对某110kV电缆工程施工及问题的探究

　　摘要：本文就110kV电缆工程建设中从技术层面以及管理角度出发,探讨如何做好110kV高压电缆工程的建设管理工作,提高高压电缆线路的建设质量,从而更好地满足电缆供电的可靠性要求。
　　关键词：110kV；电缆；施工；问题
　　引言
　　随着城市建设的快速发展，城市用电量也迅速增长，新增供电线路的建设是必不可少的、但限于城市规划、环境景观、线路走110kV架空输电线路的建设受到了限制，城市建设要求供电线路越来越多地采用高压电缆改为地下电缆敷设。高压电缆的敷设里程越来越长，而且增长速度越来越快，并相应地担负起主干线路的作用，因而对其供电可靠性的要求就越来越高。根据对高压电缆故障成因的分析统计，有相当比例的电缆故障原因，追根溯源是因电缆施工过程遗留问题引起，故应在建设过程中发现并解决。为了提高电缆供电可靠性，降低高压电缆故障率，做好高压电缆工程建设管理是十分必要的。
　　1.工程概况
　　在某220kV变电站至某110kV变电站输电线路全部采用电缆方式，本期建设两回电缆线路，电缆路径3.852km，采用ZR-YJLW02-64/110－1×800mm2电缆共24268米，电缆采用2个交叉互联段连接方式，共制作GIS电缆终端头6个、电缆绝缘中间头24个、电缆直通中间头12个，交叉互联箱8个、接地箱6个、240mm2接地电缆400米、240mm2同轴电缆400米，敷设敷设36芯光缆4.1km。
　　2.施工机械
　　110KV高压电缆敷设必备机具主要包括:电缆输送机、电缆支架、牵引机、滑车、输送机控制电源箱、动力及控制电缆等。
　　2.1电缆输送机
　　电缆输送机的配置一般考虑如下几点:
　　（1）电缆输送机是电缆敷设的核心设备,主要参数包括输送速度、额定输送能力、外形尺寸,电缆外径适用范围等。输送速度要求6m/min。
　　（2）根据设计所提供的电缆分盘情况，每单根长度640m左右,而每个电缆井(80m左右)均应放置电缆输送机,在转弯井处尽可能多布置1台,综合考虑每根电缆施工共需要10台(包括2台备用)电缆输送机,就可以满足施工需求。若通道的转弯较少,可减少输送机的数量。
　　（3）输送机型号主要有80-150、70-180等，据调查一般110kV高压电缆外径在80～110mm之间，因此，输送机可调范围80～110mm可满足一般施工需求。70-180机型为管道型输送机，外形尺寸较小，下井方便，户外也可使用,一般井口直径0.75～0.8m，户外型输送机无法进人，可选此机型。
　　2.2总控箱和分控箱
　　总控箱设置在两端时,由于220V供电线路引起电压压降，造成末端输送机电压过低，输送功率达不到额定出力，出现输送机不同步现象，对电缆容易造成伤害。故应把总控箱放置在中间位置的电缆井内，每台输送机配置1个分控箱。
　　2.3动力电缆和控制电缆
　　所有分控箱与总控箱之间都有动力电缆和控制电缆相连接,特别注意动力电缆如果截面不足,电压降落较大,影响输送机同步。控制电缆选用铜芯4×1.5mm2的电缆即可，电源至总控箱动力电缆选用铜芯4×25mm2的电缆,分控箱间的联络电缆选4×6mm2铜芯电缆。
　　2.4滑车、牵引机、电缆放线架的配置
　　滑车从材料上分有全铝滑车和钢滑车,从功能上分有直滑车、转弯滑车、井口滑车等几种。全铝滑车轻便耐用,适宜选用。因现阶段的通道一般情况下埋管的,滑车使用量较少,一般在电缆入口处及终端出口处使用,直滑车数量控制在20个,转弯滑车需配置10个;井口配置2个四轮型滑车,具有固定电缆、防止电缆与沟壁相碰及输送的作用;一般情况下,配置牵引力1t的牵引机,并配套1个拉力计,并将拉力计放置于牵引机末;电缆端部可用人力掌握方向,电缆放线架可选用五轮液压式,提升质量应达到15t。牵引电缆用的钢丝绳,安全系数宜取5—6,且不能有扭折。
　　3.施工技术力量的组织
　　3.1人员组织
　　根据现场调查和工程情况以及工期的要求，成立项目部选派2个施工队和1个汽车队进场施工和运输。
　　3.2人员配备情况
　　人员配备情况，工程施工中，项目部计划投入管理人员6名，技术工人20人，普通工人30，合计56人
　　4.施工措施
　　4.1电缆输送方向的选择与分析
　　敷设电缆时，电缆输送方向的选择非常关键，一般按电缆排管时的顺方向，这样既省力且不易损伤电缆，应合理安排输送顺序，最好按连续输送区段安排,可减少输送机搬运次数，提高工作效率。在施工方案中应制作施工路径图,且标明电缆通道的顶管位置。
　　4.2电缆敷设前管道的清通
　　电缆在敷设前，应排除沟井内的浊气，并将电缆井、排管内的积水清理干净，对电缆排管进行穿通、清理尤其是预埋已久的管道,应进行通管试验并反复冲刷，清理干净管道内的硬物颗粒及毛刺，防止损伤电缆外护套造成电缆金属护层接地，具体如下图所示工具进行穿通清理。
　　                                 
　　4.3电缆敷设
　　1）为保证本工程施工进度采用机械展放电缆。展放电缆时，必须有明确的信号，统一指挥，统一行动，使用对讲机传递信号应良好清楚；注意控制牵引力及牵引速度，电缆转弯时，为避免PE外护套或波纹铝护套的损伤,必须控制其弯曲半径不得小于允许值。若电缆发生二次转弯时,其弯曲半径应满足下式要求:
　　                 
　　式中:R—电缆允许弯曲半径20d(d为电缆直径)
　　X—电缆连续2次转弯宽度
　　2）排管的电缆敷设应从上敷设到下,这样能避免在敷设过程中对已敷设完成的电缆造成损坏,并且才能在工作井上放置电缆输送机。
　　3）机械敷设电缆时，应在牵引头或钢丝网套与牵引绳之间装设能消扭的活节与电缆头连接，严防电缆扭曲，如下图所示。
　　                        
　　4）电缆进出电缆井口及电缆保护管口时，要做好防护措施，电缆井口设置入井导向装置，导向装置应安装牢靠。电缆管口安装喇叭形保护装置并涂以滑石粉或者黄油润滑以方便施工及避免损伤电缆。
　　5）电缆放线架应放置稳妥，钢轴的强度和长度应与电缆盘重量和宽度相配合，敷设电缆的机具应检查并调试正常，电缆盘应有可靠的制动措施；
　　6）电缆敷设时，不应使电缆在支架上或地面上摩擦拖拉。电缆上不得有铠装压扁，电缆绞拧，护层折裂等机械损伤。
　　7）电缆敷设后应使用2500V摇表遥测金属护层对地绝缘电阻，如有应电缆外护套破损造成金属护层对地短路的应寻找出故障点加以处理。
　　4.4电缆盘失控的解决
　　展放过程中,由于电缆自重较大,极易出现电缆失控现象(自动溜放)，故电缆盘应配备制动装置，它可以保证在任何情况下能够使电缆盘停止转动，有效地防止因电缆盘失控而损伤电缆。
　　4.5防止电缆局部受损
　　1）为防止电缆局部受力过大而损伤电缆，应控制最大牵引力（铜芯电缆不大于70N/mm2）。电缆转弯处，按牵引力=侧压力×转弯处弯曲半径进行控制，电缆侧压力控制在3kN以下。电缆展放过程中,技术人员应首先对侧压力进行检测，如侧压力大于3kN，应及时增加电缆输送机及调整转弯半径。
　　2）计算电缆转弯处的弯曲半径是否符合要求,电缆最小允许弯曲半径为20d,其中d为电缆直径,如不满足弯曲半径电缆极易受损，应在电缆转弯处预先安置转弯滑车,以支撑电缆及导向,，转弯处输送机与电缆滑车应比平地上略密一些，并设专人监视，防止电缆弯曲半经过小或撞坏电缆。
　　（3）总控箱与分控箱、各分控箱之间均通过控制电缆连接,自动控制启动和停止。某台输送机故障,发信号至总控箱,则总控箱、分控箱跳闸,输送机停止,从而保证电缆不会因为某台机械故障,导致其他输送机对电缆的脱拽、挤兑,致使电缆外皮受伤。若不接控制电缆而仅依靠经验感觉控制,极易造成电缆损伤。
　　4.6电缆敷设后的调整与固定
　　在电缆敷设完毕后,为调节温度变化引起的热胀冷缩,一般情况下,电缆不能拉太直，现场技术员负责核对每段电缆敷设后的排列方式与顺序，并在电缆的两头、拐弯处、竖井处、电缆层处、工作井等地方做好电缆编号、相序等标识，以方便后续施工工作。电缆调整完毕后，在电缆首末两端使用电缆三相或单相卡具及橡胶垫，对电缆进行固定，固定的夹具不应构成闭合磁路。
　　4.7电缆附件的制作安装
　　电缆附件安装是电力电缆工程施工中最为关健的工序，其安装质量关系着电缆线路是否能够长期安全、稳定运行。因此，在施工技能、工艺、环境以及附件制造的质量要求都较高，制作电缆头时,其空气相对湿度宜为70%及以下，制作电缆中间头时，由于在井内作业，空气相对湿度超过70%者，应进行去湿处理（加热电缆、升高环境温度或利用去湿机）且要求通风良好；制作终端头时,应搭设临时工棚,保持环境清洁，防止尘埃、杂物落在绝缘表面而污染绝缘表面，夏季施工接头人员应戴手套，温度宜为10℃~30℃。电缆附件制作前应对电缆加热调直以消除电缆内因放缆时扭曲而产生的机械应力及电缆投运后因绝缘热收缩而导致的尺寸变化。电缆加热调直时严格按照工艺要求控制加热温度（70°～75°）及加热时间（3h）。中间头从开始剥切到制作完毕必须连续进行，一次完成，以免受潮；对于接地系统，注意区分交叉互联箱与接地箱的不同点，安装交叉互联箱时，确定电源侧和负荷侧，明确正接线还是反接线。
　　制作安装电缆附件时，应严格按照厂家提供的安装工艺图纸和操作规程进行。
　　4.8现场试验
　　现场试验主要包括护层保护器及交叉互联箱、电缆外护套试验和竣工耐压试验，需注意以下几点：
　　（1）电缆运输到现场，拆包装后(电缆展放入井口前)进行外护套泄漏试验,施加位置为外护套对地，正常情况下泄漏电流不大,若泄漏电流很不稳定、随试验电压升高急剧上升、随试验时间延长有上升现象的,必须查明原因,否则不能再进行下道工序。在正常工作位置测量交叉互联箱连接片的接触电阻，接触电阻不应大于20μΩ。
　　（2）电缆展放进入管道,调直、上架正位、固定后,在制作中间头、终端头之前,进行外护套绝缘电阻试验,施加位置为外护套对地,但测出数值只作为参考值,不作为判断标准,实际操作中是作一次外护套试验来判定电缆展放过程中是否发生过电缆外皮损伤。
　　（3）电缆中间接头、终端头、接地箱安装完毕后,再进行一次外护套泄漏试验,施加位置为外护套对地,同样泄漏电流不大。
　　（4）主绝缘交流耐压试验,试验电压为1.2u0(即132kV),持续1h,电缆在空载耐压情况下,有较大容抗,试验设备需配足电感进行补偿,电缆越长,需配套的电感补偿就越大。当电缆的长度较长而使试验设备不具备试验时,可以对电缆施加正常系统对地电压24h方法代替交流耐压试验。
　　5.结束语
　　4.1积极参加施工图会审，认真熟悉和审阅图纸，了解设计图纸、设计说明及关键部分的工艺质量要求，发现问题及时反映妥善处理，施工过程中，加强现场的施工技术指导，健全技术资料档案，确保技术资料及质量记录、施工日志的完整、准确。。
　　4.2开工前，对工程做好充分的组织和技术准备，编制完善施工计划，做到工序流程科学合理、衔接紧密，施工人员分工明确，各尽其责，以保证工程顺利进行。
　　4.3电缆敷设前,应对路径进行勘察,以便制订施工措施,特别是有顶管的电缆通道。若现场条件满足,最好能将电缆放置于顶管入口处附近的位置分两边进行敷设,这样只通过输送机就能将电缆送入顶管管道至顶管管道(弧形路径)的最底端,然后才启动牵引机,为此能避免牵引绳对顶管管道造成损坏,从而损伤电缆。
　　4.4工程各施工工序及特殊施工项目开工前，必须对全体施工人员进行安全技术措施交底。一切施工活动必须有安全措施，无安全措施或未经技术交底不准布置施工。
　　4.5制定并实施经济承包责任制，明确各部门和人员的职责、权力和相应的奖惩办法，加强监督检查和协调管理，充分调动施工人员的积极性，做到施工安全、质量稳定、消耗少、进度快。
　　4.6在工程中全面贯彻GB/Tl9002-ISO9002质量体系，保证施工质量达到标准要求，杜绝返工。
　　4.7临时工安全意识差，易发生安全事故，因此，对临时工要进行安全教育，工作时要有正式工带领，不准单独从事技术、危险工作，纳入职工范围进行安全管理。
　　4.8在工程竣工验收、移交前，要制定本工程的防护措施，确保工程质量在交付前得到有效的防护。工程完成并经“三级检查”，资料完整齐全，确认工程质量达到国家标准、规范、设计要求及合同规定的有关条款，做好工程交付的准备工作。
　　工程竣工后，在竣工验收前15天提交三份完整的竣工资料，并在竣工验收前5天提交竣工验收报告。