220kV线路电缆工程质量的提高

常 斌

（山西省电力公司送变电工程公司，山西 太原 030006）

220kV线路电缆工程质量的提高

常 斌

（山西省电力公司送变电工程公司，山西 太原 030006）

电力电缆工程质量的高低成为制约电网安全可靠运行不可忽视的因素。结合山西省电力公司220 kV解放变进线电缆工程，从中深刻体会到大型工程项目建设中存在的一些问题，如何使之更趋合理化，提高工程质量，从设计、施工等方面提出了在工程中可吸取的经验。

电力电缆工程；电网运行；电气装置

0 引言

电力电缆工程质量的高低成为制约电网安全可靠运行不可忽视的因素。文章结合山西省电力公司220kV解放变进线电缆工程，就如何提高电缆工程质量从设计、施工、维护等方面进行综合分析。

1 电缆路径的选择

工程实践中，单考虑路径最短却忽视了高温、水泡、干扰、弯曲半径不够等不利因素出现事故隐患或引发故障的现象时有发生，也未充分考虑运行及发生故障后的众多问题。因此，电缆路径的选择应符合下列规定：避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害；满足安全运行要求条件下使电缆最短（满足电缆允许弯曲半径要求，便于敷设、维护、检修，避开将要挖掘施工的地方）。

另外，电缆路径选择应充分考虑排水功能，排水尽量采用自然排水，无法自然排水时，应在设计中考虑其他排水方式(如自渗、积水井)，设计图纸中应包括完整准确的路径图及排水系统图[1]。

2 电缆截面的选择

电力电缆截面选择不当，将影响电网的可靠运行，并缩短其使用寿命，甚至危害电网的安全。因此，电缆截面选择应满足允许温升、电压损失、机械强度等要求。对于电缆线路还应校验其热稳定、经济电流密度，以达到安全经济、降低能耗、降低运行费用的目的。选择电力电缆截面有以下几种方法。

a）温升法。电力电缆按发热条件确定的允许长期工作电流，不应小于线路的工作电流。

b）经济电流密度法。选择经济截面可按年费用支出最小原则来确定。

c）电压损失法。按电压损失校验截面时，应使各种用电设备端电压符合要求。

d）提供的技术文件[2]。

电缆断面图及结构尺寸见图1和表1。

图1 电缆断面图

表1 电缆断面结构尺寸

3 电缆工程施工

电缆工程施工应严格按照《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》操作，在施工前和施工中应注意几点，下面以220kV解放变电缆工程项目施工过程为例。

3.1 电缆敷设前

a）对甲供设备、材料的到货数量和时间与供应部门及监理进行确认，如有异议及时与监理和项目法人进行沟通。对施工现场及路径进行实地勘察，根据实际现场情况核定电缆长度，确认电缆路径、相位，确认中间接头井和排管过线井位置，确定电缆展放井口和牵引井口，并制订作业现场图、作业现场措施和制订作业流程，并检查放线井是否满足以下要求：电缆敷设过程中，放线井的高度要满足电缆弯曲半径的要求，电缆的弯曲半径为≥20D；尽量减少电缆在电缆输送机空走的距离；尽量能同时向前和向后两个方向敷设；尽量不影响交通，能够办理占道手续。

b）架设电缆敷设作业时电缆隧道入口井、各工井、检查下井梯子，挂设各工井、检查井和隧道作业区照明灯具，清除电缆敷设现场及各工井、检查井和电缆隧道内的无关设备、物体和垃圾，以防它们掉在电缆上或损伤电缆，检查电缆隧道内是否通畅，检查各工井、检查井和电缆隧道内有无积水，如有积水，应先进行排水作业，查找积水原因，记录汇编成报告资料，报知监理和项目法人。

c）核实拐角弯曲半径，应符合≥20D的要求，保证电缆转弯半径。

d）应全面检查电缆支架是否牢固，支架各尺寸是否满足电缆在电缆隧道中三相呈“品”字型等距敷设，电缆中心间距140mm，采用水平蛇行的敷设方式的设计要求，并将检查结果记录报知监理。为防止电缆在敷设中被支架划伤，要在可能对电缆划伤的支架处用麻布进行包裹，必要时要对该处电缆支架进行拆卸，待电缆敷设完再将拆卸的电缆支架进行恢复。

e）用排管引线器上φ25塑料管引导牵引钢索穿入排管孔内，在排管和托管牵引绳穿通后，用管孔清扫器和管孔试通器对电缆排管进行石子、水泥块粒等杂物的清除和拉通检查工作，排管清理完毕后需用相同直径、长5m的电缆再进行拉通试验，并对外护套进行耐压试验，合格后才可穿缆。排管和托管的清扫和拉通检查工作所用的牵引绳应采用φ25的麻绳，并用电视摄像机观察管内情况，作好拉通结果记录，发现问题及时报知监理和项目法人（见图2）。

图2 电视摄像机观察排管内情况

f）固定、摆放电缆输送机和滑车。电缆输送机和滑车在电缆隧道中要布置在电缆隧道中间的步道，电缆牵引机具和输送机的配置要按牵引力计算结果的要求放置，地滑车每5m放置1个。转弯处要满足电缆弯曲半径≥20D的要求。要按侧压力计算结果的要求放置导向转弯滑车和增置电缆输送机，隧道上下坡处适当增减电缆输送机的数量，排管、托管入出口处视排管、托管的长度增置电缆输送机，以保证电缆输送机提供的输送力能够牵引电缆向前敷设。

g）设置支架和滑轮轴，并在距电缆轴中心水平向电缆敷设方向5排管处设置1台电缆输送机。在电缆井口即电缆引下的位置和放线井口底部固定支架和三井滑轮轴，在转弯处放设置转弯导向滑车和增置电缆输送机，在保证电缆弯曲半径≥20D要求的同时，不划伤电缆外护套。

h）接施工用临时电源。根据电缆输送机的功率、隧道内工作照明的功率估算电源线的容量。采用YKM6型号的电缆输送机，每台电缆输送机的功率为0.75kW。电缆平均长度约500～600m，按最多每30m布置1台电缆输送机计算，电缆输送机应为20～25台；考虑到隧道的上坡和拐弯等因素，最多时可能使用到30台电缆输送机，总功率为：30×0.75＝22.5kW。隧道内工作照明100W×100=10kW，其他电动设备及工具约为10kW，电压为380V，则电源线的载流量应选取：42.5×103÷1.732÷380÷0.85＝77A，需在隧道内设置载流量为80A，截面为3×35mm+2×16mm2（三相五线制电缆）的临时施工电源线。

i）准备皮垫、麻布包、消防水带、石墨粉、长木块、扁木块、木板和砂土包。

j）电缆及其附件到货后应会同监理、供货单位对电缆盘及附件包装进行外观检查，外观应完好无损伤。并按有关技术文件和商务合同的条款对货物进行核对验收。并按照设计图纸、施工组织设计、设备明细表、货物标号和分布要求布置到各作业现场。

k）起吊作业前应对起吊物放置环境、目的地环境进行现场勘察，正确估计起吊电缆盘的重量，制定起吊方案。起重作业必须由专业起重人员实施，作业前起吊工作负责人应对起重工作、设备与工具进行全面检查，作好统一指挥、统一信号、明确分工，作好安全措施，并向吊车司机交代安全注意事项。起吊时起吊臂下严禁有人逗留。

l）对运输路线进行勘查并制订运输方案，并在运输前认真检查钢丝绳绑扎是否牢固。严禁人货混装。

m）电缆盘运到作业现场后严禁将电缆盘直接从汽车上推下。电缆盘在地面应尽量减少滚动，假如真要有少量滚动，则必须按照电缆盘侧面上所要求箭头方向。电缆盘决不允许反向滚动，也不允许电缆盘平放运输。

n）电缆在敷设前需用电动兆欧表10000V对电缆外护套进行绝缘测试，测试结果需满足400MΩ。

3.2 电缆敷设及固定

3.2.1 敷设顺序

按照设计说明的要求，电缆应在电缆隧道中三相呈“品”字型等距敷设，电缆中心间距140mm，采用水平蛇行的敷设方式，所以电缆敷设的顺序应为：下数第一挡支架上靠墙的电缆，下数第一挡支架上靠步道的电缆，下数第一挡两电缆上的电缆；下数第二挡支架上靠墙的电缆，下数第二挡支架上靠步道的电缆，下数第二挡电缆上的电缆。电缆在排管中采用水平铺设，间距283mm。排管敷设时应按照设计说明指定的排管口进行电缆敷设。电缆在拖管工井中为垂直等距敷设，电缆中心间距500mm，电缆在水平定向钻进中采用近似三角铺设，间距283mm。

3.2.2 敷设方法

电缆敷设采用头部牵引技术，电缆牵引头应做成防捻式，采用机械为主并辅以人工的方法，即用牵引机具牵引电缆的牵引头并辅以人工牵引，这主要用于电缆的敷设过程中牵引电缆，保证电缆敷设的方向。机械即为电缆输送机通过自身履带的转动提供较大的输送力，从而带动电缆向前移动。根据型号ZRC-YJLW02-Z-127/220-1×1000电缆可承受的最大牵引力A＝7kg/mm2×1000mm2=7000kg，电缆重量约为23kg/m，电缆敷设时单根电缆的长度约为500～600m左右，型号ZRC-YJLW02-Z-127/220-1×1000的电缆在直线敷设中所需的牵引输送力约为每100m10kN左右,YKM6型号电缆输送机每台能够提供的最大输送力为6kN，在隧道中每30m布设1台，转弯前后各加设1台，排管、托管入出口处视排管、托管长度各加设1～2台，并将牵引力保持在＜20kN，使电缆在敷设过程中每100m拥有＞10kN的向前输送力，保证电缆在敷设当中能够满足牵引输送力约为每100m9kN左右的需求，同时要控制牵引机和输送机以小于6m/min的速度同步工作（见图3）。

图3 牵引绳与电缆连接图

3.2.3 电缆敷设（见图4、图5、图6）

a）刹车装置就位，电缆敷设时必须设专人看护刹车装置。

b）栓牵引绳，牵引绳选用直径φ16mm破断拉力为211kN的SK75/1760迪尼玛纤维绳或选用直径φ51mm破断拉力为60kN的白棕绳。

c）按照要求将电缆输送机就位并固定，将牵引机具、电缆输送机与控制箱连接，并进行同步运转调试，实施同步敷设。

d）人力牵引绳，通过设置好的放线井口下固定支架和滑轮轴将电缆牵引头引至放线井，并引至隧道内的电缆输送机内。

e）电缆放入电缆输送机后，紧固电缆输送机，夹紧电缆并开启电缆输送机。

f）电缆输送机之间，将电缆放在滑车上，要求是在隧道中每5 m安放1只滑车，在井口处和拐弯处分别安放三井口滑车和导向转角滑车，避免拖地伤到电缆。

g）牵引时，防止电缆前移时不直行和碰到障碍物伤到电缆。

h）在隧道内敷设电缆，用电缆输送机牵引电缆，直至电缆全部进入隧道内。

i）电缆尾部进入放线井口前要先停车，将电缆尾部用绳子栓好，并设5～6名人力专门牵引直至电缆全部进入放线井口，防止电缆脱盘后碰伤。

j）开动全部电缆输送机，进行电缆敷设。在整个过程中要设专人密切注意电缆转弯处、电缆及电缆盘的位置、滚轮的转动情况，避免电缆外皮损伤，发现问题及时停车解决。

图4 电缆敷设过程示意图

图5 电缆展放作业现场平面布置图

图6 电缆牵引作业现场平面布置图

各分段电缆敷设结束后，电缆两端余留的尺寸应满足电缆附件终端头和中间接头安装所需要的尺寸，需用电动兆欧表（5000V）对电缆外护套进行绝缘测试，测试结果需满足400MΩ，以检测电缆外护套绝缘能否满足运行要求。

3.2.4 质量要点

a）电缆在敷设前需用电动兆欧表（10000V）对电缆外护套进行绝缘测试，测试结果需满足400MΩ方可敷设。

b）各穿管内必须清洗干净，防止水泥块粒、石子、杂物将电缆划伤，必要时要在拖管内采取加放石墨粉、电缆底部加衬消防水带的措施，防止划伤电缆外护套。

c）将有可能划伤电缆的支架用麻布包好或进行拆卸，在井口处和拐弯处分别安放三井口滑车和导向转角滑车，避免拖地伤到电缆。

d）检查展放电缆的设备是否放置到位，固定牢靠，坚决杜绝因展放电缆设备故障伤及电缆的事件。

e）电缆在展放过程中必须有可靠的通信联络。牵引机的启动和停车，一定要执行现场指挥人员的统一指令。电缆在展放过程中每台输送机旁和转弯处、入管处要设一人监视电缆展放。当遇到意外障碍时，要能紧急停车。严防将电缆损伤。

f）电缆牵引机具和输送机的配置要按牵引力的计算结果的要求放置，转弯处要满足电缆弯曲半径≥20D的要求。要按侧压力计算结果的要求放置导向转弯滑车和增置电缆输送机，牵引力要控制在＜20kN，牵引机和输送机要控制在6m/min的同步速度输送。

g）用于牵引电缆的绳具需经破断力计算满足牵引使用要求。

3.2.5 电缆敷设工作结束后的电缆固定

电缆敷设工作结束后，应对隧道及所有作业现场进行清扫，并对电缆进行固定作业。

a）电缆的固定应从一端向另一端或从中间向两端进行，不可从两端同时进行。

b）垂直敷设或超过30°倾斜敷设的电缆，在每一个支架上都要加以固定。

c）在距离地面一定高度而水平沿墙敷设的电缆，应按照要求间距装夹具固定。

d）水平敷设在支架上的电缆，在转弯处和易于滑脱的地方，按要求间距用绑线绑扎固定（除有特殊要求必须用夹具固定外）。

e）在电缆隧道中，电缆在隧道支架上，采用水平蛇形方式，并使用可移动的夹具将电缆固定，按正三角形排列的电缆，每隔1m用绑带扎牢。

f）在竖井底部将电缆敷设成一弯曲段，以吸收电缆的热膨胀。

g）为防止电缆外护套石墨层在电缆带电后产生的电位对电缆支架放电拉弧，采取对全线的电缆支架用绝缘胶皮包裹的措施[3]。

3.3 电缆头的制作

施工现场应保持清洁、无尘土。一般情况下，施工现场的环境温度应高于5℃，相对湿度不应超过75%，在电缆附件作业现场布置工作电源，设置灭火机，在中间接头作业井内要架设梯子，挂设照明灯具，井口处要作通风、防雨水灌入措施，户外终端处搭建工作平台及防尘、防风、防雨作业棚[4]。

3.4 电缆头制作完成后的作业

电缆头制作工作结束后，应对隧道及所有作业现场进行清扫，将位于电缆中间接头的两端处装电缆夹具固定，以免由于电缆的位移或振动致使电缆绝缘损坏。GIS终端安装完成后与GIS厂家联系，和GIS厂家、电缆附件厂家工作人员配合将电缆GIS终端实施进仓作业，电缆GIS终端进仓后将电缆GIS终端下部竖井内的电缆支架处用电缆夹具将电缆固定。在线路终端塔上进行电缆避雷器的安装及引连线的安装。核查接地电缆和同轴电缆与GIS终端电缆头、中间接头、电缆户外终端、保护接地箱、直接接地箱和交叉互联箱相互连接部分的尺寸规格是否匹配，并按照设计图纸及设计要求对GIS终端电缆头、中间接头和电缆户外终端处进行保护接地箱、直接接地箱和交叉互联箱安装作业，同时进行配接安装接地电缆和同轴电缆。最后按照《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》的相关规定给电缆线路进行线路名称和相序的标示。

4 电缆工程的试验

电缆工程施工中，存在许多不确定因素，可能使电缆的各项指标受到影响，所以，电缆工程安装敷设后必须经过试验。目前检查电缆工程安装质量的主要手段是交接耐压试验。最近几年，国内外均已达成共识，对交联电缆的耐压试验，均优先采用交流试验方法，避免采用从油纸绝缘试验方法套用过来的直流耐压试验。高压电缆的试验，将原来的“直流方法、交流方法”的选择顺序，改为“交流方法、直流方法”的选择顺序，强调优先采用交流试验方法[5]。

5 电缆工程交接验收

5.1 验收前应提交的资料和技术文件

验收前应提交的资料和技术文件包括：电缆线路路径的协议文件；设计资料和图纸、电缆清册、变更设计的证明文件及竣工图；制造厂提供的产品说明书、试验记录、合格证及安装图纸等技术文件；工程的技术记录(终端头、中间接头的位置及试验记录)；电缆的型号、规格及实际敷设总长度和分段长度，电缆终端头和中间接头的型式及安装日期；电缆终端头和中间接头中填充绝缘材料的名称、型号；试验记录(电缆交接试验记录、终端头和中间接头试验记录、相色记录)。

5.2 验收时检查的要求

a）电缆规格应符合规定；电缆排列整齐，无机械损伤；标志牌齐全、正确、清晰。

b）电缆的固定、弯曲半径、有关距离和单芯电力电缆的金属护层的接线、相序排列等应符合要求。

c）接地良好。

d）电缆终端的相色应正确，电缆支架等的金属部件防腐层完好。

e）电缆沟、工井内无杂物，盖板齐全，隧道内无杂物，照明、通风、排水等设施符合设计要求。

f）电缆路径标志与实际路径相符。路径标志清晰、牢固，间距适当，且符合要求。

g）防火措施符合设计要求，且施工质量合格。

6 结束语

a）在设计阶段，设计单位应多借鉴其他城市电缆工程项目的成功经验，并聘请国内电缆施工和运行管理方面的专家及电缆施工和运行管理单位参与设计，这样可使设计更趋合理，电缆施工和管理运行单位应积极参与招投标工作，最好能参加招标文件的编制审查，可以避免很多问题。同时可达到减少投资，方便施工，提高运行可靠性的目的。尤其在大型工程中显得更加重要。

b）设计部门和土建施工部门对电缆施工和运行不熟悉，现场处理问题经验不足，造成最终电缆线路整体工程许多缺陷无法弥补。

c）施工和管理运行单位在得到图纸和施工工艺时，应仔细研究分析图纸，可以提前发现问题，减少施工的麻烦。

d）对厂家提供的技术参数和图纸应认真研究分析，不能盲目依赖外商和生产厂家。

e）做好工程前期的技术培训，立足自主施工，能锻炼一支队伍，培养一批新人，提高队伍的整体素质。做好施工组织技术措施，是工程顺利完成的关键。

［1］ 中国电力企业联合会.电力电缆设计规范GB50217-2007［S］.北京:人民出版社，2008.

［2］ 国家电力公司发输电运营部.供电生产常用指导性技术文件及标准 第五册电力电缆及附件［S］.北京:中国电力出版社，2003:3.

［3］ 李宗廷.电力电缆施工［M］.北京:中国电力出版社，1993.

［4］ 周希章.常用电工计算2001［M］.北京:机械工业出版社，2011.

［5］ 于景丰，赵锋.电力电缆实用技术2002［M］.北京:中国水利水电出版社，2002.

［6］ 中国电力企业联合会.电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168—2006［S］.北京:中国计划出版社，2006.

Improvement of 220 kV Transmission Line Cable Project

CHANG Bin
（Shanxi Electric Power Transmission and Transformation Engineering Company of SEPC，Taiyuan，Shanxi030006，China）

The quality level of power cable engineering becomes the key factor that restricts the safe and reliable operation of power grid.Combining the experience in the 220 kV cable engineering project，some problems in the large-scale construction project are exposed.Proposals in terms of design and construction are put forward to improve the project quality.

power cable engineering；power grid operation；electrical device

TM757

B

1671-0320（2012）增刊2-0051-06

2012-08-10，

2012-10-09

常 斌（1969－），男，山西太原人，2008年毕业于华北电力大学管理系，助理工程师，从事电力电缆安装及施工的工作。