電力管廊工程中箱式變電站的下沉式安裝

摘" 要：箱式變電站是電力管廊工程中線路和分配電能的重要裝置，在額定電壓10/0.4KV三相交流系統應用廣泛。本文結合古雷開發區石化公共管廊工程（電力管廊）第I標段鋼結構安裝項目，分析了箱式變電站的配電設計和下沉式安裝要點。希望這些安裝經驗可為同類項目施工提供有益借鑒。

關鍵詞：電力管廊；箱式變電站；下沉式安裝文章編號：2095-4085（2024）11-0073-03

作者簡介：黃詩琨（1991—），男，本科，學士，工程師。研究方向：機電設備安裝與管理。

0" 引言

箱式變電站即箱變，這是一種緊湊型成套配電裝置，主要包括電能計量設備、無功補償裝置以及高低壓開關設備配電變壓器等。箱變具有占地少、節能等優點，近年來在電力管廊工程中得到了普遍應用。

1" 工程概況

古雷開發區石化公共管廊工程（電力管廊）第I標段鋼結構安裝項目地點在漳州市古雷開發區。路徑起于在建海園變東側，沿著疏港大道綠化帶西側及在建公共管廊東側并與之平行往南走線，沿線依次經過次三路、港口路、下堀路、中石化北路、騰龍西路，該段全線長度約7951m。項目包括所有鋼結構拼裝、安裝及附屬設施安裝。

2" 施工重難點分析

為減少電力管廊工程對城市環境的影響，箱式變電站安裝采用下沉式施工工藝。下沉式也叫地埋式，雖然可以節約變電站安裝的占地空間，但其通風、擴容或檢修成本較高，需要加強安裝過程管理，切實提高箱式變電站安裝質量。下沉式箱式變電站＞100kVA時，對變電站通風散熱要求較高，通過地坑散熱難以滿足設備散熱要求，可結合工程實際容量大小在地坑四周設合適的通風孔，同時加強設備的防水、降噪措施；下沉式箱式變電站＞500kVA時，仍無法解決大容量變電器散熱問題。結合箱式變電站體積和投資成本情況，擴展箱式變電站就需占用更多空間，并要增加箱體才能增加出線間隔，但是箱體增加受限于城市空間和環境限制，需要同步調整城市整體規劃。另外，箱式變電站安裝在地下，檢修空間有限，不適合事故搶修等大型檢修設備工作的開展［1］。

3" 配電設計

工程采用三相五線制供電方式，接地采用TN-S系統，并設置專用的保護零線；配電系統采用“多級配電多級保護”，同時末級開關箱裝設30mA或15mA漏電器，0.1s漏電器具有人體觸電保護功能；配電設計堅持“一機一閘一漏一箱”原則，每臺設備設專用的開關箱；從總箱引出一路用電纜埋地敷設到臨時辦公區，穿過道路的線纜應穿鋼管保護；現場配電采用下沉式敷設，直埋電纜溝的開挖溝深0.7m，在電纜的上下方鋪設厚100mm的軟砂土，然后用磚鋪蓋以保護線纜，回填泥土應進行標識，平行鋪設電纜間距≥100mm。

箱式變壓器盤柜背面距圍墻3m，其承臺基礎0.5m，基礎上用10#槽鋼墊起，箱式變壓器圍護欄高2m。基礎槽鋼、箱式變壓器圍護欄等應可靠接地。箱式變壓器平臺應根據其產品說明書尺寸進行安裝，并距地面500mm。箱式變壓器配電應符合《建設工程施工現場供用電安全規范》（GB50194-2014）的相關要求。

箱式變壓器配電線路設計包括供電設計和配電設計。（1）供電設計。從10KV高壓線經跌落開關后，由高壓電纜引至箱式變壓器，在箱式變壓器高壓側安裝電壓互感器和避雷器。在箱式變壓器低壓側安裝電流互感器、計量電表、隔離開關及斷路器，然后到總配電箱輸出。箱式變壓器中性點直接與接地干線相連接，N線與PE線在變配電室漏保前統一接地后分開引出，接地電阻不大于4Ω，采用TN-S的保護接零系統。（2）配電設計。從總配電箱柜引出1#、2#、3#和4#共4路二級配電箱，分別用電纜直埋引到拼裝場區和辦公、生活區，在穿過道路時需穿鋼管保護。現場安全通道和辦公區域的照明由4#二級配電箱中單獨引出；現場工作照明由分電箱中經開關單獨引出（見圖1）［2］。

4" 下沉式安裝箱式變電站

4.1" 施工準備

由漳州古雷港開發區供電局提供用戶點，經外線10KV高壓引下變壓后供臨時用電。供電系統采用TN-S五線制的接地保護系統。現場總配電箱設置在制作場東側的箱式變壓器旁。

項目地址靠近海邊，施工場地四周空曠平整，土壤為鹽堿地，當地年平均溫度25℃左右，場地土壤電阻率為198Ωm，平均年雷暴日數94.6d/a。在施工場地準備6臺門式起重機進行電力管廊拼裝，門式起重機高度10m，并設有防雷保護裝置。在項目施工范圍內，電力管廊拼裝均在固定胎架上進行，都是相對獨立作業，不存在交叉作業，其分配電箱可以進行合理分配。施工現場給用電設備供電時不存在大型障礙物，為避免影響交通運輸通道的正常運行，箱式變電站的電纜鋪設為下沉式鋪設，且均增設保護套管。

4.2" 箱式變電站安裝

根據計算，箱式變壓器容量為413.68KVA，因此，選擇箱式630KVA的變壓器（SCL2-630/10）。箱式變壓器安裝在露天平臺上，臺高500mm，箱式變壓器應采取防雨保護，四周1m進行圍護，并掛警示標記。箱變在裝卸及就位時由專人負責，箱式變電站吊裝采用起重設備，利用箱變底座的吊裝孔進行吊裝。起重設備就位后應穩固且受力均勻，在正式起吊前應進行試吊。為保證箱變平衡，起吊夾角應＜60°，吊裝過程用鋼絲繩對角拉住設備，準確就位后采用地腳螺栓進行固定，箱變應安放平整。箱變安裝應緩慢進行，要避免吊裝過程發生碰撞或沖擊，以免造成箱變外觀出現裂紋或損壞。箱變就位調穩后焊接牢固或用地腳螺栓進行固定，同時做好安全防護措施。箱變安裝要求垂直傾斜角＜5°，25℃空氣相對濕度≤90％，應保證通風口朝向正確，并在通風管安裝1塊擋風板，讓風吹向整個箱體。另外，還需做好箱體、各接口及通風口檢修孔等處防雨防水措施，然后用瀝青、橡皮條等對套管縫隙進行填充，并采用法蘭盤進行固定，以確保箱變的整體防雨防水措施的可靠性［3］。

4.3" 箱式變電站接線

根據項目負荷計算和電纜持續工作載流量，選擇適宜的電纜芯線截面，項目變壓器至一級配電箱電源電纜截面采用3×185+2×95mm2聚乙烯絕緣銅芯電纜。一級配電箱至二級配電箱電源電纜截面采用3×95+2×50mm2聚乙烯絕緣銅芯電纜。二級配電箱至三級配電箱電源電纜截面采用3×50+2×25mm聚乙烯絕緣銅芯電纜。施工現場線路從高壓側經跌落開關引至箱式變壓器，箱式變壓器低壓側經計量柜、開關柜引至總配電箱，再由總配電箱分配到分配電箱。線路布置采用放射式與樹干式結合的方式，線路為埋地敷設方式。總配電箱至二級配電箱電纜采用埋地敷設，在穿越道路時電纜增加保護管。開關箱和用電設備電源線采用軟芯橡套電纜，在移動使用過程中高掛架空，并采取措施避免車輛碾壓和機械損傷。箱變分別連接高壓、低壓電纜，電纜井與箱變基礎相連，并預留高、低壓電纜，當電纜頭燒壞時可以重新連接，通常電纜預留長度應＞3m。低壓電纜宜在其開關出線端加裝銅排，前后錯開以增加空間并提高安裝效率，銅排應做好絕緣措施，套上不同顏色的絕緣套管。對箱變的低壓設備二次回路做好標記。施工過程符合設計圖紙和有關施工技術規范要求［4］。

4.4" 箱式變電站接地

供電系統采用中性點直接接地的方式，保護采用TN-S接零保護系統，即三相五線制。現場各分電箱處設1組重復接地裝置，其中門式起重機的防雷接地與重復接地共用1組接地裝置，門式起重機兩條軌道端部做環形電氣連接。重復接地裝置的接地電阻值≤10Ω，箱式變壓器柜和門式起重機的接地電阻值≤4Ω。嚴格控制接地材料的選擇，接地極采用50mm×5mm鍍鋅角鋼，長度2.5m，設在箱變柜和拼裝場區門式起重機處，3根為1組，其它重復接地處設1根；引出接地線采用20mm×4mm鍍鋅扁鋼。接地極采用∠50×50×5的L=2500的鍍鋅角鋼，埋深0.8m，為預防相鄰接地極之間出現環流電壓，造成互相干擾和誤動作跳閘，應嚴格控制接地極間距，要確保接地極間距≥5m（見圖2）。接地線采用Ф12的鍍鋅圓鋼與接地極進行焊接，接地裝置安裝后，測量接地電阻，要確保接地裝置符合相關要求。如電阻不符合要求，可適當增加接地極［5］。

4.5" 箱式變電站防雷

電力管廊工程中的防雷是在高壓側和門式起重機處采取防雷措施。高壓側在跌落開關后每相接入1個FZ-10普通閥型避雷器，可起到保護箱式變壓器的作用（見圖3）；在門式起重機門架頂兩側安裝接閃器，其材質為直徑20mm鍍鋅鋼管，長度1.5m；利用金屬門架自身作為引下線，防雷接地與電氣接地系統共用，避雷接地電阻≤30Ω方可使用。

4.6" 防護措施

在進行電氣設備安裝及防護時，操作與維修應符合相關規范要求。電氣設備應避免露天使用，可搭設遮雨棚，以確保防水、防雨、防塵措施到位，所有電氣設備不能放在低洼地帶。場地機械設備需做好保護措施，以避免物體打擊及損傷。電氣設備防護等級符合施工要求，消防器材配備齊全，但還應避免易燃易爆、腐蝕性物料進入施工場地。箱變電纜埋地敷設的深度＞0.7m，2根以上電纜應并排敷設，嚴格控制電纜之間距離，并在電纜上下敷設厚度50mm細紗，然后蓋磚保護。電纜間距15m或在轉彎處做好標識，以防開挖時造成意外損傷。項目中穿過道路的電纜用套鋼管進行保護。箱式變壓器采用跌落式熔斷器控制箱式變壓器，箱式變壓器送停電時均應在空載狀態下。

5" 結語

電力管廊工程中采用箱變下沉式安裝工藝，可以有效提高臨時供電系統穩定性和施工效率，減少工程施工量以及對周圍環境的影響。案例工程通過箱式變電站下沉式安裝，有效解決了通風、擴容、檢修等施工難題。實踐證明，下沉式箱式變電站安裝工程造價更低，更具有應用優勢。

參考文獻：

［1］許偉，冷旭忞，韓偉，等.地埋式箱式變電站模態特征與形變規律研究［J］.機械設計，2022（S2）：154-160.

［2］張琪英，徐石，藍許梅，等.地埋式箱式變電站的設計與研究［J］.電氣時代，2022（4）：65-68.

［3］王彤東，張琪英，王萬亭，等.地埋式高壓/低壓預裝式變電站的設計及應用［J］.電氣時代，2019（12）：53-56.

［4］郭榮來，郭飛，潘攀，等.下沉式箱式變電站（CN201820949822.8）［P］.重慶沈通變壓器有限公司，2018-06-20.

［5］劉昌明，張德琪.箱式變電站的下沉式安裝［J］.山西建筑，2013，39（19）：74-76.