探讨110kV变电站进线电缆工程的施工方法

张成元

摘 要:在变电站建设中,进线电缆工程是其重要组成部分,与民生和财产安全密切相关。因此,在110kV变电站进线电缆工程施工时,有关单位与人员需把握科学施工方法,以保证安全施工。对此,本文作者主要探讨了110kV变电站进线电缆工程的施工方法,分析了110kV变电站进线电缆工程施工的其他注意事项,以保证电缆工程的质量与安全。

关键词:110kV变电站进线电缆工程施工方法注意事项

中图分类号:TM75 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0116-02

随着经济与科学的不断发展,我国的电力事业也呈逐年上升趋势,这为变电站建设提供不断更新的条件。而变电站进线电缆工程,是一项严谨复杂的工程,尤其是110kV变电站进线电缆工程,更需把握科学、合理的施工方法,处理好各施工环节,从而保证高质高效完工。

1110kV变电站进线电缆工程的施工方法

在110kV变电站进线电缆工程中,首先需做好施工设计工作。相关人员需根据实际加以探究,了解工程施工环境,处理好接地、防雷、路径选择、材料选择等各环节,采取有效方法,以提高施工安全,降低安全隐患,保证电缆工程顺利施工。

1.1 把握进线电缆参数特性

在进线电缆工程施工中,需分析电缆参数特性。而这就需考虑到分布电容对电缆工程的影响。相较于架空线,电力电缆不管是缆芯和护套间,还是缆芯间,其间距都要小。其次,因绝缘材料具有高介电常数,这又致使架空线路的单位长度电容远远小于电力电缆的电容。此外,与架空线路相比,在电力电缆中,其阻抗计算也是存在较大的差异性,这就直接地影响着保护整定计算。通过分析电力电缆的阻抗计算,可得出如下结论。

(1)以电缆金属护套进行单端接地,金属护套内没有感应电流,电缆的正、负序单位阻抗计算和架空线相同。这时短路电流以大地作回路,金属护套内的零序阻抗最大,而电流最小。(2)以金属护套的两端交叉互联或者直接互联接地,护套内的感应电流于金属护套产生的闭环回路中出现与芯线电流反方向的护套电流,同时出现护套损耗,致使线芯的正、负序电阻降低,而正、负序感抗则上升。此时,短路电流经过大地部分则忽略不计,我们可视为短路电流整体都是以金属护套为回路,零序阻抗最小。

通常而言,可利用实测方式得到电缆零序阻抗,而在变电站进线电缆工程中,也可运用近似估算公式。然而,对于套管型电缆,或者布置在铁磁材质中的三相电缆,其零序阻抗计算则较为复杂,还需结合所处磁场中的导磁率。

1.2 灵活运用进线电缆的不同接地形式与方法

在110kV变电站进线电缆工程中,电缆的接地形式是多种多样的,施工人员需把握正确的方法,以保证安全施工,避免安全隐患。

1.2.1 保护接地

保护接地即正常情况下未带电,却在绝缘材料破损后,亦或其他情形下也许带电的那些电器金属部分通过导线和接地体相连接的保护接线形式。其目的是避免线路杆塔、配电设备的构架、电气设备的金属外壳等带电而危害设备与人身安全而进行的接地。保护接地通常适合配电变压器中性点未直接接地的供电系统,当电气装置由于绝缘破损而漏电时,可确保其形成的对地电压在安全范围内。

(1)低压系统装置接地。这一接地方式有五种形式,如IT系统、TT系统、TN2C系统、TN2C2S系统、TN2S系统。在变电站工程建设中,最为科学的形式是TT系统。其原因在于这一系统中,PE线是直接接地。而变电站保留着齐全的接地网,便于接地网与PE线的连接。此外,外露设备导电部分可能和PE线进行直接接地,当PE线与电源零线隔开之后,可较大地保护触电保护器的准确动作。(2)高压系统装置接地。其原则是一个装置或者一组相连的装置通过一根引下线进行独立接地。偶尔需以两根接地线来分别接地,尤其是具备二次元件的一次装置。通过这些方法,可以有效预防不良现象,如二次装置毁坏、出现一根接地线断裂、出现高压电穿身二次回路等。

1.2.2 工作接地

工作接地,也称为配电系统接地,即在TNCS与TNC系统中,为了让电路或者装置实现运作所需的接地,在实际施工中有较为广泛的运用。如通信电源正极接地、变压器中性点接地、直流绝缘监测接地等,这种接地方式能够就近而直接接在主接地网上,还可通过一定阻抗后再加以接地。其主要作用是维护系统电位稳定,也就是降低低压系统从高压窜入低压系统形成的过电压而导致的危害。其次,工作接地在配电网单相故障接地时也有控制电压升高的功效。若无工作接地,当产生单相接地故障时,变电站中性点对地电压会接近相电压,而其他两相对地电压升高后会接近线电压。

1.2.3 防雷接地

防雷接地有两个概念:第一,防雷。即避免因雷击而产生损害;第二,静电接地,避免静电造成危害。换而言之,即把防雷电保护装置,如避雷器、避雷网、避雷线、避雷针等,向大地泄放雷电流的防直接雷的接地方法。在接地过程中,防雷接地应坚持就地原则,同时尽可能地距离电气没备远点。对户内变电站来说,通常采取于房屋顶部加以防雷、避雷的方法,其原因在于场地空间因素,避雷带引下线难免会和建筑中的金属体以及其他的接地体产生碰撞,所以,只能实施等电位这一方法,把墙体金属件与每层楼面相连接,构成一个整体。

1.2.4 屏蔽接地

屏蔽接地即于屏蔽体与地或者干扰源金属壳体间进行的永久良好的一种电气连接。主要目的是把电气干扰源引向大地,可抑制住外来电磁对弱电设备的干扰,降低弱电设备形成的干扰,防止对其他弱电装置起不良影响。通常而言,屏蔽接地可分为低压电缆屏蔽层接地、弱电装置的外壳上与箱、柜、屏的接地、建筑屏蔽接地三种接地方法。其中,低压缆屏蔽层难以接纳大电流,其原因在于短路电流流入接地网时,若发生分流,则会损坏电缆,并影响着电子装置的使用。所以,低压电缆屏蔽层仅能一端接地。同时,大量控制电缆主要源于干高压配电设备,若因故障导致高压电传至控制电缆,则会危害二次装置,所以电缆控制屏蔽层需在二次装置的环形接地网上进行接入,而自动通信电缆需在保护屏上接地铜排这一地方进行接入。而屏蔽接地于二次设备中的电缆入口之处,能把强电干扰信号防于二次设备之外。同时,若想屏蔽效果更好,则需于配电设备处尽量穿钢管埋地敷设。

1.2.5 逻辑信号接地

逻辑信号接也称作数据线接地与信号接地。在逻辑信号接地时,3v或5v的工作电压则能符合微机系统的需求,而其数字钟频率由MHz到GHz。当远距离外围设备与设备外的数据线进行通信时,数据线中的各种电位会给设备提供低阻抗,产生瞬时电噪声以及高频电噪声。当然,信号接地万不可乱接,否则电压或低噪声会导致数据中断,而高瞬间电压会损坏芯片,这就妨碍了微机系统顺利运作。而设零电位母线则能有效解决弱、强电接地乱接问题。在具体的操作中,还需加以优化。

(1)需保持强电接地与母线接地点的较大距离。多数设备接地时往往采取就近原则,然而强电接地与母线接地时却需较大距离,以防止强电影响弱电,同时,弱电接地须与防雷接地远离。(2)接地母线耐压值需等于或高于弱电装置耐压值。因为该母线为专用接地设备,所以非接地部分须绝缘于主接地网、大地,同时使用热塑套绝缘,以使耐压值等于或高于弱电装置耐压值。(3)接地母线需严禁发生一次与二次设备接地。如果将接地母线与二次保护接地相连,则会穿过电流互感器一次绕组、二次绕组,增加母线电位,威胁到弱电设备。(4)接地母线需有合理长度。这就需依据实际情况进行分析,接地母线不可过长,以降低一次电流形成的感应电势。而长度大的通信线路一般选用光缆。而较长距离的开关室则分片装置接地母线。

1.3 优选110kV变电站进线电缆接地材料

在110kV变电站进线电缆工程施工设计中,还需综合考虑接地选材。一般而言,钢材使用最为普遍。而当短路电流太大时,可选用铜材进行接地,以降低变电站施工难度。在腐蚀方面,则取决于实际土壤环境。由一些投运时间持续长的接地网看,一些钢材仍旧完好,仅仅在空气接近点与焊接点才发生锈蚀,或者少数出现严重锈蚀。可见,在工程施工设计时,相关人员应结合腐蚀情况,依据具体腐蚀数据对施工材料进行选择。同时,有关部门还需调查研究材料生产,为施工单位提供实际的、科学的资料,从而预防腐蚀。对此,笔者总结如下。

(1)增加截面。由于截面太大,会造成施工阻碍,所以不适用于严重腐蚀地区。(2)防腐涂料。材料价格较廉,且施工工艺也较为简单。其不足点是使用寿命不长,持续时间不长,所以,使用效果并不大理想。(3)镀锌。这适用于一般腐蚀地区。对重盐碱地区则不适合,如化工厂、沿海地区等。(4)铜材料接地。主要包含铜包钢、伞铜线以及全铜线。其中,铜包钢,是在接地钢材之外复上一层厚度为lmm的铜;而伞铜线与全铜线适用于接地设备,如扁铜、铜绞线。对于铜接地,其工艺方式主要为火泥熔焊,这一方式利用了化学反应(放热反应)时产生的超高热使接头展开内钢铜互融,从而达到熔接。

2110kV变电站进线电缆工程施工的其他注意事项

2.1 了解施工内容

变电站进线电缆工程施工的主要内容有电气装置安装、钢结构吊装、基础与钢筋混凝土结构等工程。

(1)基础设备都是清水混凝土,以使表面光滑、平整,且没有气泡;基础设备边角选用圆角工艺,不但大方美观,还可防止因碰撞而导致崩角;构件外墙抹灰尺需与贴块外墙尺寸模数相符,同时外墙的阳角、门顶、窗顶等需是整砖,以确保耐用美观;电缆沟盖板、沟压顶都可通过角钢收边或角钢护角,以防止边角崩烂。同时,不规则或转角等异型沟板都可做为固定板,统一活动盖板的尺寸分类,而盖板编号则可以不锈钢排,使其耐用而美观;道路侧支模需具有较强的稳定性、可靠性,且有准确的尺寸,以使路侧美观而平直。路面表层则以机械切纹与抛光,不但可防滑,还避免路面起沙,提高路面硬度,增强磨性;主设备需牢固安装,具有良好性能,没有渗漏油状况;而屏柜垂直误差小、排列水平、美观且整齐。对于110kV管母线,可使用镁铝合金而制的管母专用破口机与切割机,以保证管母平整、整齐,而切口垂直于管轴线。(2)设备接地线需规范、齐全,同时牢靠焊接。而户外接地线接口应处在相同的水平高度,同时,相同类型的接地线搭接、敷设方式需一致而整齐;变电站相色标示可选反光贴纸,这比油漆标示更为耐用,更为美观;电缆敷层次分明,牢固绑扎,屏柜的二次接线电缆需清晰、整齐排列,每一电缆芯线需单独扎成束,同时电缆之间应有一定的空位,芯线竖直横平,以便于查线。而电缆标志也需清晰、齐全,且具有美观性;此外,还需认真做好电缆孔洞的封堵以及隔离防火工作,而防火堵料需具有清晰边界、方正棱角、统一形状,兼顾工艺与实用效果。(3)注重施工质量与安全管理。施工质量管理需严格按照ISO9001体系标准,坚持“质量第一,用户至上”思想,认真落实施工全过程中的质量控制,以保证工程符合精品工程要求。而在安全管理方面,相关部门需贯彻ISO14001与OHSAS18000标准,制定安全制度,进行安全教育,完善安全检查方法,保障设备安全、人员人身安全,保护环境。

2.2 做好施工方案预算

在110kV变电站进线电缆工程施工中,还需做好施工方案预算,以提高施工效益。第一,建立适宜的报价班子。若报价班子经验丰富,则可合理报价,有利于中标率的提高。第二,认真分析工程量清单与报价说明。对于有疑问的报价说明、工程招标图纸、清单注释,相关人员需进行验算,以避免浪费资金。第三,管理与控制竣工验收中的工程项目成本。在竣工验收这一阶段,应认真完成收尾工作。其内容如下:及时清理材料、机械、人工与临时设施等,可转移的则转移,需清退则马上清退,从而降低成本与费用;全面核对余下的工作量,避免遗漏;其次,对工程变更情况,需准备有关材料以及时提交变更请求;技术人员于规定时间内做好竣工验收工作。第四,做好项目工程竣工成本决算。

3结语

总之,在110kV变电站进线电缆工程施工时,相关人员需熟悉施工内容,处理好各环节的施工,根据实际环境,选取科学、合理施工方式,选用进线电缆的不同接地形式与方法。同时,注重工程施工中的质量与安全管理,以保证工程高质、高效完成。

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