老旧变电站电缆沟支架更换实施方案探讨

吴雪峰，高 川，郑晓明

（金华电业局，浙江 金华 321001）

0 引言

电缆沟是变电站必不可少的基础设施[1]，敷设的电缆涉及继电保护、自动控制、通信、测量和计量等设备，是变电站的神经中枢，一旦电缆发生故障，不仅检查处理工作难度大、时间长，还可能使继电保护或控制回路失效，造成事故扩大甚至损坏主设备。

随着金华电网所辖变电站运行时间的增长，电缆沟支架逐渐出现腐蚀老化现象，加上多次改造升级，电缆排列凌乱异常，恶劣的电缆沟环境也加快了电缆老化的进程，存在着巨大的安全隐患，严重威胁着变电站的安全稳定运行。近年来老旧变电站都将面临改造，而目前电缆沟的现状却难以满足改造时的施工要求。本文结合220 kV金华变电站的改造经验，就当前老旧变电站电缆沟的运行现状及整治实施进行了分析探讨。

1 运行现状

1.1 电缆沟现状

老旧变电站基本上已经运行二十多年，以金华变电站为例，其二次设备从电磁型保护到晶体管保护、过渡型集成保护、微机保护以及保护自动化一体的综合自动化装置，经历了多次改造升级，电缆沟内十分拥挤，大量电缆盘根错节，电缆支架锈蚀不堪，很多部位已经断裂，无法满足承重需要，大量运行电缆积压在电缆沟底部，长期被雨水浸泡，加速了电缆老化，且破损电缆支架的锐利断口也很可能伤害电缆。

1.2 改造的安全风险

电缆沟支架改造工作的最大难点是无法有效把握安全风险。运行二十多年的变电站经过几轮的设备改造后，电缆沟内的各种电缆不仅数量众多，而且排列混乱，交叉敷设，大量废旧电缆没有及时清理，使本来就狭窄的空间更加拥挤[2]。因电缆支架塌陷又有大量电缆落在电缆沟底部，与污泥和雨水混在一起，导致工作人员没有落脚之处，无法保证不踩踏到运行的电缆上。

原有电缆支架均采用电焊的方法固定在电缆沟两侧，如果要拆除，需要采用电动切割工具，而在堆满运行电缆的电缆沟里进行切割，难度和危险性很大。

2 更换支架的关键措施

2.1 研制活动电缆支架

从电缆沟运行现状和支架改造更换所存在的安全风险分析可知，更换电缆沟支架的前提是提供适合工作人员进行安全施工的空间，这既包括人员的安全也包括运行设备的安全。为解决这个问题，通过试验专门设计了一种具有针对性的专用工具，即活动电缆支架，如图1所示。

图1 活动电缆支架

2.2 电缆支架应用复合材料

为了彻底解决原有电缆支架易腐蚀且安装维护困难等问题，设计采用新型复合材料电缆支架，其力学特性、电气特性等均优于原有的电缆支架，性能指标对比见表1。

（1）力学特性：结构独特，具有强大的支撑力；机械强度好，能承受更多电缆，实现更长的悬空距离。

（2）电气特性：绝缘性能好，能彻底消除环流产生，无涡流损耗，保护电力电缆；耐水、耐油，在酸、碱、盐环境中不会腐蚀，不锈蚀、不霉蛀；防火性能好，难燃、低烟、无卤、无毒。

表1 复合材料支架与原有支架的指标对比

（3）工艺特性：表面光滑，减少因电缆与支架之间摩擦而对电缆造成的损伤；多孔位设计，电缆摆放固定、方便有序、整齐美观，便于检修；采用方形结构，适合建筑施工，合理便捷，美观防滑；具有地下50年、地上30年的超长寿命，经久耐用。

由表1可以看出，新型复合材料支架重量更轻，性能更好，全寿命使用成本更低，还大大降低了更换电缆支架所带来的安全风险，因此采用新型复合材料支架改造老旧变电站电缆支架将大大提高施工效率，保证安全可靠。

3 支架更换实施方案

3.1 活动电缆支架安装

（1）将活动电缆支架的支撑大梁放置在原电缆支架间隔之间，调节卡槽固定板进行固定。

（2）移动活动悬挂臂到合适的位置（其高低左右位置均可调整），到位后用扳手旋紧活动悬挂臂上方的固定螺帽，保证其稳固可靠。

（3）用同样方法等距（一般约为2 m）安放若干活动电缆支架，然后将原电缆支架上的电缆平行移到活动电缆支架上，电缆转移完毕后在电缆支架上安插活动电缆固定板。

（4）整排运行电缆移出后可以腾出较大的空间来拆除老、旧支架和安装新电缆支架，整个施工过程高效快捷，安全可靠。

3.2 抽除旧电缆

因经过多次改造升级，退出运行的旧电缆未拆除回收，新电缆直接敷设在旧电缆上，多年的积累导致电缆沟内电缆杂乱无序，有些退出运行的旧电缆解开（或剪断）一端后，被随意抛弃在电缆沟内，而另一端却还与原设备（或电源）连接，使电缆仍带有一定的电压，一旦遇到雨水，电缆断开处就会对地（或电缆钢铠）放电而产生电弧，对运行中的电缆构成严重威胁。为了适应老旧变电站技改工作的需要，可以在支架更换过程中将退出运行的旧电缆抽除。

具体步骤是：将运行电缆平行移到活动电缆支架上后，进行旧电缆抽除工作。抽除旧电缆前需用万用表确认电缆无交/直流电压，解开所有捆扎部位，固定好运行电缆，小心轻拉，防止带动运行电缆。旧电缆抽除时在同一电缆上必须要有两人协同工作，且有专人监护。

3.3 固定永久支架

复合电缆支架采用轻质材料制作，现场安装时采用16号不锈钢膨胀螺钉固定，螺钉预埋深150 mm即可满足承载要求，而且有效避免了动火工作造成的各种后果，大大减轻劳动强度，减少工伤率，加快施工速度。

3.4 电缆复原和拆除活动支架

待旧支架拆除完毕、新支架安装完成后，将运行电缆平移到支架且固定，拆除活动支架，整个电缆支架更换过程至此结束。

4 结论及建议

在电缆沟支架更换过程中，活动电缆支架发挥了重要的作用，能有效隔离运行电缆和工作区，保证了设备和人员的安全，并且提高了工作效率。采用新型的复合材料，无需焊接，提高质量和工效，减少二次损伤和后期维护工作量，此改造施工方案对其他老旧变电站的电缆沟支架更换具有较大的参考价值。

[1] 杨军.电缆沟常见问题分析[J].电力安全技术，2009，11（3）∶50-52.

[2] 曾少红.旧变电站电缆混放的改造方法介绍[J].实用技术与管理，2009，37（24）∶41-43.