水電廠電纜綜合治理施工流程探索與應(yīng)用

張永君，邵明航

（國網(wǎng)新源白山發(fā)電廠，吉林省吉林市 132000）

水電廠電纜綜合治理施工流程探索與應(yīng)用

張永君，邵明航

（國網(wǎng)新源白山發(fā)電廠，吉林省吉林市 132000）

本文介紹了電纜綜合治理項目的施工流程，分析了前期準(zhǔn)備、過程安全及質(zhì)量控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的注意事項，為投運(yùn)時間較長的電廠進(jìn)行電纜治理工作提供了借鑒。

電纜；綜合治理；施工流程；關(guān)鍵環(huán)節(jié)；注意事項；借鑒

0 引言

某水電廠為地下式廠房，裝有3臺30萬kW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，首臺機(jī)組于1983年投運(yùn)，是完全由我國自行設(shè)計、制造、安裝和建設(shè)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型水力發(fā)電廠，在電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的重要任務(wù)。

由于建設(shè)年度久遠(yuǎn)以及受當(dāng)時設(shè)計、工藝、材料所限，近年逐漸出現(xiàn)電纜絕緣老化、橋架銹蝕嚴(yán)重等現(xiàn)象，加之經(jīng)過多年來檢修技改施工，造成不同電壓等級電纜未分層敷設(shè)、防火設(shè)施不完善等問題，存在重大的安全生產(chǎn)隱患，亟待進(jìn)行綜合整治以徹底消除隱患。

1 隱患表現(xiàn)及原因分析

1.1 電纜絕緣老化嚴(yán)重

受當(dāng)時制造水平和選型條件所限，原動力電纜選用的大多為油紙絕緣型鋁質(zhì)電纜，經(jīng)過多年的運(yùn)行，逐漸出現(xiàn)銹蝕嚴(yán)重、絕緣老化、多處滲油等問題（見圖1、圖2），尤其是電纜終端滲漏油嚴(yán)重。部分電纜外皮已粘連在一起，稍受外力就可能造成短路，危及設(shè)備安全運(yùn)行。

圖1 電纜絕緣及外護(hù)層銹蝕

圖2 電纜終端滲漏油

1.2 電纜橋架銹蝕嚴(yán)重，強(qiáng)度不足

20世紀(jì)80年代初期，我國尚無專業(yè)廠商生產(chǎn)制造定型的電纜橋架，只能由施工單位現(xiàn)場制作組裝普通簡易電纜支架，其材質(zhì)多為普通白鐵。加之受特定歷史條件限制，地下廠房開挖后部分為巖石原貌，電纜通道內(nèi)非常潮濕，經(jīng)過多年的運(yùn)行，大多數(shù)電纜橋架銹蝕嚴(yán)重，部分已出現(xiàn)折斷現(xiàn)象。

另外，在設(shè)備更新改造過程中，不斷補(bǔ)充新投運(yùn)電纜，但大部分舊電纜由于拆除困難，仍然保留在橋架上，造成部分橋架不堪重負(fù)，已經(jīng)出現(xiàn)局部坍塌現(xiàn)象，嚴(yán)重危及電纜的安全穩(wěn)定運(yùn)行（見圖3、圖4）。

圖3 折斷的橋架

圖4 局部坍塌的橋架

1.3 不同電壓等級電纜未分層敷設(shè)

在多年的改造過程中，受原有電纜橋架防火槽盒結(jié)構(gòu)、尺寸限制，新增加的動力、控制及通信等用途的電纜在橋架上混亂擺放，不同電壓等級、不同用途的電纜同層、交錯穿插敷設(shè)，不符合電纜敷設(shè)的相關(guān)要求（見圖5、圖6）。

圖5 不同用途的電纜穿插敷設(shè)

圖6 凌亂擁擠的電纜隔斷

1.4 電纜防火設(shè)施缺失，存在安全隱患

不同電壓等級的電纜同層布置、在槽盒外隨意分散走線、電纜與油管路相交織的敷設(shè)方式，一方面導(dǎo)致防火設(shè)施無法全面覆蓋敷設(shè)區(qū)域，另一方面本身就存在由于動力電纜過熱著火導(dǎo)致火災(zāi)事故擴(kuò)大的嚴(yán)重隱患（見圖7、圖8）。

圖7 槽盒外的電纜

圖8 與油管路交織的電纜

2 治理項目

鑒于該隱患的嚴(yán)重后果，迫切需要對電纜系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理改造。但該工程項目在國內(nèi)無先例可查，在前期準(zhǔn)備、施工過程方面均無成熟經(jīng)驗可以借鑒，施工過程中存在很大的不確定性。

電纜綜合治理項目主體工程包括橋架改造、電纜改造、機(jī)組調(diào)試、消防系統(tǒng)改造、電纜廊道土建施工。主體施工項目標(biāo)段于2013年2月20日開工，2013年7月4日完成，3臺機(jī)組全部交付系統(tǒng)。工程總計安裝梯級式水平直通橋架5630m，立柱1682m，橋架托臂4405個，防火隔板5602m，敷設(shè)電纜總計10萬余米。

3 治理過程

3.1 方案設(shè)計

由于3臺機(jī)組在電網(wǎng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的重要任務(wù)，為保證工程順利進(jìn)行，在施工方案的設(shè)計方面既要保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，還要兼顧在運(yùn)機(jī)組的安全運(yùn)行。在綜合各種影響因素的基礎(chǔ)上，最終采用單機(jī)逐臺改造與全部停運(yùn)相結(jié)合的施工方案。

總體原則：前兩臺機(jī)組結(jié)合檢修實行單機(jī)逐臺改造但不投運(yùn)的方式，待第三臺機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行整體施工，最后單臺機(jī)組逐步投運(yùn)。該方案一方面保證了系統(tǒng)的備用容量（3臺機(jī)組全停時間短），另一方面保證了施工的順暢、安全性,并有效降低了交叉施工對運(yùn)行機(jī)組的影響。

實施步驟：

（1）3號機(jī)組（結(jié)合機(jī)組A級檢修）原電纜防火材料拆除。

（2）3號機(jī)組原電纜拆除。

（3）3號新橋架安裝、電纜敷設(shè)。新電纜敷設(shè)過程中如遇到墻孔時有兩種方法：

1）清理穿過墻孔的電纜槽盒，新的電纜從槽盒中走過。

2）如遇穿墻孔洞不能通過可擴(kuò)大孔洞，穿過電纜。如遇中控室下面或其他公用設(shè)備橋架，電纜暫時先敷設(shè)在地面并做好保護(hù)。

（4）結(jié)合機(jī)組檢修進(jìn)行2號機(jī)組電纜治理（實施步驟同3號機(jī)組）。

（5）3臺機(jī)組全停。

（6）1號機(jī)組及公用部分同時施工。

（7）3號機(jī)組調(diào)試、投運(yùn)。

（8）2號機(jī)組調(diào)試、投運(yùn)。

（9）1號機(jī)組調(diào)試、投運(yùn)。

3.2 電纜更換具體過程

3.2.1 電纜清查確認(rèn)

（1）前期準(zhǔn)備階段，結(jié)合機(jī)組檢修排查電纜編號、型號、起始端、路徑等并整理成冊。

（2）根據(jù)電纜清冊，逐根進(jìn)行校對、標(biāo)識。

3.2.2 舊電纜拆除

（1）使用驗電器、萬用表等測量工具，采用雙人、雙次確認(rèn)法確認(rèn)無壓、無流后方可施工。

（2）電纜拆除時，為提高工作效率并保證施工安全，按電纜走向?qū)⒆鳂I(yè)人員分成若干小組并設(shè)置一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)一定空間段內(nèi)的電纜拆除工作。

（3）分段拆除法：假設(shè)某空間段內(nèi)某幾根電纜需拆除，則在起點(diǎn)A處設(shè)1人，在A處人員可視處B點(diǎn)設(shè)置第二人，在AB兩點(diǎn)中間設(shè)置移動作業(yè)人員1名。首先移動作業(yè)人員協(xié)助A點(diǎn)人員將電纜清理至B點(diǎn)，經(jīng)AB處人員確認(rèn)后用斷線鉗在B處剪斷，AB段電纜盤成小圈，用10號鐵線捆綁好運(yùn)出；但B處人員要握住斷開處，由前面兩人繼續(xù)拆除BC段，依次進(jìn)行直至拆除整根電纜。拆除過程如圖9所示。

圖9 電纜拆除過程示意圖

（4）拆除過程中不要強(qiáng)行拉扯電纜，嚴(yán)禁未經(jīng)確認(rèn)即盲目從中間切斷電纜。若需拆除電纜壓在其他電纜底部不易抽出時，可在不損傷電纜的情況下，用較軟的麻繩將上部電纜逐段吊起，待抽完電纜后再放下。若上部電纜太多，可先用繩捆綁住，然后用輕型手拉葫蘆吊起。

（5）小組負(fù)責(zé)人要在電纜清冊中及時做好拆除標(biāo)識，確保準(zhǔn)確無誤。

3.2.3 電纜橋架、槽盒更換

（1）舊橋架拆除：電纜全部撤離電纜橋架后，用氣割及手錘、撬棍等工具，拆除舊的電纜橋架，清理至不影響新橋架安裝為標(biāo)準(zhǔn)。作業(yè)現(xiàn)場做好防護(hù)，重點(diǎn)防止火災(zāi)的發(fā)生。

（2）新橋架安裝：審閱設(shè)計圖紙，現(xiàn)場勘查電纜橋架安裝的路徑，按照設(shè)計圖紙施工。

（3）施工過程中，用石棉布等防火材料防護(hù)好沒有更換的電纜并做好標(biāo)識，禁止踩踏電纜。

3.2.4 新電纜敷設(shè)

（1）電纜的規(guī)格型號應(yīng)與設(shè)計一致,數(shù)量應(yīng)滿足負(fù)荷需要。

（2）施工前對電纜進(jìn)行抽檢絕緣試驗，并做好記錄。

（3）電纜的敷設(shè)應(yīng)按照電纜清冊的順序進(jìn)行，按設(shè)計分層擺放。

（4）電纜應(yīng)從電纜盤的上方引出，禁止反方向滾動，應(yīng)避免直接拖拉線盤，確定專人滾動線盤以免線芯受力。

（5）電纜盤的轉(zhuǎn)動頻率由電纜的牽引速度決定，每次牽引的電纜長度不宜過長，以免電纜扭絞。

（6）電纜的兩端應(yīng)留有足夠的裕度。

（7）電纜放到位后，應(yīng)及時從電纜終點(diǎn)整理回起點(diǎn)。

（8）橋架直線段的電纜應(yīng)按順序排列整齊，轉(zhuǎn)彎處的電纜彎曲弧度應(yīng)一致。

（9）電纜兩端應(yīng)用透明膠臨時粘貼標(biāo)簽，標(biāo)識應(yīng)牢固并包含編號、規(guī)格、用途、起點(diǎn)、終點(diǎn)等。

（10）電纜敷設(shè)后應(yīng)在下列各點(diǎn)用導(dǎo)線或扎帶進(jìn)行綁扎固定：

1）水平敷設(shè)電纜的直線兩端及中部。

2）垂直敷設(shè)電纜的每隔1.5m電纜支持點(diǎn)。

3）轉(zhuǎn)彎處的電纜兩端。

4）引入控制盤柜前的400mm處。

5）引入接線盒或端子排前150～300mm處。

3.2.5 回路檢查調(diào)試

（1）電源系統(tǒng)，尤其是直流電源系統(tǒng)，投運(yùn)前其回路必須先經(jīng)過試驗檢查。

（2）信號系統(tǒng)，尤其是中央信號系統(tǒng)，應(yīng)先試驗完畢，為控制、保護(hù)回路的試驗創(chuàng)造條件。預(yù)告信號可在端子排上短接各路脈沖信號源的端子，以檢驗光字牌。

（3）分別檢驗控制回路、保護(hù)回路，同時檢驗其信號回路部分。試驗時，可按展開圖中自上而下的順序逐一進(jìn)行。在試驗保護(hù)回路時，不必每次都動作于斷路器等設(shè)備，只要啟動出口繼電器即可。

（4）進(jìn)行各設(shè)備間的聯(lián)鎖、閉鎖試驗，可先短接或斷開有關(guān)端子進(jìn)行模擬，然后做正式傳動。

4 經(jīng)驗總結(jié)

按工程設(shè)計，本次改造共計拆除舊橋架5200m，安裝新橋架5630m，敷設(shè)電纜10萬m。綜合施工過程中遇到的問題及解決過程，總結(jié)如下經(jīng)驗供借鑒：

（1）電纜清冊整理及臨時電源改造等項目需要結(jié)合機(jī)組檢修等工作先期完成。

（2）針對不能停電的重要負(fù)荷（照明、滲漏排水泵、檢修排水泵、生活水泵、監(jiān)控系統(tǒng)等），需要通過敷設(shè)臨時電源電纜、倒閘操作等技術(shù)手段，保障運(yùn)行設(shè)備的可靠供電。

（3）針對施工過程中交叉作業(yè)存在的風(fēng)險，需要有針對性地制定組織措施、技術(shù)措施及安全措施。可通過增加現(xiàn)場施工監(jiān)護(hù)人員數(shù)量，利用“一人一纜、人隨纜走”的監(jiān)護(hù)手段，杜絕誤操作的發(fā)生。

表1 治理前后現(xiàn)場對比典型照片

（4）對于臨時敷設(shè)的電纜需要按照運(yùn)行電纜進(jìn)行集中管理，防止施工過程中由于電源系統(tǒng)混亂導(dǎo)致的人身、設(shè)備事件。

（5）對于施工單位用電，嚴(yán)格核實用電負(fù)荷容量，選擇可靠電源，按照臨時用電管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化管理。

治理前后現(xiàn)場對比典型照片，如表1所示。

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.電力工程電纜設(shè)計規(guī)范，2007.

[2] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.電線電纜電性能試驗方法，2007.

[3] 中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會.電纜防火措施設(shè)計和施工驗收標(biāo)準(zhǔn)，2001.

張永君（1980—），男，工程師，主要研究方向：水電廠電氣一次設(shè)備檢修維護(hù)。E-mail:zhyjsky@sohu.com

邵明航（1977—），男，工程師，主要研究方向：水電廠電氣二次設(shè)備檢修維護(hù)。E-mail:minghang-shao@sgxy.sgcc.com.cn

Exploration and Application of Cable Comprehensive Management and Construction Process for Hydropower Plant

ZHANG Yongjun,SHAO Minghang
（State Grid XinYuan Baishan Hydropower Plant,Jilin 132000,China）

This paper describes the cable of the comprehensive management of the project construction process, analysis of the preparation, process safety and quality control of key considerations for the power plant put into operation for a long time of cable harness work to provide a reference.

cable; comprehensive management; construction process; key link; note; reference