淺談鐵路10kV配電設備的安裝調(diào)試關鍵技術

中國鐵建電氣化局集團第二工程有限公司 王立志

1 引言

現(xiàn)階段，我國正在大力開展國家基礎設施建設，鐵路建設是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的命脈，其供配電系統(tǒng)穩(wěn)定顯得極為重要，在運行過程中，其安全性、經(jīng)濟性也需要關注[1]。目前鐵路10kV變配電所自動化系統(tǒng)，能夠有效滿足鐵路電力系統(tǒng)的要求，并且具有良好的安全性和經(jīng)濟性[2]。因此，需要對該系統(tǒng)進行深入的研究和推廣。

2 準備工作

2.1 熟悉安裝調(diào)試環(huán)境

10kV配電設備在鐵路系統(tǒng)安裝調(diào)試之前，施工管理人員需要提前了解安裝調(diào)試環(huán)境。安裝調(diào)試環(huán)境包括現(xiàn)場環(huán)境和技術環(huán)境。現(xiàn)場環(huán)境相對而言比較好掌握，需要重點關注包括兩個方面：一是施工管理人員需要了解當?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境和施工現(xiàn)場環(huán)境，選擇地質(zhì)構造穩(wěn)定的地段架設吊裝設備，防止因為地質(zhì)基礎不牢固引發(fā)吊裝設備失穩(wěn)或者失衡；二是施工管理人員需要規(guī)劃好施工現(xiàn)場的功能性區(qū)域，根據(jù)使用功能的不同，將施工現(xiàn)場劃分為配電設備安裝區(qū)、吊裝區(qū)、設備、備品備件暫存區(qū)、人員技術交流區(qū)等多種場所，制作施工平面圖規(guī)定不同區(qū)域的使用方法，為創(chuàng)建文明工地并落實綠色、環(huán)保、低碳理念打下基礎[3]。

技術環(huán)境主要圍繞配電設備安裝技術特點制定，具體來說，包括3 個方面：一是施工管理人員組織各個工種的技術代表進行編制施工組織計劃，在計劃中擬制各個工序的實施時間節(jié)點并規(guī)劃好相關機械設備的調(diào)度使用方案，同時標明施工技術重點關注點；二是做好各種配合機件的預檢，包括提前統(tǒng)計設備安裝過程中的相關機械構件并預知后運送至施工現(xiàn)場，提前核實設備元件并按照進場要求進行預檢，對于關鍵性的電氣設備需要運抵現(xiàn)場或者安裝使用前進行多次實測，避免因為運輸或者儲存改變元件性能而影響使用效果；三是提前制定施工機械調(diào)度方案，避免多工序交叉作業(yè)時出現(xiàn)施工機械保障不足的亂象[4]。

2.2 檢查設備性能質(zhì)量

根據(jù)鐵路10kV配電設備的安裝計劃，在施工準備階段需要做好關鍵設備的預檢工作。配電設備關鍵元件預檢項目概況如圖1所示。

圖1 配電設備關鍵元件預檢項目概況

3 安裝關鍵工序

3.1 工序規(guī)劃

在實施鐵路10kV 配電設備安裝工序之前，需要提前擬制工序規(guī)劃方案，避免因為工序安裝不合理或者不科學引發(fā)施工現(xiàn)場施工混亂。依據(jù)鐵路10kV 配電設備的安裝技術特點，配電設備安裝關鍵工序如圖2所示，并按圖中的流程進行施工。

圖2 配電設備安裝關鍵工序

3.2 安裝開關柜

開關柜是各種關鍵配電設備的放置空間，同時也發(fā)揮一定的工作環(huán)境保護作用。開關柜在安裝過程中，很多時候需要利用吊裝機械配合[5]。安裝開關柜，重點需要關注以下關鍵技術點。

一是進行開關柜吊裝轉(zhuǎn)移前，除了檢查吊耳與吊具的匹配性、吊耳的結(jié)構強度之外，需要確定吊裝順序，通常采用第一面開關柜獨立吊裝和第二面開關柜并行吊裝的方案進行，第一面開關柜就位且垂直度、水平度均滿足技術要求后，可以將第二面及后續(xù)的開關柜并列安裝，這樣可以提高工作效率。

二是安裝開關柜之前，需要對安裝基座進行結(jié)構強度和幾何外形檢驗，重點分析基座的承力性能、結(jié)構韌性，重點關注裂縫、孔洞對整體性能的影響，一旦超過力學性能變化閾值之后要提前采取措施進行補救；需要測量預留孔洞的結(jié)構尺寸是否與開關柜相匹配，尤其需要關注基礎預埋型鋼的安裝誤差，確保誤差測量值在允許偏差范圍之內(nèi)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)開關柜與預留孔洞的匹配。

三是關注柜體之間主母線的連接，確保相鄰開關柜之間通過合適的母線進行有效連接成一個整體，并且要做好開關柜與接地網(wǎng)的連接，避免在使用過程中出現(xiàn)漏電事故。

3.3 安裝變壓器

變壓器是連接外電網(wǎng)與鐵路電網(wǎng)之間的關鍵設備，在安裝前需要進行技術檢查，變壓器技術檢查項目見表1。

表1 變壓器技術檢查項目

對變壓器進行關鍵項目技術檢查之后，可以按照施工圖紙進行安裝。一般來說，考慮到熱脹冷縮等自然現(xiàn)象帶來的形變影響，在安裝過程中需要保證安裝位置與設計尺寸具有固定的容差，一般控制在±0.03m 左右。如果圖紙中沒有標注，從豎向上需要對軌道進行定位，橫向上的距離需要大于0.80m，與門之間的距離要超過1m，保證屋內(nèi)吊環(huán)的垂線處于變壓器的中心位置，為吊芯提供便利。

另外，在變壓器安裝過程中，還需要考慮兩條軌道間的距離與氣流流速的匹配性，依據(jù)氣流流速的限定值設計兩軌道之間的距離和變壓器的安裝標高，減小氣流擾動對變壓器運行穩(wěn)定性的影響，同時避免變壓器結(jié)構外形遭受損壞。

3.4 敷設電纜

電纜是連接不同配電設備的關鍵，在敷設過程中需要重點關注以下幾方面。

首先，統(tǒng)籌規(guī)劃好電纜布線，同時協(xié)調(diào)好人力資源，避免在電纜敷設過程中出現(xiàn)現(xiàn)場混亂甚至失控的現(xiàn)象；其次，需要做好電纜長度的復盤，將每一根電纜長度與設計圖中進行對應的檢查，同時消除單根電纜的中間接頭；最后，重點檢查電纜的絕緣值、鋼軸長度與強度，確保線纜型號與設計指標相一致，同時確保電纜在安裝過程中的穩(wěn)定性，防止因為重量超過支撐件的承力標準而出現(xiàn)失衡事故。另外，在對電纜敷設的過程中，應該留有合理的裕度，在終端頭位置預留（2.5±0.2）m左右的長度余量，避免在安裝過程中因為長度不夠或者多余而出現(xiàn)過度拉伸或者打折的現(xiàn)象。

3.5 連接避雷設備

多數(shù)情況下，鐵路10kV配電設備都安裝在室內(nèi)，這時避雷措施的落實尤為重要。選擇配電設備的高壓端安裝避雷設備，可以有效提升避雷能力。避雷設備需要與配電設備同步投切，這樣可以有效減少時延對避雷能力的限制。避雷設備需要做好接地連接，必要時與配電設備獨立接地，這樣可以提高接地導流效果。另外，在避雷設備的關鍵點可以提前進行絕緣阻值測量，控制測量值在穩(wěn)定裕度之內(nèi)，這樣可以有效延長避雷設備的使用壽命，減少建設成本投入。

3.6 做好一次接線

鐵路10kV配電設備安裝過程中，很多關鍵元器件具有較大的質(zhì)量，因此需要使用結(jié)構強度較大的支撐設備。支撐設備需要具有防腐蝕的能力，必要時做好防潮防腐措施。在支撐設備安裝過程中，需要控制安裝標高，使標高與水平面之間的誤差不超過±0.0005m。必要時，可以為支撐設備建立接地連接，防止因為支撐設備上電荷導流不暢影響使用者的人身安全。

在有效安裝支撐設備的基礎上，需要做好一次接線工作，依靠支撐設備，可以保證電纜終端與配電設備有效連接端之間的水平度，放置因為高差的存在影響使用性能。工作人員在進行一次接線時，需要保證電纜終端不能存在氧化層，為防止因為額外電阻的引入產(chǎn)生多余的功率消耗，避免電力能源的浪費。另外，應該在高低壓電纜溝的出入口做好防火工作，使用必要的防火材料進行有效封堵，這樣才能夠增加配電設備的使用安全性。

4 調(diào)試注意事項

4.1 按照標準進行調(diào)試

在鐵路10kV配電設備的調(diào)試過程中，尤其是進行關鍵設備調(diào)試時，需要嚴格對照技術要求進行調(diào)試，確保測量指標均符合技術要求且需要考慮到使用過程中的人身安全。

配電設備關鍵技術調(diào)試標準見表2。

表2 配電設備關鍵技術調(diào)試標準

4.2 提高測試工人技術水平

鐵路10kV配電設備調(diào)試過程中，很多工序需要人工在現(xiàn)場進行設備安裝，為了保證調(diào)試結(jié)果的可靠性與準確性，需要提高測試工人的技術水平。一方面，需要做好技術交底工作，向參與測試的工人詳細講解技術標準說明，解釋清楚技術指標的具體數(shù)值和可容許的裕度；另一方面，需要做好現(xiàn)場技術培訓工作，必要時可以請相關領域的專家親臨施工現(xiàn)場向技術工人宣講最新的測量手段，并指導測試工具如何使用。

5 結(jié)論

鐵路10kV 配電設備的安裝調(diào)試工作，涉及復雜的工序和技術，需要在現(xiàn)場施工過程中高度重視。本文研究了配電設備安裝和調(diào)試過程中的關鍵工序，提出了具有可操作性的技術措施；在后續(xù)的施工過程中，可以圍繞這些技術措施進行細化，制定操作性更強的規(guī)章制度和技術措施，這樣能夠提高10kV配電設備的安裝精度和使用可靠性。