超高压电力电缆工程设计及施工关键技术

翁旭峰 刘雪莹 陈 麒

(上海送变电工程有限公司)

0 引言

随着社会不断发展, 人们对电力服务的需求不断增高, 电力行业迎来了新的挑战, 需不断完善基本设施建设, 搭建安全稳定的电力系统。在超高压电力电缆工程施工时, 由于技术不成熟、知识不完善等因素, 可能会出现一定技术难题, 影响最终建设质量。因此, 施工单位需做好现场勘测工作, 科学制定施工设计方案, 严格把控施工关键技术要点, 确保工程安全性、可靠性。以下总结超高压电力电缆工程中的问题, 分析超高压电力电缆工程设计及施工关键技术, 旨在为实际工作奠定理论基础, 提供一定参考价值。

1 超高压电力电缆工程的常见问题

电缆的主要功能是传输电能或信号, 其产品广泛应用于各个领域中, 与计算机、医疗、工业、通信、汽车等均有密切联系, 对社会经济发展具有重要影响。电力电缆的主要功能是传输、分配电能,在施工过程中, 由于材料、技术等因素影响, 可能会出现一定故障问题, 严重影响工程的可靠性、安全性。

1.1 接地线击穿问题

在超高压电力电缆故障中, 接地线击穿是比较常见的一种类型, 主要与材料、施工技术等有关。在具体施工时, 部分单位未严格把控材料质量, 导致次品、假货等材料流入施工现场, 如果使用质量不合格的接地电缆, 便无法保证绝缘效果, 从而引起相应故障问题[1]。同时, 部分施工人员操作技术水平不高或者态度不认真, 也会影响施工质量和效果。电缆在拖拽、大力拉扯等不合规操作中, 会发生外皮损坏等情况, 从而导致输送电流时发生接地线击穿现象。

1.2 接地箱进水问题

在电力电缆施工过程中, 进水故障通常发生在南方地区, 主要是由于南方地区降水量较大, 容易造成接地箱进水, 从而引起故障问题, 尤其是梅雨季节。接地箱进水与材料防水性能有直接关系, 如果防水性能不达标, 雨水便会浸入接地箱。此外, 施工操作也是重要影响因素, 比如未做好终端线耳密封工作, 便会造成防水罩失效, 从而无法有效发挥密封防水功能, 引起电力系统故障。

2 超高压电力电缆工程设计

电缆通道是电力电缆工程设计中的重要内容, 传统的排管敷设方式无法适用于超高压环境。由于超高压等级电缆的电流水平高, 对运行环境的要求也更高, 需要通过专用隧道进行敷设。在实际作业过程中, 需根据现场具体情况, 结合实际需求, 选择合适的敷设方式, 优化和调整设计方案, 最大程度保证项目工程的安全可靠性, 为提供高质量电力服务打下坚实基础。

2.1 超高压电力电缆蛇形敷设

超高压电力电缆的载流量较大, 对运行环境、敷设设计的要求较高, 尤其是电缆攀附密集等特殊情况下, 如果未做好科学合理的设计, 可能会由于处理不当而发生热伸缩滑移的问题[2]。在具体施工时, 可以选择不间断蛇形敷设的方式, 尽可能减少弯曲盘缆不当的影响, 防止发生不规则位移, 也可以有效分散过度集中的电流, 确保用电安全稳定性。通常选择垂直蛇形敷设方式, 需重视隧道高度问题, 根据实际情况确定合理的高度、宽度, 并在靠近接口的位置妥善设置支持力, 可以减少横档支架用量, 合理控制成本投入, 也能够杜绝热伸缩而引起的电缆摩擦滑移问题。

2.2 超高压电力电缆敷设工艺

为确保施工效率、质量, 电缆敷设前需做好准备工作, 便于更好地满足垂直蛇形敷设标准和要求。根据项目设计要求, 核实电缆敷设长度、实际订购长度, 并做好通信、照明等装置的调试工作, 为施工作业提供安全、稳定的施工环节。同时, 安装固定辅助敷设装置, 并做好全面的安全检查, 确保棚架、围栏等设施设备处于正常状态。

正式施工时, 需根据现场具体情况适当调整敷设方案, 充分考虑人井深度、电缆牵引力及自重等因素。相比普通的电缆, 超高压电力电缆的重量明显更高, 可以使用人机结合的方式, 合理布置敷设现场。同时, 做好现场测量工作, 准确计算配送位置、输送机位置等参数, 明确电缆输送时可承受质量, 选择合适的输送机数量。在安装电缆中间接头时, 由于所占空间较大, 为提升操作简便性、工程美观性, 应并列设置电缆层, 确保上下电缆层处于同一截面, 设计时需预留足够的空间距离, 便于安装各种尺寸的接头[3]。安装电缆终端接头时, 应注意严格遵循相关标准规范, 严格把控工艺质量。其中, GIS 终端通常是油浸式装置, 需提前制定解决油密封性问题, 在环氧套管内注入足够的电缆油, 硫化密封出线棒终端, 杜绝裂缝、间隙等情况的发生。通过人机结合的方法,纠正电缆热胀冷缩效应, 包覆、固定XLPE 端口装置。

间隔一定距离安装电缆支架, 并使用夹具妥善固定电缆波谷区域, 选择角钢对照明系统、电源以及通信装置进行横档, 确保施工作业顺利完成。电缆支架通常利用裸铜线连接, 应做好竖井装置配备工作。敷设电缆时, 强制性连续加固中间接头端口、电缆切点等位置, 并通过玻璃钢板进一步强化加封竖井井盖,防止坠落物损坏电缆。

2.3 附属设施设计

超高压电力电缆附属设施主要包括照明系统、消防系统等, 需根据现场实际情况进行合理设计。在照明系统方面, 工作井照度通常为10 ～20lx, 而配电箱、配电柜附近的照明照度需超过200lx。支路照明应保证每300m 安装一个照明设施, 并安装好防漏电设施, 确保漏电电流不超过30mA, 使用双向手控模式控制开关。在隧道入口安装总开关的同时, 还需在支路端合理排布相应的设备控制开关[4]。此外, 在距离地面30 公分的位置安装应急疏散装置, 并在工作井醒目区域设置安全出口标识。为保证项目工程安全性, 需合理安装消防系统, 布置气体灭火设施, 可以使用无管道悬挂式系统, 每150m 安装灭火装置, 使用超细干粉进行灭火。同时, 间隔一定距离放置建筑灭火器, 有效提升安全防护能力, 可以使用磷酸铅盐干粉灭火器。

3 超高压电力电缆工程施工关键技术

电力电缆施工和整个电力系统性能密切相关, 需做好图纸会审等工作, 严格审查设计方案、施工方案, 对存在的问题进行适当优化和调整, 推动各个工作环节有序进行[5]。同时, 加强和各个单位之间的沟通交流, 严格把控施工技术, 对工程质量要求、施工流程等达成共识, 如果出现问题立即进行整改。在实际施工过程中, 需把控关键技术要点, 全面提升项目施工质量和效率, 这也有利于保证经济效益和社会效益。

3.1 重视线路勘测工作

超高压电力电缆施工过程中, 需提前做好现场勘测工作, 探查施工线路, 确保施工方案的科学合理性, 以免后续出现意外事件或者影响建设进度。线路勘测主要是对断面进行测量, 工作人员需掌握扎实的理论知识, 保持认真负责的工作态度, 科学编制线路路径长度, 提升线路安全性以及便捷性,合理控制成本投入。一般情况下, 超高压电力电缆测量的精度要求不高, 主要是对高差、转角角度等进行核查, 测绘人员需重点注意记录错误等低级错误, 根据实际情况选择合适的测量方式, 严格遵循相关规范标准, 确保数据资料的真实性、准确性。此外, 测绘人员还需掌握线路设计知识, 深入分析现场地形、设计状况等, 并加强与设计人员之间的交流, 围绕设计目的开展工作, 保证测绘的精度,为后续施工提供数据支持。

3.2 强化施工管理力度

部分施工人员存在粗心大意、责任心不强等情况, 可能会导致电缆受损, 进一步引起相关电缆故障, 因此需加强管理力度[6]。对于施工人员, 定期组织学习和培训, 严格落实安全教育, 纠正其不合规操作, 提升自身业务能力, 促使其了解电缆施工的重要性, 适当采用奖惩制度、责任制度, 不断提高工作人员积极性、主动性。施工过程中, 应做好现场清理工作, 避免坚硬物质对电缆造成损坏, 同时, 做好现场监督工作, 避免暴力拉扯等问题造成电缆破裂。选择中间接头材料时, 也应保持认真严谨, 以免导致电缆工程损坏, 出现相关故障问题。此外, 需高度保持安全意识, 按规定穿戴防护服,进行标准作业施工, 并对当地气候、天气变化进行监测, 避免在雷雨天气下施工, 尽可能保证电缆工程以及施工人员的安全性。操作结束后, 需注意及时撤出所有人员以及设备, 再进行后续的接地线拆除工作, 以免出现意外事件。

3.3 做好日常维护和故障排查工作

积极排查电缆工程故障, 做好日常维护工作, 可以提升电力系统安全性, 降低故障问题发生风险。在具体实践过程中, 需注意聘用具有合格资质的专业人员, 并积极学习相关知识和技术, 提升自身业务能力, 保证电缆应用效率, 科学使用辅助工具对电缆电流进行检测, 快速排查故障位置和原因, 并制定相应的处理方案, 以免造成严重不良影响[7]。作为维护人员, 需树立安全意识, 重视维护工作, 及时更新相关技术和方法, 减少周围环境或者其他因素的不良影响, 从而有效延长电缆使用寿命, 提升整体施工质量。

3.4 加强电缆质量监督

超高压电力电缆工程对电缆性能的要求较高, 需要具备一定耐热、抗老化、电气等性能。其中, 电气性能主要是导电、传输、电气绝缘等, 绝缘于电阻、耐点、介质损耗等有关, 传输性能包括高频传输、抗干扰等。电缆耐热特性是指耐温等级、散热效果[8]。抗老化性能则是在外界环境作用下, 需要保证电缆原有性能。此外, 为满足电力系统运行需求, 超高压电力电缆工程还应具备一定耐震、抗拉、可弯曲等机械性能, 并能够承受电化、化学物质、细菌以及生物的侵蚀。

为保证项目工程的稳定性, 延长使用寿命, 施工时需做好质量监督检测工作, 可以选择火烧等方式,对电缆材料进行核查。如果绝缘材料是聚氯乙烯, 使用明火燃烧, 便会散发刺激性气味, 出现浓烟、明火的情况, 如果是其他材料或者不符合质量标准, 便不会出现上述特征现象。核查金属导线截面时, 选择精确度高的卡尺, 认真测量导线直径, 计算出截面的实际面积, 并与相关标准规范对比, 杜绝不合格品流入。

3.5 合理利用防凝冻技术

超高压电力电缆工程投入使用后, 可能会受到冰冻损害, 尤其是极端天气下, 非常容易发生覆冰凝冻, 对电力系统运行造成巨大威胁, 因此需根据地形、气候等, 合理应用防凝冻技术。在实际工作中, 坚持因地制宜的基本原则, 确保电力电缆装置避开险地, 优化和改进线路走向, 规避外界环境因素的不利影响, 积极引入新材料、新技术, 比如涂抹隔热保温涂料, 强化防覆冰处理, 必要时可以适当使用外力处理覆盖的冰层, 及时排除潜在的危险因素。

4 结束语

电力电缆主要是进行电能分配、传输的电缆, 在发电站、城市电网、工矿企业等广泛应用。在不同电压环境下, 需要使用不同类型的电缆, 超高压电力电缆对运行环境具有较高要求, 需严格把控施工工艺,选择相应等级的电力电缆, 遵循相关规范标准, 避免电缆故障问题发生, 确保工程安全性和可靠性。在实际施工时, 由于人为操作、材料等因素, 可能会出现接地线击穿等问题, 影响电力服务质量, 还可能会出现安全意外事故。对此, 需做好电力电缆工程设计工作, 根据实际情况选择合适的敷设方案, 掌握施工关键技术, 最大程度提升整体施工质量和效果, 为企业争取更多经济效益。