高速公路項目機電工程供配電施工技術探討

李 享

（貴陽電氣控制設備有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

機電設備的合理應用與供配電施工技術優化相結合，可以提高設備運行效果，擴展高速公路功能，為安全出行做出貢獻[1-2]。在高速公路項目建設中會配備監控系統、通信系統、收費系統等，上述機電系統涉及多領域、多學科、多專業，供配電環節如果存在問題，將會對后續使用帶來不便，給高速公路的出行安全帶來挑戰[3]。

1 高速公路機電工程的主要內容及特點

1.1 高速公路機電工程的主要內容

高速公路工程項目建設中，機電工程是不可或缺的組成部分，其功能是其他系統難以替代的。從結構角度分析，機電系統是一個非常復雜的結構體系，包括監控、收費、通信等。監控系統包括傳感器、發布設備和中央設備；收費系統包括傳輸設備、收費站設備和清算系統；通信系統包括通信設備、交換設備、傳輸設備。其中所涉及的電力系統包括照明、供電、配電等[4]。

進行供配電系統施工時，需綜合考慮相關影響因素，并進行合理優化，為保障工程建設質量奠定基礎。高速公路機電系統主要發揮交通監測、計費結算、電力監控、故障報警等功能，其系統結構與功能圖如圖1所示。

1.2 機電工程的特點

機電工程由大量集成設備組成，其運行穩定性直接決定了機電工程的使用效果，同時影響高速公路的通車安全。而地質環境、氣候條件等因素都會在項目施工中產生不同程度的影響，對施工條件提出了更高的要求。

高速公路機電工程具備一體化特征，特定工序中出現問題將會導致系統癱瘓。供配電系統是影響機電工程質量的重要因素之一，一旦供配電系統失常，將會帶來巨大的安全隱患，從而對高速公路的正常運轉產生不利影響。

2 工程概況

某高速公路機電工程合同段長5.3 km，供配電系統由配電設施和配電線構成，以隧道為系統核心，向重點區域提供照明服務。結合項目工程建設需求，隧道照明系統選用37 kW隧道射流風機，配備216 km低壓電纜和166 km照明電線，照明燈具包括LED燈、高壓鈉燈、中高桿燈和照明路燈，并在站區內配置81個中置式開關柜和26個低壓開關柜，采用在線式工頻UPS作為管道和電纜基礎，同時為路段配置455套滅火裝置、107個門閥。

機電工程是高速公路建設中的重要單項工程，其設備、設施種類繁多，供配電系統的設計必須符合工程施工技術要求，因此在施工環節需加強管理。高速公路機電工程中供配電系統由電力電纜、低壓配電設備、電力變壓器、中壓配電設備、電力監控系統、電源設備等構成，相關配電設備及輔助設施均是機電工程系統建設中不可或缺的部分[5]。完善的供配電系統能夠為高速公路沿線提供監控、通信、計費、照明等不同服務，確保用電安全與可靠，為高速公路系統穩定運行提供了保障。圖2為供配電系統結構圖。

圖2 供配電系統結構

3 高速公路機電工程供配電施工技術要點

高速公路項目施工的工藝復雜，技術條件苛刻，應嚴格遵守各項技術規范和操作規程，特別是機械設備的安裝，應清楚標明施工地點，電線材料必須達到要求，焊接和轉向操作，應按規定進行。在工程建設中，要著重對敷設電纜、傳纜、立桿工序進行監控，強化專業技術人員的技能訓練和考核，以提高專業技術人員的綜合素質，保證工程的總體質量，降低工程危險率。

3.1 施工圖紙會審

施工圖紙會審時，應確保機電工程配電系統中電器平面圖與系統施工圖一致，重點關注動力系統控制方式，結合施工需求進行重點、難點探討，加強方案交流與協商。如對穿線管道和導線能否完美搭配、配電箱尺寸是否符合箱內開關要求等細節問題，都應在施工前統一規劃[6]。

3.2 接地裝置安裝

接地干線焊接時需保證焊接長度，并于焊接前進行焊面還原，使焊接處有良好的機械強度，確保電氣連接符合規范，從而保障接地電阻達到高速公路工程配電設計要求。

施工階段應預留意外的接地電阻，如果不能滿足要求，應立即進行人工接地體、接觸點的補接。另外，為了增強防雷接地的可靠性，需嚴格遵循施工圖紙的設計標準，預留接地點并引下接連。同時預留出接地電阻的測試點，為弱電機房、通信機房和配電房等設備提供工作接地點[7]。

3.3 外電引入質量控制重點

高速公路供配電系統電源應就近選擇，使用中需進行電源相序的重點檢測，確保其與發電組相序保持一致。斷電情況下可實現發電機組發電與市電供應的自由切換，保障電動機和UPS等設備不會因常規用電線路中斷無法正常使用。此外，需根據項目工程需求進行變壓器的調整，防止變壓器低壓端的輸出電壓與設備需求不一致影響系統運行質量。

3.4 供配電技術方案設計

整體設計：完成線路上的設備設施布局，確定供電系統的一級用電負荷設計，并對其進行用電負荷合理的分類，從而保證了供電、計費、監控、照明等功能的正常運行。而對收費區、服務區等設施的照明，可降低負荷標準，采用二級負荷設計滿足日常需求。

供電方式：根據就近原則，選擇單路10 kV的高壓電源，在變電站內部進行低壓切換，并配有電源開關，以保證供、配電網的無縫連接。

3.5 供配電接線部分控制

合理控制焊接處的機械強度，保證電氣連接符合操作規范，以確保接地電阻符合工程配電設計的基本要求。同時做好供配電系統相關設備的接地保護工作，通過電路線路的精準識別，確保設備電力指標正常[8]。

接地時需區別顏色，相線與PE線連接，并利用就近取電的原理，使發電機和供電系統的供電相序保持一致，避免因電壓波動而造成的電網故障。

3.6 供電與配電設備的安裝與調試

供配電系統在正式運營之前，需調試電氣設備，為后續工程正常運轉奠定基礎。

（1）施工方委派經驗豐富的專業技術人員進行現場設備調試，嚴格遵循操作規范進行操作，明確人員責任和操作細則，根據調試程序現場調度并進行調試操作。此外，供配電廠家應派遣專業人員參與現場調試，嚴格把好質量關，確保設備正式投入運行前各項指標正常。

（2）對電纜、相變壓器耐壓性、真空阻斷器的合閘情況、直流電阻值等指標，進行重點檢查[9]。

（3）調試負責人全權負責現場調試工作，做好項目施工記錄，完工后清理現場，消除安全隱患，保障設備質量達標，為順利送電奠定基礎。

4 高速公路機電工程供配電施工技術策略

4.1 工程現場勘查

施工前需進行現場勘查，檢查設備儀器是否到位，核實施工圖紙是否有誤，確定核心構件到場，組織施工人員二次確認施工細節與流程，清點設備物資是否齊全，避免準備不足影響后續施工進度。

核實外供電源位置，結合項目需求和實際情況勘查現場，發現問題及時整改，確保勘查質量與效果，保障施工建設質量。

4.2 設備采購測試

設備采購需嚴格執行合同條款，嚴禁不符合生產要求的產品進場，提前將采購計劃發送至原料供應商，并在產品進場后進行抽檢，確保設備原料符合施工要求，檢測達標后方可進行現場施工。

為確保施工安全，進一步檢查設備原料質量，需對重要設備通電檢測，不達標者退回，嚴禁應用于施工現場。

4.3 施工聯合設計

聯合設計滿足項目施工要求，確定施工細節并為項目進行提供參考。監理單位對施工流程和操作細節進行審核，明確高速公路機電工程供配電系統的工作細節，詳情如表1所示。

表1 施工聯合設計

4.4 機電系統集成

（1）照明系統：重點進行節能設計，照明系統應符合高速公路項目施工的節能標準，確保隧道內照明調光控制方式的合理性，保障各系統功能的正常運行。隧道內照明系統對確保行車安全有重要意義，需于施工完畢后現場反復模擬，通過隧道行車調試確保系統穩定運行，避免交通事故發生[10]。

（2）通信系統：通信系統包括多個子系統，其正常運行是降低交通安全事故發生率的重要影響因素；通信系統調試完畢后，需對相關流程是否通暢加以驗證，確保各環節流暢。

（3）收費系統：負責對高速公路上的車輛進行統計，保證其正常收費；加強系統的調試，對運行參數進行嚴格的控制，以保證高速公路的安全運行。

（4）監控系統：監控是處理高速公路突發事件的一種重要手段，通過監控系統發現高速公路運行中的問題，及時根據實際情況加以調整，結合反饋內容調試和處置相關問題。

4.5 技術配套建設

隧道施工：①借助UPS系統將隧道監控和通風設備等所需交流電力轉換成直流電力，如隧道監測、通風裝置，以保證連續的電壓輸出，確保電力裝置的正常運轉；②隧道口設置變電所，將預埋管二次襯砌，并通過電纜與噴氣風機相連，采用電纜橋架完成支路光纜的鋪設，選擇適當的供電和分配技術，確保電纜敷設與用電設備的安裝符合技術規范需求。

沿線施工：①供配電系統施工環節，將10 kV單電源架空引入變電所內，采用TN-C-S低壓配電系統確保設備輸出電壓穩定，將高壓進線柜與系統進行“T”連接，如遇外界突然斷電情況，可自動激活發電機組供電，確保供配電系統正常運轉；②系統引入通信機房等建筑，以三相五線制連接，變壓器為三相Dyn11型干式，配有微機監測系統，完成了供電、配電網的保護，并裝有自動補償裝置，使電網的功率因子達到0.90，確保系統運行穩定。

5 結語

高速公路機電工程供配電系統由多個分支系統組成，施工過程中工作人員必須明確高速公路機電工程供配電系統的施工要點，加強對施工細節的監管，有層次地解決需重點控制的質量問題，確保高速公路項目施工質量，提高行車安全。為確保高速公路項目機電工程供配電的施工質量，需重點優化施工設計，認真執行操作規范，重點控制施工細節，加強施工過程管理，切實提高項目質量，為我國高速公路的順利運行提供保障。