林成傳,慕仲錕
(中國水利水電第十六工程局有限公司,福建 福州 350000)
津巴布韋卡里巴南岸擴機工程,位于贊比亞和津巴布韋兩國交界處—贊比西河上的卡里巴水庫南岸津巴布韋境內(nèi)。原地下廠房安裝6×125 MW混流式機組,現(xiàn)擴建2×150 MW混流式機組,為了減少開挖,主變安裝于地面,從發(fā)電機至主變低壓側(cè)的主回路,采用18 kV離相封閉母線,通過140 m母線豎井聯(lián)接。
離相封閉母線由三相獨立的導(dǎo)體組成,每相都有非導(dǎo)磁的金屬外殼。導(dǎo)體由純鋁板材卷制而成,與外殼之間用絕緣子支撐。外殼是圓筒狀的,末端由短路板連接并接地(通常是一點接地)。母線豎井里安裝鋼梯、檢修平臺、通風(fēng)、照明、消防管路、電纜橋架等(圖1所示母線豎井吊裝布置圖)。
圖1 母線豎井吊裝布置圖
(1)由于地質(zhì)開挖原因母線豎井開挖、襯砌等工作嚴(yán)重滯后,影響電站發(fā)電工期;
(2)母線豎井里鋼樓梯,平臺、通風(fēng)、照明、消防管路、電纜橋架涉及到各專業(yè)工程施工 ,交叉作業(yè)嚴(yán)重,需要合理統(tǒng)籌各專業(yè)間工序施工;
(3)140 m垂直高度母線如何吊裝;
(4)狹小空間母線焊接問題;
(5)高空作業(yè)如何保證質(zhì)量、安全。
針對母線豎井空間窄小,涉及到專業(yè)多,設(shè)計圖紙很難體現(xiàn)設(shè)計各部門空間或構(gòu)件相互之間關(guān)系,在基礎(chǔ)預(yù)埋前,項目部利用三維設(shè)計展示各設(shè)備之間布置,而且還要考慮以后安裝方便。由于豎井中分相母線出廠都是每節(jié)6 m制造,所以在基礎(chǔ)埋件預(yù)埋時,我們進行設(shè)計優(yōu)化修改,把分相母線基礎(chǔ)埋件安裝高于平臺基礎(chǔ)0.8~1 m,這樣以后分相母線焊接時,焊接人員就可以站在平臺上焊接,不僅節(jié)省腳手架搭設(shè),而且焊接人員操作更方便、安全。
對于各專業(yè)施工先后,要考慮相互之間施工方便、安全。本項目部根據(jù)現(xiàn)場實際情況,調(diào)整了原施工方案,在埋件完成,土建具備安裝工作面后,按照鋼樓梯、平臺、平臺欄桿施工→永久照明電纜敷設(shè)→臨時照明安裝(照明線利用永久照明線) →管路、電纜橋架、分相母線等基礎(chǔ)安裝→消防管路安裝、壓力試驗→豎井段分相母線吊裝焊接、耐壓試驗→風(fēng)管安裝→電纜敷設(shè)。這樣施工安排:一是利用永久鋼樓梯上下通道;二是利用永久照明電纜當(dāng)做臨時照明電纜使用,不僅節(jié)約成本,而且節(jié)約施工時間;三是利用風(fēng)管洞口作為吊裝焊接設(shè)備通道,由于分相母線采用氬氣保護焊,焊接設(shè)備加上氬氣瓶有好幾百公斤,利用風(fēng)管洞口,用吊籃裝上焊接設(shè)備,通過卷揚機上下起吊焊接設(shè)備;四是電纜敷設(shè)施工放在最后,防止焊接火星對電纜損傷,也是對成品保護考慮。
為了在高空中方便調(diào)整,在吊裝前先對外殼圓度進行整圓,并對導(dǎo)電體進行定位,離相封閉母線在運輸、吊裝過程中容易發(fā)生碰撞,造成殼體部分區(qū)域內(nèi)凹,影響整體圓度及美觀,且導(dǎo)體安裝需進行定位調(diào)整,如定位不準(zhǔn)確造成導(dǎo)體錯牙影響焊接外觀。常規(guī)的處理方法是用千斤頂配合手錘敲擊進行殼體調(diào)圓、導(dǎo)體定位。應(yīng)用該種方法進行處理時,工作效率低下,并且容易造成母線殼體內(nèi)部油漆脫落,同時可能因定位不準(zhǔn)確造成導(dǎo)體錯牙影響焊接質(zhì)量。因此根據(jù)母線實際尺寸制作出來一種新型母線調(diào)圓、定位專用工具,可以對母線進行調(diào)圓、定位調(diào)整,在安裝過程中,解決了母線殼體整體圓度及導(dǎo)體定位問題。
原施工方案以發(fā)電機B相和主變B相套管中心線為基準(zhǔn),從發(fā)電機出口往主變低壓側(cè)安裝。由于制約整個項目進度主要在豎井段安裝,所以我們工序改為,豎井段兩臺機組共6×140 m全部安裝完成,再安裝水平段,騰出豎井空間給后序的設(shè)備安裝,減少相互制約干擾。
原母線吊裝在基礎(chǔ)槽鋼安裝完成,逐節(jié)吊裝點焊掛耳,再吊開焊接,這樣工序繁瑣,且浪費吊裝時間。為了節(jié)約吊裝時間,我們制作一模具,模具上的孔距與基礎(chǔ)槽鋼上的掛耳孔尺寸一樣,然后用螺栓把母線掛耳擰緊,根據(jù)測量高度,先在平地上逐節(jié)把掛耳焊接好,安排白天吊裝,每節(jié)吊裝到位后,用螺栓把母線通過掛耳固定在基礎(chǔ)上,晚上調(diào)整,焊接。這樣施工工序比原計劃節(jié)約了一半時間。
母線掛耳焊接完成,清理、檢查筒體內(nèi)部是否有雜質(zhì),瓷質(zhì)絕緣子是否有損壞、依據(jù)GB/T 8349-2000《金屬封閉母線》現(xiàn)場試驗要求,應(yīng)測量金屬封閉母線每相導(dǎo)體對外殼(地)間的絕緣電阻。采用電壓為2 500 V及以上的兆歐表,測試結(jié)果不能小于100 MΩ。
做好記錄,合格后裝上夾具和調(diào)圓工具,進行吊裝。
母線定位調(diào)整好,焊接前用石棉布作好防護,防止焊接時飛濺物損傷導(dǎo)體、外殼、瓷件和金具等。焊接面或坡口處,在焊接前要用不銹鋼絲刷除去表面的氧化膜,然后用酒精或其他清洗劑擦凈,方可進行焊接。導(dǎo)體焊接完做磁粉探傷試驗檢查,合格后,調(diào)整外殼連接套與另一外殼對準(zhǔn),然后焊接外殼體。
母線垂直段安裝完,在安裝水平段之前,要對140 m垂直段整體做絕緣和1 min工頻耐壓試驗。目的是為了確保垂直段安裝質(zhì)量。按GB/T 8349-2000 《金屬封閉母線》現(xiàn)場試驗要求,應(yīng)測量金屬封閉母線每相導(dǎo)體對外殼(地)間的絕緣電阻。采用電壓為2 500 V及以上的兆歐表,測試結(jié)果不能小于50 MΩ。安裝后的額定工頻干耐受電壓值為相-相(地)57 kV/50 Hz耐壓值的75%,即42.75 kV/50 Hz(選取43 kV/50 Hz),持續(xù)時間60 s。
140 m母線豎井施工方案,是項目部集思廣益、在廠家提供安裝手冊基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件,不斷探討優(yōu)化的結(jié)果,由于采用了合理施工方案優(yōu)化,不僅降低了施工成本,更是大大提高現(xiàn)場施工安裝進度,比原計劃施工節(jié)約將近一半時間,確保了電站如期發(fā)電,對今后水電站建設(shè)施工中,類似情況母線安裝,具有一定的參考和應(yīng)用價值。