常规岛电缆敷设软件容积率分析与应用

贾樱

（中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 上海市 200333）

1 概述

随着经济效率提升，近年电厂使用面积空间缩小，工程总承包需要各个专业设计优化。电气电缆通道的设计要在有限的空间内，保证工程质量，同时降低工程量，实现效率最大化。

厂房内各设备需电源、控制保护信号，其电缆通道分布各处，电缆通道设计合理性最为关键，桥架容积率可反映实际情况，根据容积率的数值调整预设计，合理规划电缆通道。

福清核电项目共6 台机组3 期工程，由3 个设计公司共同设计。其电缆敷设使用的电缆敷设设计管理系统（Cabling Design Management System，简称CDMS）。它是一款功能强大的电缆敷设设计和管理软件，它涵盖了从电缆敷设路径设计，到现场施工管理、防火分析等各个方面。

2 电缆通道预设计

根据收集资料，与各专业配合初步设计电缆通道。按照CDMS软件要求，把电缆通道以三维数据模式输入软件。

2.1 定义工程的详细基本数据

CDMA 软件所需要的基础资料，如网格坐标系定位图、电缆主托盘布置图(电缆构筑物布置图)、电缆次托盘指导图、设计程序手册、标准文件等资料。

根据定位图，各电缆构筑物按其在总图上的位置选择网络坐标系，在电缆构筑物图上按坐标系建立网格，电气设备、电缆桥架按网格值定义网格坐标值，图纸上的CAD 信息转换成三维数值信息输入软件。

2.2 建立电缆主托盘网络

根据已正式出版的电缆主托盘布置图及相关修改单，定义电缆桥架网络信息，包括轴线、桥架节点、桥架段、次电缆桥架、以及其连接关系等信息。

电缆轴线、桥架段的信息同时在电缆主托盘布置图上表示，标明主桥架的电缆等级、电缆轴线号（分层）、桥架段号、桥架底标高等，并将出版的电缆主托盘布置图、设备布置图上传共享至软件文件管理夹，使敷设电缆的工作人员及时了解电缆敷设网络的最新信息。

3 电缆

电缆特性信息由电缆特性代码表示，软件中电缆特性代码代表的电缆与施工电缆数据的一致，准确反应了电缆桥架填充率，验证电缆敷设网络设计合理性。

3.1 前期工作

电缆设计前期，设计人员把本工程涉及的电缆特性信息，及所需大致用量提资给总设计公司。总公司根据电缆供货商的电缆样本数据给各设计院反馈确认，并编制《电缆特性代码编制规定及UPC清单》，定义电缆的以下参数：电缆应用类型（中压、低压、控制、测量等）、型号、规格、鉴定等级、导体材料、外径、弯曲半径、单位长度总质量、热荷载、可燃物含量、耐火、复合、屏蔽等。设计人员根据《规定及清单》选用其中的电缆。

3.2 CDMS软件电缆优点

电缆的外径、单位长度总质量，根据电缆供货商的电缆样本的数据反馈编制，保证项目电缆参数准确，值得我们学习。

实际选用电缆的规格并不是完全是先前我们设计提资中的规格，它根据本工程采购使用到电缆规格所需量进行分类合并，使电缆规格统一集中，便于采购。除总包采购电缆录入软件外，各供货厂家自带电缆统一进入软件，便于工程管理。

4 电缆清册与电缆敷设

按电缆清册敷设电缆，电缆清册由各专业根据自己出版的图纸开列，主要有电气电缆清册，热控电缆清册，厂家电缆清册。电气电缆清册是电气专业进行电缆敷设的依据，是内部过渡文件，是对电缆设计敷设流程记录，便于追溯。

4.1 电缆清册

电缆清册信息包括：电缆标识号（电缆编码），类型/特性代码（包含电缆鉴定等级的信息），安全系列/色标，起终点设备信息（中文名称，设备代码、部件代码、房间代码），实际芯数，设计长度（敷设好后电缆计算长度，用户可以根据敷设情况进行调整，自定义长度），所属图纸卷册，备注，通道，成组类型（成组的电缆按成组敷设规则进行敷设），电缆路径清单号，电缆出版版本（路径清单卷册版本-路径清单版本-电缆版本），各次电缆版本出版的时间信息，卷册负责人，首次提供电缆日期，各次修改电缆的日期及修改内容。

4.2 CDMS软件电缆清册特点

软件中数据都是以系统号为基础进行编制，分类归总各系统。如电缆编号，根据核电项目电缆编号的原则编制的电缆编号，可迅速查询到相同系统设备的电缆信息；在缩小范围内可以迅速查询，并横向对比同类设备相关电缆。

4.3 电缆敷设

电缆、桥架都有相应的系列号、色标号。根据已定义的标准数据，建立建造工程的基本结构关系，包括：电缆系列色标对应，桥架系列色标对应，电缆/桥架系列色标敷设准则，电缆/桥架类型敷设准则，电缆/桥架机组敷设准则，桥架系列色标连接准则，桥架类型连接准则。

对于核电项目，涉及到的电缆安全列及色标多种，即通常所说的特殊电缆，一般由总设计公司所设计并敷设，特殊电缆不能混合敷设在一起，按电缆/桥架系列色标敷设准则对应敷设在不同的特殊桥架中，或穿管敷设。

5 电缆通道容积率

电缆通道容积率反映了电缆敷设的情况，适当的调整通道，减少现场施工电缆敷设问题，提高工程的经济性。

5.1 容积率数据基础

总设计公司对各电压类型类电缆桥架设定容积率上限，在敷设电缆时严格遵守容积率上限数值。

CDMS 软件是由各设计院共同敷设电缆的一个平台，其敷设数据完整。如MX 厂房，电缆通道敷设有总设计公司涉及MX 的跨岛电缆，我院设计的电气电缆、热控电缆，供货厂家设计的各类电缆，其电缆信息全面，真实地反映了现场电缆通道的容积率。

表1

5.2 容积率数据建立

建立电缆主托盘网络，导入电缆清册，根据规划路径进行敷设电缆，电缆通道容积。敷设时容积率产生满载，工程敷设完成调研容积率有空载，容积率低。

5.2.1 容积率满载

敷设电缆时，敷设到某一桥架段，软件显示桥架满载，已达到容积率上限。

规划电缆通道时，缺少各专业、各设计院、各供货厂家对电缆通道空间容量的要求、电缆敷设的大致走向、设备起终点等信息，电缆通道空间容量按电气敷设经验设计，且按厂房空间要求、工艺专业布置配合、消防专业经济合理性考虑，每个通道最多4 层桥架。

敷设电缆时电缆敷设规划，各专业按规划路径敷设电缆，一旦桥架通道满载，在不可能扩宽桥架宽度、增加桥架层数的情况下，各自寻找空间敷设电缆，占用其他专业预留的空间。其他专业敷设时，除了让敷设好的电缆重新找路径敷设外，只能占用其他桥架空间。

解决方案：

电缆通道规划时，收集详细完整资料。设计时尽可能最大化电缆通道空间。设计好的电缆通道给其他专业提资，并附上电缆通道使用规划。其他专业无异议后出版电缆通道图纸。

各专业的电缆敷设按提供给电气的规划路径敷设，不要轻易修改，以影响通道的容积率。

大量的敷设前期工作，使电缆通道容积率控制在规定范围之内，电缆敷设工作顺利进行。

5.2.2 容积率低、空载

工程敷设完成后发现部分电缆通道容积率比较低，有些甚至没有敷设电缆。配合电缆主托盘布置图，确认没有电缆会敷设的情况，把部分低容积率的通道改小，或做穿管处理。对于空载情况，直接取消相应的电缆通道。

5.3 容积率工程数据

整理软件数据，填充率大于80%。

（1）低压动力桥架5MX1012L，5MX1052F ～D，此路桥架为厂房垂直中后路主通道，共三层800x150 桥架，其中二层动力桥架，从D 段开始最上层桥架拆分一半低压，另一半中压（5MX1011L，5MX1051F ～D）。5MX1012L 填充率84.85%，电气电缆11 根;5MX1052F 填充率84.85%，电气电缆11 根; 5MX1052E 填充率85.19%，电气电缆12 根; 5MX1052D 填充率85.57%，电气电缆22根。5MX1052A ～C 填充率低压50%。

（2）低压动力桥架5MX1053A，5MX1081AB，此路桥架为厂房垂直中前路主通道，皆为800x150 桥架。5MX1053A 填充率98.64%，电缆数87 根，其中电气电缆28 根，热控电缆59 根；5MX1081AB 填充率80.05%。5MX1053B ～F 填充率低压20%。

根据1、2 条，5MX105 二层低压桥架局部敷设电缆都比较满，但电缆桥架通道满足电缆量。设计通道、敷设电缆时考虑桥架统一高度，电缆减少跳层，5MX1081 和5MX1053 连接。如5MX1081需要和5MX1052 连接，交换二层敷设的电缆，5MX1052D ～F减小填充率，5MX1053A ～F 填充率保持在50% 以下，并更为合理。但5MX1052A，5MX1081AB 还是高填充率达80% 以上，5MX1052A 中电缆分一部分至5MX1053A，二层桥架都连接5MX1081，电缆跳层。

（3）电缆夹层桥架5MX311，5MX312，及汇合桥架5MX313。此路桥架为热控间、电气配电间、继电器室、直流间下桥架，并承担部分核岛至TC 厂房电缆。表1 为桥架最高容积率段数值。

从表格看5MX311、5MX312 容积率在合理范围内，5MX313由于是汇总前二者桥架中电缆，容积率接近满载。敷设时因桥架满载，部分电缆已从其他路径绕路。今后对电缆量大的桥架不能汇总进入竖井，由于电缆夹层仅电气专业使用，可以增加电缆桥架层数，各通道各自接入竖井，电缆夹层竖井段加大。

5.4 容积率数据与电缆通道确认

减小的电缆通道，需要在软件中重新修改通道数据，电缆敷设重置，容积率重新生成，达到电缆敷设容积率要求。

需要扩容的电缆通道，在允许空间的情况下，需要和各工艺专业配合，并核实土建荷重是否满足要求。在各方条件满足情况下，可以适当的加大电缆通道。

很多情况下增容是很困难的，只有在开始设计时，充分的设计电缆通道，在软件验证容积率后，调整通道。在有限的电缆通道下，只有重新规划电缆敷设路径，综合考虑电缆、电缆通道数据匹配。

经过多次调整电缆敷设，容积率符合标准，电缆通道得到确认。升版、提交最新电缆通道图纸给现场进行施工。

5.5 容积率数据与现场敷设情况比较

严格保证软件中电缆、电缆通道数据的真实性、完整性，现场施工敷设按照软件生成的电缆敷设路径清单进行施工，软件中容积率可反映了现场敷设的情况。

施工时也会出现电缆通道满载，而软件中容积率低的情况。

5.5.1 直线段电缆通道

现场反映直线段满载情况，出现在控制测量电缆桥架。控制测量电缆细且多，多层叠加敷设。根据实际情况总结，调整控制测量通道的容积率最高值，可以保证现场敷设。

5.5.2 交叉段电缆通道

通道弯通处现场也出现盖板盖不上问题。经和施工单位沟通，过弯通处电缆由于弯曲半径，集中敷设在通道外侧；三通、四通除电缆弯曲半径问题外，不同方向来的电缆在此交叉穿越，容易出现现实中超载。今后软件敷设需要考虑电缆弯曲半径及交叉问题。

6 结论

经过福清项目电缆敷设设计管理软件应用，对电缆敷设更深层次的了解。

电缆敷设是一项复杂又严谨的设计工作，前期需要制定详细的标准文件、建立严格的敷设准则。电缆敷设设计严格按标准进行数据整理并输入软件，数据的准确性、详细性、完整性保证了容积率软件数据与现实情况的一致性。电缆敷设严格遵守敷设要求，保证了电缆敷设网络的合理，电缆施工的效率及经济。

通过福清项目电缆敷设设计管理软件应用，学习了核电电缆敷设设计的一系列的技术，积累了核电电缆敷设管理的经验。对今后电缆敷设设计管理可作参考，借鉴核电敷设的方法，更好的进行电缆敷设设计。