一起架空电缆桥架滑落事件分析及处理

宋俊峰，姬 辉，伍治国

(中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002)

一起架空电缆桥架滑落事件分析及处理

宋俊峰，姬 辉，伍治国

(中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002)

针对某电厂发生的一起架空电缆桥架大范围滑落的不安全事件，从桥架选型、规格选取、材质要求、电缆敷设规范要求和安装质量等方面分析事件发生的原因，并采取了处理措施，取得了较好的效果，为其他企业电缆桥架的后期治理提供了参考借鉴。

电缆桥架；滑落；电缆敷设

0 引言

电缆桥架作为支撑和放置电缆的支架，在工程上应用非常广泛。某电厂2×600 MW扩建工程电缆敷设采用梯形架空电缆桥架和电缆沟敷设2种方式，其中主厂房6 kV母线段至6 kV炉后公用段动力电缆自主厂房外固定端至炉后公用段，采用地上综合管架排架的架空敷设方式。2013年3月，该综合管架上最上层电缆桥架及所载6 kV动力电缆大范围滑落至地面，造成炉后公用段母线失压，给2台机组的安全运行造成极大影响。

1 电缆桥架基本情况

该厂综合管架于2008年底建成，为全钢结构，管架宽为3 m，柱距为6 m。管架立柱采用D400× 10 m和D500×10 m直缝钢管，主横梁、主次梁采用H型钢，其他次梁均为工字钢Ⅰ25a，材质采用Q235。所有纵梁、次梁和立柱以及次梁与横梁都用M22高强度螺栓连接，螺栓等级为10.9级，其他部位的连接为焊接，焊条为E43系列。管架全长220 m，其中空压机房自东向西至6 kV炉后公用段管架长为120 m。管架按上、中、下3层布置，放置管线有生活用气管、启动炉蒸汽管、输灰管和压缩空气管等。管架中、下2层北侧钢梁外沿均匀焊接有14号槽钢，槽钢间距为2 m，槽钢由上至下有6层托臂通过M22螺栓连接，用于支撑6层梯阶式电缆桥架，桥架型号为600 mm×150 mm×3 mm，层距为200 mm，桥架横档宽为50 mm，托臂长为670 mm，厚为4 mm，每层桥架底部均为防火盖板，上部扣有槽盖板。槽盖板、托臂和桥架以及桥架配套螺栓材质均为热镀锌。

2 电缆桥架滑落事件经过

2013-03-10T14：37，6 kV炉后公用A，B段母线电源开关零序保护动作，母线失压，造成2台机组脱硫系统、输煤系统、中水系统全部停运，机组被迫减负荷运行。现场检查发现，厂区综合管架上第6层直通段电缆桥架及桥架内12根6 kV动力电缆，从空压机房位置至6 kV炉后公用段配电室前电缆竖井段滑落至地面，其中包括6 kV A，B公用段2路进线电缆在内的4根电缆绝缘损坏，造成公用段零序保护动作。6 kV公用段配电室前2处电缆竖井受桥架滑落拉力的影响向东倾斜，空压机房处桥型电缆桥架严重扭曲，滑落层电缆桥架两端个别托臂损坏严重，第5层电缆桥架由于受到顶层桥架滑落刮蹭，个别位置稍稍向外倾斜，其余4层均正常。

故障发生后，为尽快恢复机组正常运行，该厂将公用段进线电源2根故障电缆断开，将其余6根正常的电缆投运(2路进线电源电缆共8根)，恢复6 kV公用段母线供电。3月12日故障电缆修复，并做直流耐压试验合格后投运。3月13日，该厂将滑落的12根电缆(共计120 m)用吊绳固定在综合管架工字钢上。由于6 kV动力电缆采用ZRYJV型阻燃交联聚乙烯绝缘铜芯电缆(不带铠装)，为避免电缆较长时间处于非正常状态而损坏绝缘层，控制吊绳间距在2 m以内。

3 电缆桥架滑落原因分析

电缆桥架滑落事件发生后，从该桥架的设计、选型、规格、材质、电缆敷设规范及桥架施工安装质量等方面进行了检查，分析了桥架滑落的原因。

3.1 电缆桥架型式、规格选择要求

CECS31—2006《钢制电缆桥架工程设计》中对桥架型式的选择和梯架规格的选择有明确要求，其中对桥架型式的选择要求如下：

(1) 对需屏蔽的电缆回路，或对油、腐蚀性液体、易燃粉尘等环境有防护要求的电缆敷设场所，应采用有盖无孔型托盘；

(2) 在需要因地制宜组装的场所，宜选用组装托盘；

(3) 除上述2种情况外，可用节能型、有孔型托盘或梯架；

(4) 在易积灰和其他需遮盖的环境或户外场所，宜选用带有盖板的托盘、梯架。

对梯架宽度和高度的要求主要有以下2点：

(1) 电缆在托盘、梯架内的填充率应不超过国家现行有关标准的规定值。动力电缆可取40 %～50 %、控制电缆可取50 %～70 %，且宜预留10 %～25 %的工程发展裕量；

(2) 所选托盘、梯架规格的承载能力、工作均布荷载应不大于所选荷载等级的额定均布荷载。

依据上述桥架型式、规格的选择要求，并结合该工程电气施工图、电缆敷设数量、电缆直径、敷设间距要求以及综合管架管线输送介质等各方面综合考虑，该工程选用4 mm装配式电缆托臂，6层型号为600 mm×150 mm×3 mm、跨距为2 m的电缆梯架，且梯架底部为防火盖板，上部扣有槽盖板组成的密闭性电缆桥架，符合CECS31—2006《钢制电缆桥架工程设计》中的相关强制性条文和设计规程要求；并根据该梯架型号查负荷曲线(制造厂样本)，该梯架满足最大允许荷载大于梯架计算荷载以及托盘、梯架在承受额定均布荷载时的相对挠度不大于1/200的技术标准。

3.2 电缆桥架材质要求

CECS31—2006《钢制电缆桥架工程设计》中对桥架及其受力附件的材质要求如下：

(1) 电缆托盘、梯架的材质宜采用冷轧板，但在满足强度要求的条件下，可使用热轧板；

(2) 600 mm宽的梯架允许最小板材厚度不应小于2 mm；

(3) 手工焊接用焊条应符合GB/T5117—1995《碳钢焊条》的规定；

（4）普通螺栓材质应符合GB/T700—1988《碳素结构钢》中Q235A的要求。紧固件材质应符合GB/T715—1989《标准件用碳素钢热轧圆钢》的要求。

该工程选用的600 mm宽的梯架板材厚度经实际测量为3 mm，梯架、连接板、托臂和上盖板均采用热镀锌冷轧板，螺栓等级为10.9级、焊条采用E43系列与桥架本体结构强度相适应，均满足工程设计要求；而且经事故现场检查，除空压机房处桥架(滑落桥架与未滑落桥架分界点)因受到滑落桥架的拉力扭曲外，其余桥架包括滑落部分外形均正常，因此桥架材质满足工程设计要求。

3.3 电缆敷设规范要求

在GB50217—2007《电力工程电缆敷设规范》和《电力工程电气设计手册》中，对电缆沿支架、桥架水平敷设的要求如下：

(1) 电缆沿桥架或托盘敷设时，应单层敷设，排列整齐，不得有交叉，拐弯处应以最大截面电缆允许的弯曲半径为准；

(2) 不同等级电压的电缆应分层敷设，高压电缆应敷设在上层；

(3) 同等级电压的电缆沿支架敷设时，水平净距不得小于35 mm。

现场查看该厂第5层桥架共敷设6 kV动力电缆6根，分别是ZR-YJV-3×70 mm2电缆2根，ZR-YJV-3×50 mm2电缆4根；而滑落层电缆桥架共敷设6 kV动力电缆12根，分别是ZR-YJV-3×240 mm2电缆8根，ZR-YJV-3×185 mm2电缆2根，ZR-YJV-3×50 mm2电缆2根。根据现场具体情况，该厂选用600 mm宽的桥架，每层敷设6～8根6 kV动力电缆较好，而顶层敷设12根动力电缆显然无法满足电缆单层水平敷设和水平净距的相关规定，电缆敷设时重叠、交叉、盘绕势必会造成桥架两侧承担负载不均，引发桥架倾斜。

3.4 电缆桥架安装要求

在GJB/T-721《电缆桥架安装规范》中对桥架、托臂的安装有以下规定：“电缆桥架托臂与立柱之间、桥架与托臂之间螺栓及桥架连接板螺栓应紧固无遗漏。”经现场查看，该厂在电缆桥架安装时，施工方未按照设计要求进行施工，全部6层电缆桥架与托臂间均未安装连接螺栓，所有桥架只是平铺在托臂上。

经检查，连接托臂的槽钢与钢梁焊接完好，无脱焊现象，托臂与槽钢连接螺栓、桥架连接板螺栓均可靠连接。滑落桥架两端的个别托臂损坏为桥架滑落时的下坠拉力造成托臂承担力过大所致，与托臂本身的质量和选型无关。

综上所述，电缆桥架各层电缆敷设不均，顶层桥架电缆填充率过大，在不满足单层敷设的条件下，多层填充的电缆靠桥架外侧敷设过多，电缆自重太重，造成电缆桥架向外倾斜，又由于电缆桥架与托臂间未安装连接螺栓，造成电缆桥架与托臂连接不牢固，最终造成桥架滑落。

4 电缆桥架滑落处理措施

(1) 首先更换顶层损坏的托臂，然后在顶层电缆桥架恢复时，将桥架内12根动力电缆适当往下层分散，将2根185 mm2动力电缆移至第5层桥架，并对第5，6层桥架内的动力电缆每隔10 m进行水平捆扎，以防止桥架承担负载不均。另外，该厂已计划在底层电缆桥架下再增加1组桥架，桥架选型为450 mm×150 mm×2 mm，届时再次对顶层桥架内的动力电缆进行分散处理。

(2) 因桥架横担与托臂不完全一一对应，而且由于桥架层间距离的影响，桥架横担与托臂之间无法通过安装螺栓进行固定，该厂将1根型号为50 mm×50 mm×3 mm的角钢焊接至多层电缆桥架单臂托架的外侧，焊接密度为每隔2个托臂焊接1根，以加固桥架和托臂的连接，从而起到防止桥架滑落的目的。

(3) 对于新增加的一层电缆桥架，因选型不同，该厂计划在每支托臂端部外沿焊接1根高度约为100 mm的型号为50 mm×50 mm×3 mm的角钢，以防止该层桥架滑落。

5 结束语

架空电缆桥架由于其整齐、美观，密闭式桥架因其防火、防爆、防干扰，不存在积水问题，可靠性高以及敷设电缆数量多等诸多优点，在国内工矿企业得到广泛应用。但桥架施工如果不能严格按照施工安装规范进行，将会在后期酿成严重后果。大面积的电缆桥架滑落事件在国内并不多见，尤其是对于多层桥架中某一层桥架滑落后的整改处理没有经验可取。如果按照电缆桥架施工安装规范要求进行整改，难度非常大，也不符合现场实际情况。该厂通过在托臂外侧焊接角钢的方式对固定桥架起到了比较好的效果，也为其他企业在电缆桥架的后期治理中提供了参考借鉴。

2014-11-23。

宋俊峰(1975-)，男，工程师，主要从事发电厂电气运行技术管理及电气设备点检维护工作，email：kfsjf19751220@163.com。

姬 辉(1972-)，男，工程师，主要从事发电厂运行生产及技术管理工作。

伍治国(1977-)，男，工程师，主要从事发电厂电气设备检修、维护工作。