用壽命。
在10kV 配電電纜橋架敷設的過程中,主要采用槽式、梯架式等支撐結構來完成放線,其中,鋁合金電纜橋架和熱鍍鋅橋架是目前光伏電站中常用的兩種橋架,在定位放線過程要嚴格按照圖紙要求,確定支架、托架、吊架等的安裝位置以及電纜走向要保證與圖紙設計完全一致。與此同時,對于橋架轉彎位置,要特別重視對曲線半徑的控制,確保轉彎的半徑滿足最小彎曲半徑要求,并維持在可波動范圍內;對于垂直走向的電纜敷設,要依據“沿柱、沿墻”的原則進行敷設;此外,控制好電纜架空施工中線路數量,通常需要確保6根左右10kV 電纜提供能源輸送,還需要加裝防火隔板,保證防火性能滿足要求。
頂管敷設施工技術是一種非開挖施工方法,當電纜需要穿過河流、道路交叉口時,由于施工環境復雜、施工條件局限,因此該段需要采用頂管敷設技術進行線纜連接。通常頂管敷設施工方法有手掘式頂管法和泥水法機械式頂管施工,在施工前期要做好測量,每節管中線位移偏差不允許超過50mm,然后安裝導軌,要注意導軌高程偏差和中位線的位移偏差不超過3mm,在安裝頂管、管夾時,要保證管夾安裝平順、緊密,特別要注意對第一節管的頂進過程中,要檢查導軌和頂管是否存在變形、錯位等。
此外,在實際情況下由于管道排布緊密,特別是當頂管內敷設有多回路電纜線路時,還會存在管間散熱不佳的問題,會使得管道內的溫度快速上升,對電纜線路的載流量產生一定的限制。因此,還要加強對頂管敷設場景下電纜的溫度分布的研究[3]。
在10kV 電力配電工程項目中,電纜敷設是保證電力企業平穩運行的關鍵,但通常情況下,由于實際環境條件差異較大,因此要結合實際情況,選擇合適的電纜敷設技術,主要基于以下原則[4]:
科學性。在10kV 配電網電纜敷設施工前期,要先做好可行性分析,通過借助計算機技術來計算電力電纜溫度場和載流量的數值,并且根據不同的應用場景模擬電纜線路運行的外部環境,有利于指導實際施工工作,提升10kV 電網線路敷設技術的科學性與安全性,確保能夠更好地滿足電力用戶的實際用電需求;操作性。通常來講配電工程施工環境較為苛刻,為了保證施工的正常進行,需要對敷設方案進行不斷改進與優化,保證施工方案的易操作性和安全性,盡可能降低外界環境因素的干擾,在保證施工質量前提下,簡化工序、縮短施工時間、提升線纜敷設效率,提升電能的傳輸質量,保障配電網絡的穩定運行。
在10kV 配電網工程建設中,由于工程任務工作量大、工序繁瑣、不穩定因素多,導致施工現場面臨較多的安全隱患,配電網工程施工本身是一個流動的作業方式,會途經不同氣候條件以及地質條件的區域,因此對施工人員的技術性提出了更高的要求,現場施工管理工作也面臨著嚴峻的挑戰,特別是線路交錯分布,一旦處理不妥當極易發生低壓反供的現象,當出現高空墜落時引發人身安全事故。
除此之外,配電網工程工期一般時間較短、施工時間緊迫,這就對加強施工安全管理提出了更高的要求,只有強化安全監督,積極落實安全管理工作制度,確保每個階段的工作不會出現任何的安全問題,這樣才有利于提升施工效率,保證配網工程的施工質量。
10kV 配電網工程施工過程中面臨諸多環境因素和地形因素的影響,為了確保施工進度、保證施工安全,要著重做好施工前期的準備工作,特別是在勘查階段,要將地形條件、氣候環境、交通情況等整體考慮進去,通過準確的測量、考察等分析在施工環節可能面臨的不穩定因素,評估施工的難易程度,明確危險源以及危險因素,依據“趨利避害”的原則做好施工方案,根據勘察得出的數據、信息等編制出一套合理的施工方案。
安全因素應該貫穿于整個施工方案中,這樣才能為工程安全施工做好鋪墊,并且還要制定一套科學、可行、易實現的安全施工規程管理制度,做好施工前期的安全檢查工作,對施工人員進行專門的培訓,熟練掌握安全施工技術,明確施工流程,加強安全教育,提高施工人員的安全責任意識[5]。
施工環境是影響施工效率以及施工質量的重要因素,在施工安全管理方面,要加強對施工周圍環境的管理,主要考慮的因素有防外力損壞、預防雷擊、防止設備污染等:首先,在10kV 配電網施工的過程中要合理安排配電網的塔桿,塔桿的安裝位置要盡可能遠離道路,并且在塔桿上還要安裝警示標志,提醒周圍車輛及行人注意,以免撞到塔桿,降低外界人為因素對塔桿造成的破壞;其次,做好預防雷擊的處理,當配電網架設在空曠區域時,要通過安裝絕緣材料來預防雷擊,如果配電網是架設在城區內時,要注重合理對樹木進行修剪,盡可能提升電線桿的高度,并安裝防雷裝置。
在10kV 配電網工程施工時,施工人員的專業素養與責任意識對施工質量和施工效率影響較大,因此,在電力配網工程中,要科學合理配置施工隊伍、加強提升施工人員的專業知識,定期開展相關培訓,提升安全認識、加強責任意識。同時,還要對施工人員建立一個合理的獎懲機制,調動人員的工作積極性,強化理論知識與實踐的結合,確保每一位施工人員都需要先培訓后上崗。此外,施工單位還可以與一些高校及科研院所協作,邀請行業專家定期舉辦培訓,只有保證了施工人員的施工水平,才有利于提升整體的工程質量。
在完成了10kV 配電網電纜敷設作業后,做好配套防護工作十分關鍵,施工完畢后要對排管進行封堵,特別是接頭部位比較薄弱,易發生火災,因此要對接頭等部位做好防火隔離處理,還要張貼警示標志;在經過試驗檢驗合格后,也需要工作人員做好收尾工作,如線纜表面噴刷防白蟻涂料、管道等區域灌注白蟻預防藥水;對于耐腐蝕性較差的材料(如鋼材)還需要噴涂抗氧化涂料,來提升工程整體的抗腐、防蟲、防銹性能。同時,還應做好后續的安全檢查工作,特別要注重對重點路段的巡視、做好記錄,還要做好導線風偏觀測,對不同風速下的導線風偏進行記錄。此外,防樹障、防交叉跨越距離不夠,以及防基礎沖刷都是重點的巡視內容。
電力傳輸在城市配電網中發揮著舉足輕重的作用,10kV 配電網電纜敷設技術種類多樣,在施工過程中,要依據施工環境與條件的不同選擇適宜的敷設施工技術,尤其是要依據現場環境、供電半徑等基礎上形成科學、系統、高效的電纜敷設技術方案策略,不斷提升工作效率、保證施工質量,保證電力系統“安全、穩定、有效”運行,科學合理運用新材料、新技術、新裝置,加強做好施工階段的安全管理和施工后的配套保護,結合技術現狀制定完善的安全管理措施,提升10kV 配電網的安全系數,推進電力行業的高質量發展。