电气化铁路供电系统迁移施工工艺

蒋庆举

（中铁十九局集团有限公司，北京 100176）

1 工程概况

既有浙赣电气化铁路江山牵引变电所位置与新建杭长高速铁路存在冲突，为保证杭长客专线路建设，对既有江山牵引变电所进行迁移还建。还建的江山牵引变电所整体位置向外迁移300m左右，为保证在迁移过程中不中断对既有铁路的供电，变电所主接线、总平面布置、主要设备、综合自动化系统及二次接线、所用交直流系统等均按原所标准还建。既有江山牵引变电所分为两层建筑：一层为高压室；二层为电容室。所外设有两路220kV外电源，一路主用，一路备用，变压后输出4路27.5kV馈线，连接至铁路接触网；牵引变压器容量10 000＋12 500kV·A，所内设固定无功补偿装置一套，馈线侧α、β相分别设有旁路母线［1－5］。还 建 牵 引 变 电 所 外 部 电 源 仍 连 接 原220kV外部电源线路，牵引变电所馈线仍为4路。其中还建牵引变压器利用既有牵引变压器；其他新购设备、辅材如图1所示。

2 主要工程数量表

江山还建牵引变电所主要工程数量见表1。

图1 新购设备、辅材布置图

表1 江山还建牵引变电所主要工程数量表

3 施工方案

3.1 总体施工方案

本次施工首先与房建专业配合，做好预埋件及沟槽管洞预留工作，同时根据土建场坪、架构、设备基础施工的施工进度进行电缆沟开挖以及接地地网施工；然后进行所内新购设备的安装配线、利旧设备安装、试验调试（除两台主变压器外），在主用变压器迁移前一周利用铁路天窗点将新所4条馈出线搭接至接触网上；然后拆除既有所1＃变压器，运至新所安装，将一路外电源引入进行送电冲击试验运行，合格后，断开接触网与既有所的连接，此时新所开始送电投入运行，最后将既有所2＃变压器拆除运至新所安装试验，完成后作为新所备用。

3.2 外接电源迁改

220kV外部电源线迁改工程委托地方电力公司进行迁改。按设计方案，利用原1＃塔与新建2＃塔联接，如图2所示。

原1＃塔塔型为TSJ3－24（全高41m），新建2＃塔塔型为TSJ3－42（全高59m）。对于两路220kV外电源，采取一路供电，一路短时停电分别过渡倒接。

图2 施工工艺流程图

3.3 新所预埋件安装

1）对既有利旧设备进行调查，收集相关安装维护资料。配合房建专业进行还建牵引变电所的预埋件及沟槽管洞预留，同时根据土建场坪的修建进度进行还建牵引变电所架构基础、设备基础施工、电缆沟开挖以及接地地网施工。

2）房建施工结束后，开始进行新购变电和通信设备安装。安装设备前，对新购设备进行集中检查和试验，以确保运营安全和施工质量。端子箱及施工流程图制盘的二次改造已完毕，且符合设计图纸要求。

3）对所有电气设备和通信设备进行电缆敷设、配线接线施工及10kV所用变电源接入。

4）利用天窗点将4条馈出线搭接完毕断开新所4条馈线断路器和隔离开关，并在馈线穿墙套管侧分别加挂地线，共计6组地线。然后用警示带将馈线封锁，挂“止步，高压危险”警示牌［6］。

3.4 软母线制作安装

1）按照程序报请监理机电工程师到现场检查验收上道工序，基础处理及硬化强度达到设计要求，砼立杆和支架等连接件材质连接满足设计和规范要求；以上工序检查合格后，进入母线安装工序。

2）材料准备。按照设计图纸目录准备好导线、绝缘子、线夹、金具等；按照GB／T1179－1999《圆线同心绞架空导线》的规定等标准验收导线，按照GB2314－2345的有关规定来验收绝缘子、线夹和金具等。

3）测量下斜。本次施工委托衢州电力公司专业技术人员操作，依据设计弧垂直，同时考虑挂线板内口距离、绝缘子金具串的长度、环境温度变化等因素计算出软母线的长度，下料时使得3条母线长度保持一致。

4）线夹安装。首先核查压力设备是否正常，实施前清理线夹各部件表面污渍。先进行耐张线夹的拉力试验合格后，将钢芯铝绞线压接钢模，压接后检查铝管的弯曲度不应大于长度的2%，否则应校正直顺，同时检查铝管外侧导线的质量，不得收压接出现隆起或破散等变形。

5）绝缘子串安装。依据设计图纸和接受单位杭州铁路供电处要求，在地面上进行逐个组合，与金具连接成整体，用卡线器、磨绳等将耐张绝缘子窜挂线端与导线对接，把悬式绝缘子串用销钉连接在耐张线夹上。

6）母线悬挂。挂线作业前，先检查全部工具，绞磨、钢丝绳、瓶卡等工器具保证完好，用牵引绳牢固绑扎在母线端头50cm处；在横担上安装绞磨，用绞磨牵引钢丝绳将母线一端吊起来，固定在横梁上；等挂好一端后，另一侧用同样方法将母线拉起来，也固定在横梁上；在两侧横梁已挂好母线的挂线环内挂好驰度板，两台绞磨紧线时同时均匀用力，直到母线驰度符合设计要求到位后，挂线固定［7］。

3.5 断路器安装

1）工序检查。会同机电监理工程师对基础和支架进行检查验收，检查预埋螺栓位置正确，固定校正支架，达到平整、垂直和牢固满足设计和有关电力规范要求，方可进入安装阶段。

2）设备检查。对断路器构配件进行全面进场验收，所需部件、配件及专用工具齐备、完好，合格证及技术文件齐全，无损坏、变形、锈蚀现象，压力值符合技术规定。

3）设备安装。现场统一专人指挥，选用尼龙绳吊带牢固绑扎在设备上部法兰下面，吊车旋转时缓慢移动，严禁碰撞到构件，安装人员利用木制或竹制人字梯等高作业，设备吊装就位后，使得法兰盘螺孔对应，安装螺栓固定。安装时，应将运输中密封垫换下，装上新的密封垫。

4）液压管路连接。由技术人员利用专用工具截取液压管，管件转弯处自然顺畅不得扭曲折叠，弯曲半径不得小于5cm，连接头入口部分保持同样曲率半径及直线长度；用专用工具给管件开槽，管件端子30mm处润滑油；为防止管头脱落，管件压卡套时，采用力矩扳手，根据不同管径和连接螺栓采用不同的力矩；连接前应对管路进行吹风等清洁处理；所有机构电缆入口处及电缆管与箱体间应用绝缘胶封堵，防止外部进入箱内。

3.6 真空断路器安装调整

1）构配件验收。检查真空断路器外观质量，保证完好，检查内部真空灭弧室，检查各配件齐全完好，检查相间的距离、位置满足技术规范要求。

2）设备安装。分前中后3个部分实施安装，前部安装步骤为：先是骨架就位，接着安装支柱绝缘子、水平绝缘子、托架、下母排、灭弧室与并排绝缘杆、上母排、导电夹软连接、触头弹簧座滑套、三角拐臂；中部依次安装主轴及轴承座、油缓冲器、绝缘推杆；后部依次安装操动机构、分闸弹簧、计数器、合分闸指示、接地标志。

3）参数调整。运用测试仪进行相间测试，当三相同期而分合闸开距离三相差异较大时，将差异较大的一项的可调整接头进行相差距离调整至1mm范围内；当分合闸速度不一致时，调整分闸弹簧、接触行程来达到三相同期分合；当合闸过程中出现触头弹跳现象时，检查并调整销钉与孔之间的配合，同时调整弹簧始端与导电杆之间传动间隙。

3.7 隔离开关安装

1）验收隔离开关支架，机构支架的高度和方向必须满足设计和规范要求。检查、确认接线端子及载流部分清洁且接触良好，触头镀银无滑落；绝缘子表面清洁，无裂纹、破损；隔离开关底座转动部分灵活；操动机构的零件齐全。

2）将单极开关吊装就位，就位后调整开关方向符合设计要求，位置调整到位及时拧紧固定螺栓，依次安装其他单极开关。

3）主刀传动机构装配、调整：将隔离开关置于合位，依次安装水平连杆、垂直连杆，仔细调整相间拉杆、合闸拐臂拉杆及交叉连杆的长度，使各刀闸的开关角度及三项同期满足规定后，并拧紧所有可调连接头的锁紧螺母、撇开开口销。分别在刀闸处于分位和合位状态下，调整分合闸止钉，使之符合规定。

4）接地刀传动机构装配、调整：开关主刀闸处于分闸位置，分别检查各接地静触头是否与接地刀的闭合位置相对应，倾斜角度一致。确定各接地刀转轴定位环及闭锁板的位置后，配装水平连杆和垂直连杆。进行接地刀的分合闸操作，调整合闸拐臂连杆长度，确认分合闸位置符合要求，拧紧连杆的锁紧螺母。连接接地刀转轴与底架型钢间的接地采用软铜带，并按规定进行防氧化处理。

3.8 柱上互感器安装

1）检查支柱是否垂直及托架上平面是否水平，托架的孔距是否与设备孔距相一致。同时检查瓷体有无裂纹、破损。瓷件与铁件连接应紧固，无渗油。隔膜式储油柜或金属膨胀器应完整无损，顶盖螺栓紧固，各种附件应齐全；油浸式互感器油位正常。

2）将吊装尼龙带挂在设备的专用吊钩上，并在设备的中部栓好稳固绳。起吊过程中，用稳固绳加以引导，防止碰伤设备，互感器吊至设备支柱上端后，调整方向缓缓下落对位。对位后及时用螺栓紧固。

3）用经纬仪检查垂直度，如不垂直，在倾斜方向的底座与支架间中垫相应厚度的垫片。为了防止垫片脱落，所加垫片应采用平垫片并套在设备紧固螺栓上同设备一起固定牢靠，用扭矩扳手将固定螺栓对角拧紧。并列安装的互感器应排列整齐，同一组互感器的极性方向应保持一致。

3.9 配电盘（柜）安装

1）按照设计江山牵引变电所配电柜安装在室内，配电柜安装前，对安装基础和预埋螺栓进行验收检测，基础平面的高层、平整度、预埋件位置尺寸均应满足设计要求。

2）在厂家技术人员的指导下进行设备安装，将新的开关柜、计量柜、补偿柜按照设计文件规定，按顺序搬放到安装位置。首先把每面盘、柜大致调平，然后从成列盘、柜一端的第一面开始调整。使正列盘柜水平、垂直、接缝密贴、模拟线对应，然后安装盘间连接螺栓。

3）将开关柜、计量柜、补偿柜中的母线、负荷安装设计图纸进行连接，设备与接地线连接紧密，各线路连接完毕后由机电工程师和接受单位专业人员认真验收核查。

4）绝缘电阻测试，为确保操作人员、柜体、柜内器件的安全，必须进行绝缘电阻测试。主要测量的部位有：开关柜的主开关在断开位置时，同极的进线和出线之间；主开关闭合时不同极的带电部件之间；主电路和控制电路之间；各带电元件与柜体金属框架之间。测试时间和测试电阻必须满足电力规范［8－9］。

3.10 电缆二次校、接线

1）电缆敷设。江山牵引变电所低压电缆设有电缆沟通道，按设计电路图把所有电缆有序排列整齐，排列完成后制作电缆固定卡子。用电缆固定卡子把电缆依次排列固定在盘柜的支架上，尽量平行排列不交叉错乱。将铠装接地线打成把，压接接线端子，连接在盘柜内的接地母线。

2）电缆固定。电缆分组排列好，绑扎在电缆沟的托架上，在线槽的中部和上部用尼龙扎带作一圈绑扎，避免芯线从线槽中脱出。按技术要求把线槽内的芯线每隔40cm进行一次固定，每根电缆两端按照排列做好相同的标记符号。

3）接线。确定芯线预留长度及线端绝缘剥除长度。截断芯线多余长度，按线芯实需长度剥除绝缘层，压接接线端子。采用接线端子时，线芯应伸出端子压环1mm，确保压接紧密。备用芯线一律不截断，其长出端子排高度的部分与端子排取齐排列整齐即可。

3.11 接地网安装

1）此变电所在室内外场地硬化之前，按照设计图纸要求，预先开挖接地槽，测定土壤电阻率满足设计要求为止；此所靠近山脚处由于岩石较硬，采用机械辅助开孔，将接地极直接埋入夯实。

2）接地线焊接及敷设。选用镀锌良好的扁钢作为接地线，将扁钢沿接地网沟边在地面上焊接成一个整体，焊接焊缝无气孔、裂纹、咬边等缺陷，接地线敷设应平顺，靠山边斜坡地段应处理等高后敷设，距离临近接地线不宜小于5m。

3）接地母线连接回填。首先对连接部位做铁锈等附着物的清理，按照设计除需要断开的地方用螺栓连接外，其余全部采用焊接，双面焊接确保质量，焊接处采用刷红丹和沥青漆等措施做好防腐防锈处理。经现场机电监理工程师验收合格后进行电缆沟回填，回填选用电阻率低的土壤，采用小型机具夯实，确保回填密实，表面撒草籽或植草皮以防雨水冲刷。

3.12 主变压器安装

施工工艺流程如图3所示。

图3 施工工艺流程

拆除江山变电所主用变压器之前，应对通往既有变电所的道路进行拓宽和加固，确保道路承载力满足运输变压器的要求。对影响变压器运输路径上的通信、电力等架空线路已迁改完毕。

主用变压器迁移是最为关键的步骤，既有所有A、B两台变压器，第1步将A变压器迁移至新所设计的位置，在既有所B变压器独立工作供电；第2步待A调试运行正常后，利用铁路天窗点过渡倒接，由新建变电所的A变压器启动供电，B停止供电；第3步迁移B变压器，调试运行直至正常。为保证过渡时间尽量缩短，由传统的拆分吊装再重新组装需要15d左右，变压器的搬迁采用整体迁改专项方案，时间控制在5d以内。

4 应急措施

为防止在迁移工程中，一台单独工作时万一出现故障，将无法对既有铁路供电，采取的应急措施是启动越区供电方案。在江山变电所发生故障时，由江山临近的前后铁路牵引变电所衢州和玉山牵引变电所援助，向江山段接触网越区供电，同时停用江山牵引变电所对变电所进行维修。此应急预案的实施，应提前汇报铁路局管理部门联系各产权单位，做好前期协调准备模拟工作。

5 结 语

由于铁路运输的特殊性，电力作为动力牵引尤为重要，铁路沿线的牵引变电所发挥了连续不间断供电的作用。随着环境保护的需要或者设备的更换，部分铁路变电所应予更新不可回避，以后类似施工时，此工艺具有较强的借鉴参考价值。

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