核電廠電纜施工管理過程中的問題研究

上海核工程研究設(shè)計院股份有限公司 武媛媛 王英鴻

三代核電的設(shè)計與國內(nèi)已成熟的其他電站有許多不同之處，尤其是在電纜敷設(shè)、端接方面，由于機柜布置不同、設(shè)計理念差異導(dǎo)致電纜敷設(shè)、端接的方式也有所不同[1]。本文從設(shè)計、采購和施工三方面入手，分析了電纜敷設(shè)和端接過程中出現(xiàn)的問題，并結(jié)合現(xiàn)場施工的實踐經(jīng)驗進行了剖析。為后續(xù)機組和項目施工提供參考，減少施工過程中類似問題重復(fù)發(fā)生。

1 電纜施工問題分類

核電廠電纜施工過程中的問題主要分為三類，即設(shè)計問題、采購及廠家問題和施工問題。這三類問題有時單獨出現(xiàn)，有時因提資與接口不清晰導(dǎo)致。

2 電纜端接問題分析

核電廠電纜施工問題包括空間干涉、進線空間不足、設(shè)計遺漏、安裝順序等問題。后續(xù)機組及項目可詳細分析下述問題，避免類似問題重復(fù)發(fā)生。

2.1 設(shè)計問題

2.1.1 設(shè)備與支架干涉問題

三代核電廣泛使用烙克賽克框架格蘭進行電纜的進線固定和屏蔽接地。烙克賽克框架格蘭要求垂直進線方可穩(wěn)定地固定電纜，因此在烙克賽克框架格蘭上方不能有任何阻擋。然而，由于廠房及設(shè)備布置的限制，現(xiàn)場難以避免出現(xiàn)電纜橋架支架安裝在盤柜的框架格蘭上方，阻擋了電纜進線，如圖1所示。

圖1 盤柜與支架干涉圖

結(jié)合現(xiàn)場情況，經(jīng)設(shè)計方進行受力分析后將支架的尾部切除，即圖1中紅色框線圈出的部分方鋼，以留出盤柜上方的進線空間，滿足電纜垂直進線要求，解決電纜進線阻擋的問題。

2.1.2 電纜進線空間不足問題

220V 直流開關(guān)柜1的1號隔間上的封板為220mm×550mm×100mm，有4根四芯240mm2的電纜從此封板進線，需使用4寸的格蘭或箱接頭（開孔120mm，軟管螺帽143mm），2根兩芯240mm2電纜從此封板進線，需使用M80的格蘭（開孔80mm，軟管螺帽120mm），及4根1.5mm2的儀表電纜從此封板進線?，F(xiàn)有的封板面積較小，電纜孔在其上無法排布。

220V 直流開關(guān)柜1的3號隔間上的封板為220mm×350mm×100mm，有4根四芯240mm2的電纜從此封板進線，需使用4寸的格蘭或箱接頭（開孔120mm，軟管螺帽143mm）及一根1.5mm2的儀表電纜從此封板進線。電纜孔在現(xiàn)有的封板上無法排布。

考慮220V 直流開關(guān)柜屬于核級設(shè)備，電纜進入盤柜前需全程密封敷設(shè)，因此由廠家重新提供1號隔間和3號隔間進線箱，尺寸為395mm×550mm×250mm 及395mm×350mm× 250mm。

2.1.3 接線箱開門空間不足問題

核電廠在電纜端接時發(fā)現(xiàn)有三個電纜接線箱在設(shè)計時未考慮和其他物項的沖突問題，接線箱為鉸鏈連接的平開門，由于管道阻擋，到貨的接線箱門最多可打開60°左右，無法達到設(shè)計要求的打開至少90°的要求，且現(xiàn)場也無空間移動箱子位置來解決開門問題，影響電纜端接和后續(xù)的維修。

經(jīng)過現(xiàn)場模擬，將3個電纜接線箱的箱門修改為螺栓連接的可拆卸的箱門，以滿足電纜端接和后期核電廠維修的需求。

2.2 采購問題

2.2.1 盤柜內(nèi)線槽容量不足問題

核電廠中壓PT 柜所需端接電纜數(shù)量較多，柜內(nèi)線槽容量小，外部電纜在進入盤柜后無法將電纜全部布置在現(xiàn)有的線槽中。經(jīng)與設(shè)計與廠家溝通，在現(xiàn)場已布滿的前提下可從線槽旁邊的位置走線，如走線槽旁側(cè)位置并用綁扎帶進線固定。

但是，根據(jù)《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》要求，“儀表和信號導(dǎo)線不應(yīng)與控制或動力電纜捆扎在一起，它們在線槽內(nèi)也不應(yīng)隨意布線[2]”。如出現(xiàn)此種情況，需廠家優(yōu)化柜內(nèi)布置，保證充足的布線空間。切不可將儀表和信號導(dǎo)線與控制或動力電纜捆扎在一起，防止出現(xiàn)信號干擾。

2.2.2 廠家內(nèi)部線設(shè)計遺漏問題

核電廠中部分設(shè)備設(shè)計在一份規(guī)范書中，但采購時采用拆分采購的方式，導(dǎo)致部分設(shè)備內(nèi)部線遺漏的問題。以380V 低壓動力中心變壓器為例，其溫控器未設(shè)計電源線，在設(shè)計文件中提及此處用最小截面6電纜，其中性點零序互感器（CT）應(yīng)與低壓柜TD 端子排中間有兩根電纜，但在設(shè)計的電纜清冊和接線圖中均未設(shè)計這兩處的電纜，設(shè)計認為此處應(yīng)為廠家內(nèi)部線。

鑒于已到場的設(shè)備開孔不便的問題，由現(xiàn)場增加電纜及相應(yīng)的外部電纜路徑，由采購協(xié)調(diào)廠家補供相應(yīng)的電纜。未到場設(shè)備的內(nèi)部線需廠家補充設(shè)計并供貨，同時在設(shè)備內(nèi)部預(yù)留進線孔再發(fā)運至現(xiàn)場。

2.2.3 設(shè)備進線預(yù)留孔不足問題

蓄電池監(jiān)測裝置上預(yù)留4個進線孔，其中“電流監(jiān)測、干接點、光纖接入口”需進3根電纜，且根據(jù)設(shè)計要求其中一根電纜用EMC 格蘭，因此該孔只能進1根電纜，其他2根電纜無法進柜。

EMC 格蘭是將電纜屏蔽層通過低阻抗接地以消除干擾電流，同時為電纜至電氣設(shè)備外殼入口連接處提供密封和加固[3]。為滿足設(shè)計的屏蔽接地要求，經(jīng)廠家同意，由現(xiàn)場在盤柜上方新增一個開孔，以滿足電纜進線需求。

2.2.4 廠家內(nèi)部連線未設(shè)計預(yù)留孔問題

主泵變頻器每個開關(guān)柜到電源進線柜有5根（共40根）廠家內(nèi)部電纜，到貨時廠家未在機柜內(nèi)部預(yù)留內(nèi)部電纜孔，連線無法從機柜內(nèi)部進行連接。

因考慮進口物項后續(xù)質(zhì)保問題，無法現(xiàn)場開孔，因此廠家內(nèi)部電纜需從外部走線，外部分支路徑，廠家線通過分支路徑經(jīng)主橋架進入機柜，并在電源進線柜頂部開大孔，多根電纜同時進線，如圖2所示。

圖2 主泵變頻器電源進線柜進線圖

2.3 施工問題

2.3.1 光纖在配線架中預(yù)留不足問題

按照廠家文件《光纖配線架光纜成端施工作業(yè)指導(dǎo)》要求，為保證配線架滑動抽屜能夠順利抽出，光纖在柜內(nèi)至少預(yù)留335mm 的余長，如圖3所示?，F(xiàn)場端接完成后發(fā)現(xiàn)施工人員對配線架光纖普遍預(yù)留不足，影響后續(xù)抽屜的順利抽出及檢修，如圖4所示。

圖3 熔纖盤示意圖

圖4 光纖預(yù)留不足問題圖

為滿足核電廠后期檢修需要，此處需重新進行抽線和預(yù)留。同時，此處作為重點經(jīng)驗反饋區(qū)域，避免后續(xù)類似問題導(dǎo)致的大面積返工。

2.3.2 端接附件安裝順序問題

在非1E 級直流和UPS 系統(tǒng)中的蓄電池監(jiān)測裝置與蓄電池的連接方式為：監(jiān)測線母頭安裝在連接片Ring tab 上，連接片Ring tab 安裝在蓄電池連接板上，因此，連接片Ring tab 需要在蓄電池連接板安裝時同步安裝，如圖5所示。若按照常規(guī)順序先進行蓄電池連接板安裝，在電纜端接時再安裝連接片，需解列蓄電池，否則會造成返工。

圖5 蓄電池端接連接片安裝圖

2.3.3 電纜進盤柜開孔未整體規(guī)劃問題

當(dāng)核電廠的核島和常規(guī)島設(shè)計、施工分屬于不同單位時，容易出現(xiàn)電纜在進盤柜開孔時規(guī)劃不完善導(dǎo)致開孔空間不足的問題。如非1E 級低壓動力中心設(shè)備為安裝在核島的機柜，由核島承包商負責(zé)機柜安裝，但是核島和常規(guī)島兩家設(shè)計院均有電纜設(shè)計進入此機柜，核島設(shè)計院設(shè)計的電纜由核島承包商負責(zé)敷設(shè)和端接，常規(guī)島設(shè)計院設(shè)計的電纜由常規(guī)島承包商負責(zé)敷設(shè)和端接。兩家承包商在進線時未整體規(guī)劃頂板開孔方案，導(dǎo)致開孔空間不足。

鑒于上述問題，現(xiàn)場向廠家重新采購機柜頂板，并由兩家承包商共同規(guī)劃頂板開孔方案。同時，為避免此類問題再次發(fā)生，應(yīng)該統(tǒng)一梳理核島和常規(guī)島兩家設(shè)計院所設(shè)計電纜，找出所有需兩家承包商共同進線的機柜，一次性完成開孔方案的整體規(guī)劃。

3 結(jié)語

三代核電設(shè)計的創(chuàng)新性導(dǎo)致電纜敷設(shè)和端接面臨諸多問題，其中很多問題沒有成功的經(jīng)驗可以借鑒，本文根據(jù)現(xiàn)場施工過程中遇到的問題和處理方案，總結(jié)經(jīng)驗，為后續(xù)三代核電機組建設(shè)提供有價值的實踐參考，為核電機組的穩(wěn)定運行提供技術(shù)支持和可靠保障。