不间断电源施工工法

邬启源

1. 前 言

既有单线铁路增建二线改造施工，为尽量减小对运输的干扰及保证铺架畅通，通常要求站改提前进行。然而受土建新建隧道、桥梁工程施工影响，电力新建10kV第二贯通线工程无法在站改前开通，需要在缺乏正式二路电源的情况下完成站改。为保证行车设备安全可靠，中铁十二局集团电气化工程有限公司在改建铁路西安至安康增建二线施工中通过科技攻关，增设一套UPS和柴油发电机设备，并利用既有10kV第一贯通线为站改车站综合楼变电所通信、信号设备提供了两路稳定可靠电源，解决了该难题。根据工程施工实践，经过技术研究和总结，形成本工法，以在类似工程中推广应用。

2. 工法特点

2.1 提前完成站改，加快了施工进度。

2.2 工艺简单，劳动力投入少，便于操作。

2.3 不间断电源稳定可靠，施工质量有保证，消除了单电源断电导致设备断电的安全隐患。

3. 适用范围

为需要供给两路独立电源的车站或设备在只有一路电源具备条件时提供稳定可靠的二路电源，并保证持续供电。

4. 工艺原理

利用既有电源，增设UPS设备1套、柴油发电机1套。既有电源输出连接所带负荷作为一路电源，同时连接UPS充电端口；UPS设备输出端口连接所带负荷作为二路电源；柴油发电机输出连接UPS充电端口。

供电时，既有一路电源作为主供电源为负荷供电，同时为UPS充电；如一路电源停用，UPS自动切换为负荷供电，UPS在无持续充电状态下可以支持供电至少2小时，在此期间同时启动柴油发电机为UPS充电；直至一路电源恢复供电，再切换回一路电源为负荷供电。

5. 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

不间断电源施工工艺流程（见附图5.1）

5.2 操作要点

5.2.1 设备清点、检查

1、設备开箱检查应会同供货单位、建设单位共同进行，并做好记录。

2、根据装箱单或供货清单进行清点验收。

3、注意检查制造厂的有关技术文件是否齐全。

4、检查主机、机柜等设备外观是否正常，有无受潮、擦碰及变形等。

5.2.2 机柜引入引出管线、机柜基础槽钢、接地干线修整

1、根据有关图纸及设备安装说明检查机柜引入引出管线、机柜基础槽钢、接地干线是否符合要求，重点检查基础槽钢与机柜固定螺栓孔的位置是否正确、基础槽钢水平度及不平度是否符合要求。

2、根据发现的问题及时进行修整。

5.2.3 主回路线缆及控制电缆敷设

1、线缆及控制电缆敷设应符合国家有关现行技术标准。

2、进行穿线时应做好对管口保护工作，以防割伤线缆。

3、线缆敷设完毕后应进行绝缘测试，线间及线对地绝缘电阻值应大于0.5MΩ。

5.2.4 机柜就位及固定

1、根据设备情况将机柜搬运至现场吊装在预先设置好的基础槽钢之上。

2、固定机柜。

3、调整机柜的垂直度偏差及各机柜的间距偏差，水平度、垂直度偏差不应大于1.5‰。

5.2.5 柜内设备安装接线

1、制作各电缆接头，接头制作应符合有关规范要求。

2、按照安装说明、施工图纸连接各线缆。

3、各线缆连接应可靠牢固。

5.2.6 电池组就位及接线

1、电池组整齐码放于电池室内或专用支架上。

2、电池组接线应注意正负极的统一。

3、电池组与机柜的接线应牢固可靠。

5.2.7 系统通电前测试检查

1、对照施工图纸、设备安装说明检查各系统回路接线。

2、制作标示相关线缆回路标识标签。

5.2.8 系统整体调试及验收

不间断电源的整流、逆变、静态开关各个功能单元都要单独试验合格，才能进行系统整体试验调试。

根据设备安装使用说明书的操作提示送电调试。

1、送电前应注意检查设备散热风扇处的保护薄膜是否取掉，以免造成机柜通风散热困难。

2、应在系统内各设备运转正常的情况下调整设备，使系统各项指标满足设计要求。

3、不间断电源首次使用时应根据设备使用说明书的规定进行充电，在满足使用要求前不得带负载运行。

4、大型系统调试应以设备厂家技术人员为主，安装人员为辅。

5、系统验收时应会同建设单位和监理单位的有关人员共同进行，并做好相关记录。

6. 材料与设备

本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6

7. 质量控制

7.1 不间断电源的整流装置，逆变装置和静态开关装置的规格、型号必须符合设计要求。各部接线连接正确，紧固件齐全、可靠不松动，焊接连接无脱落现象。

7.2 不间断电源输入、输出各级保护系统和输出的电压稳定性、波形畸变系数、频率、相位、静态开关的动作等各项技术性能指标试验调整必须符合产品技术文件要求，且符合设计文件要求。

7.3 不间断电源装置间连线的线间、线对地间绝缘电阻值必须大于10MΩ。

7.4 不间断电源输出端的中性线（N极），必须与接地装置直接引来的接地干线相连接，做重复接地。

7.5 安装不间断电源的机架组装应横平竖直，水平度、垂直度允许偏差不应大于1‰。

7.6 引入或引出不间断电源的主回路电线、电缆和控制电线、电缆应分别穿保护管敷设，在电缆支架上平行敷设应保持150mm的距离；电线电缆的屏蔽护套接地连接可靠，与接地干线就近连接，紧固件齐全。

7.7 不間断电源装置的可接近裸露导体应接地（PE）或接零（PEN）可靠，且有标识。

7.8 不间断电源正常运行时产生的A声级噪声，不应大于45dB；输出额定电流为5A及以下的小型不间断电源噪声不应大于30dB。

8. 安全措施

8.1 设备安装时应注意保持机房地面、墙面整洁，不得污损。

8.2 其他工种作业时，应注意不得损伤设备。

8.3 机房内应采取防尘、防潮、防污染及防水措施。

8.4 机房等重要场所应派专人进行管理，防止设备器材丢失。

8.5 设备及电池组在安装前，应考虑结构承载问题。

9. 环保措施

9.1 在与蓄电池的电解液接触，一定要戴防护手套和特别的眼罩。

9.2 蓄电池中的稀硫酸具有毒性和腐蚀性，接触后会烧伤皮肤和眼睛。如果硫酸溅到皮肤上，用大量的清水清洗，如果电解液进入眼睛，用大量的清水清洗并立即去医院就诊。

9.3 蓄电池可释放易爆气体。火花和火焰要远离电瓶，在拆装蓄电池时不能让正负极相碰，以防产生火花。蓄电池的摆放必须保持通风。

9.4 除油剂的使用：三氯乙烯等除油剂有毒性，使用时注意不要吸进它的气体，也不要溅到皮肤和眼睛里，在通风良好的地方使用，要穿戴劳保用品保护手眼和呼吸道。

9.5 施工作业必须限制在工程建设允许范围内，并做到标牌醒目、标识齐全，施工场地文明整洁。

10. 效益分析

10.1 直接经济效益

运用本工法为车站提供了稳定不间断的电源，消除了新建10kV第二贯通线无法贯通对站改施工的影响，加快了施工进度。在西康二线工程中运用本工法，提前完成柞水站、镇安站、长哨站的站改施工，缩短了工期，节约费用约50万元。

10.2 社会效益

不间断电源施工技术，在站改中为通信、信号设备提供可靠的二路电源，按期完成站改施工，得到甲方及监理单位的一致认可。

10.3 环保效益

采用不间断电源施工技术，仅增设UPS及柴油发电机一套，通过室内缆线连接即可满足施工需要，不需再利用架空线路从其他电源设备接引电源，消除了因杆塔组立及导线架设可能对植被造成的影响，对生态环境起到了极大的保护作用。

而且在既有电源畅通时，UPS处于储能状态，能耗几乎可以忽略，仅在既有电源因计划或故障停电时启用柴油发电机，减少了对柴油的损耗，节能减排效果明显。

11. 应用实例

改建铁路西安至安康线增建二线XKS-2标段四电工程线路长度60.04km，起点为营镇车站（不含），终点为东坪（东坪乾佑河特大桥安康端台尾），由中铁十二局集团电气化工程有限公司承建，全线共有柞水站、镇安站、长哨站3个车站站改施工任务。采用此工法，顺利解决了因部分新建隧道、桥梁工程尚未完工而无法进行站改施工的情况，为通信、信号设备提供了可靠的二路三相电源，保证了行车设备安全可靠运行。该工程于2011年2月开工，计划2013年6月30日竣工，柞水站综合楼变电所开通时间，比原定工期提前7个月。