仪表电缆线路工程技术管理

赵光华(中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086)

0 引言

电缆敷设一般采用架空方式，也有埋地敷设或电缆井(穿管)敷设的，在电缆集中的地方采用槽盒或桥架，实施过程中严格遵守规范和标准，结合工程项目管理经验，更关注到电气线路实施的重点和难点，排除可能存的在安全隐患，如果说仪表及自动化系统是生产装置的“神经系统”，那么仪表就是其神经末梢，中控室是大脑中枢，电缆线路就是其重要的通信传输通道，因此，要求设计、技术、采办和施工等各相关方严把电缆线路工程的各个环节，高质量实施是确保“神经系统”长期正常使用的关键所在，也是工艺装置正常生产的保证。

1 电缆线路的分类

1.1 电缆桥架

按材质可分为玻璃钢桥架、钢制桥架(铝合金和钢制镀锌)，钢制桥架又分为槽式、梯阶式、托盘式和组合式电缆桥架等，仪表和电信专业常用槽式桥架(又称槽板或槽盒)，有时也用托盘式电缆桥架，电气专业一般选用梯阶式电缆桥架，其适合于直径较大的电缆。单节桥架的长度一般规格为2米、3米和6米，桥架的宽度一般为100mm、200mm、300mm、400mm,也有50mm、500mm、600mm等规格，根据项目的具体情况设计、采办相适应的规格。

1.2 电缆保护管及相关配件

一般选用镀锌钢管，电信专业在埋地时有用PVC多孔的方通管，涉及到的配件有桥架的连接片、螺栓及跨接线等，镀锌管用到的拉线盒及分线盒、以及电缆接入设备和接线箱时的电缆密封接头或防爆挠性软管等。

1.3 电缆的种类

包括动力电缆、控制电缆、通信光缆、专用电缆，以及绝缘导线等，其中仪表动力电缆不同于电气电力电缆，主要是电气专业UPS提供的220VAC电源，主要为控制系统机柜、操作站、工程师站和现场仪表供电，有的仪表设备(如电动阀)用到380VAC的情况时，一般有电气专业现场配电箱就近提供，均属于一级供电负荷。目前石化工程项目涉及到仪表/电信电缆均为铜芯材质。

一般情况消防、报警设施、紧急停车按钮的控制电缆或通信光缆设计均为直接拉到控制室，不经过现场接线箱，直拉电缆和总线FF电缆一般为铠装电缆；铠装电缆在现场仪表或接线箱的接线一般采用格兰，非铠装电缆一般采用防爆挠性管连接方式；仪表自动化系统(含DCS/SIS/CCS/GDS等)通信光缆通常为冗余设计，并且从现场控制室分别沿着不同的路径到达中心控制室，设计路径一般为地上桥架和地下电缆沟直埋或穿管的方式。

2 电缆线路的施实界面

组织和参与设计技术交底和设计图纸审查，明确实施电气线路实施界面。区域变电所出线端子至装置单元的电缆敷设、安装和接线等由施工承包商负责；仪表系统机柜的第一道接线端子为界，从装置现场的电缆/光缆等敷设连接到系统机柜第一道接线端子(配线架等)由施工承包商负责，仪表系统承包商负责控制系统机柜、操作站和工程师站等设备安装及其内部柜间电缆敷设和连接等。电缆桥架以各自施工区域设计图纸界面为准，后施工方负责两个区域桥架的连接。一般情况电气专业负责UPS的安装调试，并负责敷设供电电缆到仪表控制系统(电源)机柜和接线，仪表系统工程承包商办理其受电申请。

3 桥架及保护管安装

一般大型石化工程项目开工初期，可根据基础设计图纸中型号、规格和数量比较多的电缆、桥架、保护管及接线箱和管接件等，提前安排采购该总数量的60%左右，结合工程的进展情况，参考施工单位申请的材料需求数量计划，由采办部门汇总后统一平衡实际采办计划数量，到项目后期设计增加或临时变更的电气材料，如果数量较少的话可考虑利用库存，以节约时间和费用，涉及到改造或检修的项目，材料利库或代用的机会更多，因此材料代用的情况需要经过设计或技术部门的同意方可，一般是高代低和新代旧的原则。工程准备阶段的场地平整时，结合设计和生产部门意见，可在主要路口或关键位置，预埋设多根管道备用，既可用作临时电缆过路，又可用于电缆沟的使用或工程改造扩建的备用，以免到时破路影响交通和进度；直埋电缆(或预埋钢管)过马路时，路的两侧宜设置电缆井，便于穿线以及后续的检修改造等维保工作。

3.1 电缆桥架安装

3.1.1 施工准备

现场核查电缆槽盒、桥架实际走向，确保其与工艺管道、钢结构及设备没有冲突(最好查看三维图)，同时做好施工技术和安全交底，涉及到改造单元的桥架安装和电缆敷设作业前，需提前申请相关作业票。

3.1.2 桥架或槽盒组装

针对工程项目位置在沿海，台风较多，腐蚀性较强的特点，沿管廊安装槽盒或桥架的固定，应增加抱箍和固定点的支架数量，同时桥架盖板的固定使用不锈钢扎带并配合抱箍的形式；仪表槽盒或桥架直接对接建筑物时，其室外槽盒的底板应适时开设漏水孔或预留漏水断口，避免桥架直接穿墙进入室内；桥架采用螺栓连接时，应用半圆头螺栓由里向外穿，连接应牢固。

桥架的起始端、分支处、进出室内、进出不同危险区域，以及每30米处与就近接地网或接地母排的相连，接地线可选用16mm2多股铜芯电线，每节桥架之间两侧需跨接，跨接线可选用6mm2铜芯软绞线或软铜编织线，也有的桥架厂家提供配套跨接线和钢扎带。

3.2 保护管安装

保护管引入接线箱或仪表盘(箱)时，宜从底部进入，禁止从上部进入；保护管与连接件之间，采用螺纹连接，管端螺纹的有效长度要大于管接头的1/2，并保持管路的电气连续性。当保护管的直线长度超过30米，沿塔槽、加热炉或穿过建筑物伸缩缝时采取热膨胀补偿措施，保护管从上向下敷设时在管末端加排水三通，管口低于仪表或接线箱进线口约250mm。地埋管沟挖深不小于700mm，地埋管接头处采取外套管焊接，并刷防腐漆处理，埋在地下的电缆配管不得穿过设备基础。进入落地或配电箱的管路，排列应整齐，管口高出基础面应不小于50mm，进入室内或公路两端的管口要加以密封，预埋配管穿越马路时需加镀锌钢管保护，至路的两边不小于0.5米。安装桥架和穿线保护管时的支架，不宜在混凝土基础或横梁上打孔。

4 电缆/光缆敷设

4.1 电缆敷设

核对设计图纸电缆敷设表，根据到货电缆盘(有的标注电缆编号)及现场测量的实际情况重新编制电缆敷设表，电缆(线)敷设原则上先远后近，先集中后分散。电缆(线)敷设和接线前，必须进行导电检查与绝缘试验，电缆首尾两端按规范要求挂电缆标志牌。如图1所示，不同信号、不同电压等级和本安电缆在槽盒内分开敷设，本安电缆不得与非本安电缆共用一根保护管。管内电缆线总截面积不大于管内径空截面积的40%，电缆预留孔和电缆保护管两端口应用有机防火堵料封堵严密，堵料封入管口的深度不少于50mm，电缆预留管两端应填塞有机防火堵料。与工艺设备、管道绝热层表面之间的距离应大于200mm，与其它工艺设备、管道表面之间的距离应大于150mm。光缆敷设时，弯曲半径不应小于光缆外径的20倍，光缆两端预留长度不应小于8米，敷设完毕，应用光时域反射计检查光纤通道全程波导衰减特性曲线，光缆的接续点和两端应做永久性标志。

图1 电缆敷设作业示意图

电缆敷设从电缆盘上端引出，防止电缆在支架及地面摩擦拖拉，防止电缆铠装被压扁和受机械损伤。在槽盒或桥架垂直段敷设电缆时，在下端安装定滑轮防止敷设电缆时划伤，同时避免此处线缆斜拉以致无法恢复槽盒盖板，对于槽盒的水平弯处也要安装定滑轮同样防止电缆划伤和太紧或集中于拐弯处，也可能由于热胀冷缩原理引起电缆拉断等。鉴于项目所在地靠近沿海，部分场地是填海造地工程，且地下水位较高，因此埋地敷设的电缆要求外层保护必须完好，且为钢带铠装电缆；在施工和生产期间，室内外的电缆和控制室/配点室内都要注意采取防鼠、防蟑螂等小动物的措施。

4.2 接线和配线

核查电缆号准确无误后，按实际所需并留有余量后做好电缆头，电缆头用绝缘胶带包扎，屏蔽电缆的屏蔽层露出保护层15～20mm，用铜线捆扎两圈，接地线焊接在屏蔽层上，接线时，各回路的正负芯线颜色保持一致，备用芯线按图纸接到备用端子上或绕成弹簧状置于电缆头部。

4.3 接地线安装

热镀锌扁钢接地线连接采取搭边焊接，保证三个棱边可靠的焊接，对焊渣进行处理后，涂刷沥青漆做好防腐。每条接地干线确保在不同的两点以上与接地网相连，每个电气装置和工艺设备要以单独的接地线与接地干线相连，不允许在一个接地线中串接多个需要接地的设备。铠装电缆引入电气设备，其接零线要与设备内接地螺栓连接，钢带铠装的接地线要与设备外接地螺栓连接。

4.4 避雷带和防静电安装

避雷网/带的接地宜采用自下而上的施工程序，首先安装好接地装置，再安装引下线，最后安装避雷带，引下线在距地1.8米处设置断接卡，断接卡以下接地线用保护管加以保护，并与接地装置可靠连接。用做静电接地的材料，安装前不得涂漆，导电接触面必须除锈并紧密连接，每组静电接地安装完毕后，必须进行接地电阻测试，接地电阻值应符合设计要求，当电阻值超过设计要求时，应及时与设计沟通采取相应措施。

5 电气防爆

槽盒、桥架、电缆沟、保护管等通过不同级别爆炸、火灾危险区域时，在分界处均应采取隔离密封措施，保护管通过不同防爆区域的隔墙和楼板时，应将保护穿墙孔和楼板孔用阻火密封填料堵塞严密。如图2所示，接线箱、穿线盒、密封接头等管件按照危险区域的级别，分别采用不同的防爆结构形式。螺纹上应涂电力复合脂或导电性防锈脂，以保持良好的电气连续性。所有管子断开的地方，均用导线或裸铜线连接起来，连接应采用专用的连接卡，钢管的接地线要连至电缆桥架的接地上。

图2 电缆密封隔离配件安装示意图

6 结语

多年的石化项目仪表工程管理经验充分表明，做好电缆线路的施工技术和质量管理，需要在设计阶段、采购阶段和施工阶段有足够重视，严格的设计标准和施工规范、优选的供货商、优秀的施工队伍都是质量保障的关键，生产装置日常的操作和监控均在中控室，正是有了良好“神经系统”的通信传输渠道(电缆/光缆)，才能够时刻监控到每台设备的运行状况，工艺的技术参数是否满足要求，以便根据现场情况随时调整、监督、报警，甚至可能采取的紧急停车措施，确保生产的正常进行。因此，抓好电气电缆线路工程中的重点和难点，顺畅安全的仪表控制系统才是工艺装置正常生产的重要保障。