超高壓電力電纜工程設計及施工關鍵技術

翁旭峰 劉雪瑩 陳 麒

(上海送變電工程有限公司)

0 引言

隨著社會不斷發展, 人們對電力服務的需求不斷增高, 電力行業迎來了新的挑戰, 需不斷完善基本設施建設, 搭建安全穩定的電力系統。在超高壓電力電纜工程施工時, 由于技術不成熟、知識不完善等因素, 可能會出現一定技術難題, 影響最終建設質量。因此, 施工單位需做好現場勘測工作, 科學制定施工設計方案, 嚴格把控施工關鍵技術要點, 確保工程安全性、可靠性。以下總結超高壓電力電纜工程中的問題, 分析超高壓電力電纜工程設計及施工關鍵技術, 旨在為實際工作奠定理論基礎, 提供一定參考價值。

1 超高壓電力電纜工程的常見問題

電纜的主要功能是傳輸電能或信號, 其產品廣泛應用于各個領域中, 與計算機、醫療、工業、通信、汽車等均有密切聯系, 對社會經濟發展具有重要影響。電力電纜的主要功能是傳輸、分配電能,在施工過程中, 由于材料、技術等因素影響, 可能會出現一定故障問題, 嚴重影響工程的可靠性、安全性。

1.1 接地線擊穿問題

在超高壓電力電纜故障中, 接地線擊穿是比較常見的一種類型, 主要與材料、施工技術等有關。在具體施工時, 部分單位未嚴格把控材料質量, 導致次品、假貨等材料流入施工現場, 如果使用質量不合格的接地電纜, 便無法保證絕緣效果, 從而引起相應故障問題[1]。同時, 部分施工人員操作技術水平不高或者態度不認真, 也會影響施工質量和效果。電纜在拖拽、大力拉扯等不合規操作中, 會發生外皮損壞等情況, 從而導致輸送電流時發生接地線擊穿現象。

1.2 接地箱進水問題

在電力電纜施工過程中, 進水故障通常發生在南方地區, 主要是由于南方地區降水量較大, 容易造成接地箱進水, 從而引起故障問題, 尤其是梅雨季節。接地箱進水與材料防水性能有直接關系, 如果防水性能不達標, 雨水便會浸入接地箱。此外, 施工操作也是重要影響因素, 比如未做好終端線耳密封工作, 便會造成防水罩失效, 從而無法有效發揮密封防水功能, 引起電力系統故障。

2 超高壓電力電纜工程設計

電纜通道是電力電纜工程設計中的重要內容, 傳統的排管敷設方式無法適用于超高壓環境。由于超高壓等級電纜的電流水平高, 對運行環境的要求也更高, 需要通過專用隧道進行敷設。在實際作業過程中, 需根據現場具體情況, 結合實際需求, 選擇合適的敷設方式, 優化和調整設計方案, 最大程度保證項目工程的安全可靠性, 為提供高質量電力服務打下堅實基礎。

2.1 超高壓電力電纜蛇形敷設

超高壓電力電纜的載流量較大, 對運行環境、敷設設計的要求較高, 尤其是電纜攀附密集等特殊情況下, 如果未做好科學合理的設計, 可能會由于處理不當而發生熱伸縮滑移的問題[2]。在具體施工時, 可以選擇不間斷蛇形敷設的方式, 盡可能減少彎曲盤纜不當的影響, 防止發生不規則位移, 也可以有效分散過度集中的電流, 確保用電安全穩定性。通常選擇垂直蛇形敷設方式, 需重視隧道高度問題, 根據實際情況確定合理的高度、寬度, 并在靠近接口的位置妥善設置支持力, 可以減少橫檔支架用量, 合理控制成本投入, 也能夠杜絕熱伸縮而引起的電纜摩擦滑移問題。

2.2 超高壓電力電纜敷設工藝

為確保施工效率、質量, 電纜敷設前需做好準備工作, 便于更好地滿足垂直蛇形敷設標準和要求。根據項目設計要求, 核實電纜敷設長度、實際訂購長度, 并做好通信、照明等裝置的調試工作, 為施工作業提供安全、穩定的施工環節。同時, 安裝固定輔助敷設裝置, 并做好全面的安全檢查, 確保棚架、圍欄等設施設備處于正常狀態。

正式施工時, 需根據現場具體情況適當調整敷設方案, 充分考慮人井深度、電纜牽引力及自重等因素。相比普通的電纜, 超高壓電力電纜的重量明顯更高, 可以使用人機結合的方式, 合理布置敷設現場。同時, 做好現場測量工作, 準確計算配送位置、輸送機位置等參數, 明確電纜輸送時可承受質量, 選擇合適的輸送機數量。在安裝電纜中間接頭時, 由于所占空間較大, 為提升操作簡便性、工程美觀性, 應并列設置電纜層, 確保上下電纜層處于同一截面, 設計時需預留足夠的空間距離, 便于安裝各種尺寸的接頭[3]。安裝電纜終端接頭時, 應注意嚴格遵循相關標準規范, 嚴格把控工藝質量。其中, GIS 終端通常是油浸式裝置, 需提前制定解決油密封性問題, 在環氧套管內注入足夠的電纜油, 硫化密封出線棒終端, 杜絕裂縫、間隙等情況的發生。通過人機結合的方法,糾正電纜熱脹冷縮效應, 包覆、固定XLPE 端口裝置。

間隔一定距離安裝電纜支架, 并使用夾具妥善固定電纜波谷區域, 選擇角鋼對照明系統、電源以及通信裝置進行橫檔, 確保施工作業順利完成。電纜支架通常利用裸銅線連接, 應做好豎井裝置配備工作。敷設電纜時, 強制性連續加固中間接頭端口、電纜切點等位置, 并通過玻璃鋼板進一步強化加封豎井井蓋,防止墜落物損壞電纜。

2.3 附屬設施設計

超高壓電力電纜附屬設施主要包括照明系統、消防系統等, 需根據現場實際情況進行合理設計。在照明系統方面, 工作井照度通常為10 ～20lx, 而配電箱、配電柜附近的照明照度需超過200lx。支路照明應保證每300m 安裝一個照明設施, 并安裝好防漏電設施, 確保漏電電流不超過30mA, 使用雙向手控模式控制開關。在隧道入口安裝總開關的同時, 還需在支路端合理排布相應的設備控制開關[4]。此外, 在距離地面30 公分的位置安裝應急疏散裝置, 并在工作井醒目區域設置安全出口標識。為保證項目工程安全性, 需合理安裝消防系統, 布置氣體滅火設施, 可以使用無管道懸掛式系統, 每150m 安裝滅火裝置, 使用超細干粉進行滅火。同時, 間隔一定距離放置建筑滅火器, 有效提升安全防護能力, 可以使用磷酸鉛鹽干粉滅火器。

3 超高壓電力電纜工程施工關鍵技術

電力電纜施工和整個電力系統性能密切相關, 需做好圖紙會審等工作, 嚴格審查設計方案、施工方案, 對存在的問題進行適當優化和調整, 推動各個工作環節有序進行[5]。同時, 加強和各個單位之間的溝通交流, 嚴格把控施工技術, 對工程質量要求、施工流程等達成共識, 如果出現問題立即進行整改。在實際施工過程中, 需把控關鍵技術要點, 全面提升項目施工質量和效率, 這也有利于保證經濟效益和社會效益。

3.1 重視線路勘測工作

超高壓電力電纜施工過程中, 需提前做好現場勘測工作, 探查施工線路, 確保施工方案的科學合理性, 以免后續出現意外事件或者影響建設進度。線路勘測主要是對斷面進行測量, 工作人員需掌握扎實的理論知識, 保持認真負責的工作態度, 科學編制線路路徑長度, 提升線路安全性以及便捷性,合理控制成本投入。一般情況下, 超高壓電力電纜測量的精度要求不高, 主要是對高差、轉角角度等進行核查, 測繪人員需重點注意記錄錯誤等低級錯誤, 根據實際情況選擇合適的測量方式, 嚴格遵循相關規范標準, 確保數據資料的真實性、準確性。此外, 測繪人員還需掌握線路設計知識, 深入分析現場地形、設計狀況等, 并加強與設計人員之間的交流, 圍繞設計目的開展工作, 保證測繪的精度,為后續施工提供數據支持。

3.2 強化施工管理力度

部分施工人員存在粗心大意、責任心不強等情況, 可能會導致電纜受損, 進一步引起相關電纜故障, 因此需加強管理力度[6]。對于施工人員, 定期組織學習和培訓, 嚴格落實安全教育, 糾正其不合規操作, 提升自身業務能力, 促使其了解電纜施工的重要性, 適當采用獎懲制度、責任制度, 不斷提高工作人員積極性、主動性。施工過程中, 應做好現場清理工作, 避免堅硬物質對電纜造成損壞, 同時, 做好現場監督工作, 避免暴力拉扯等問題造成電纜破裂。選擇中間接頭材料時, 也應保持認真嚴謹, 以免導致電纜工程損壞, 出現相關故障問題。此外, 需高度保持安全意識, 按規定穿戴防護服,進行標準作業施工, 并對當地氣候、天氣變化進行監測, 避免在雷雨天氣下施工, 盡可能保證電纜工程以及施工人員的安全性。操作結束后, 需注意及時撤出所有人員以及設備, 再進行后續的接地線拆除工作, 以免出現意外事件。

3.3 做好日常維護和故障排查工作

積極排查電纜工程故障, 做好日常維護工作, 可以提升電力系統安全性, 降低故障問題發生風險。在具體實踐過程中, 需注意聘用具有合格資質的專業人員, 并積極學習相關知識和技術, 提升自身業務能力, 保證電纜應用效率, 科學使用輔助工具對電纜電流進行檢測, 快速排查故障位置和原因, 并制定相應的處理方案, 以免造成嚴重不良影響[7]。作為維護人員, 需樹立安全意識, 重視維護工作, 及時更新相關技術和方法, 減少周圍環境或者其他因素的不良影響, 從而有效延長電纜使用壽命, 提升整體施工質量。

3.4 加強電纜質量監督

超高壓電力電纜工程對電纜性能的要求較高, 需要具備一定耐熱、抗老化、電氣等性能。其中, 電氣性能主要是導電、傳輸、電氣絕緣等, 絕緣于電阻、耐點、介質損耗等有關, 傳輸性能包括高頻傳輸、抗干擾等。電纜耐熱特性是指耐溫等級、散熱效果[8]?？估匣阅軇t是在外界環境作用下, 需要保證電纜原有性能。此外, 為滿足電力系統運行需求, 超高壓電力電纜工程還應具備一定耐震、抗拉、可彎曲等機械性能, 并能夠承受電化、化學物質、細菌以及生物的侵蝕。

為保證項目工程的穩定性, 延長使用壽命, 施工時需做好質量監督檢測工作, 可以選擇火燒等方式,對電纜材料進行核查。如果絕緣材料是聚氯乙烯, 使用明火燃燒, 便會散發刺激性氣味, 出現濃煙、明火的情況, 如果是其他材料或者不符合質量標準, 便不會出現上述特征現象。核查金屬導線截面時, 選擇精確度高的卡尺, 認真測量導線直徑, 計算出截面的實際面積, 并與相關標準規范對比, 杜絕不合格品流入。

3.5 合理利用防凝凍技術

超高壓電力電纜工程投入使用后, 可能會受到冰凍損害, 尤其是極端天氣下, 非常容易發生覆冰凝凍, 對電力系統運行造成巨大威脅, 因此需根據地形、氣候等, 合理應用防凝凍技術。在實際工作中, 堅持因地制宜的基本原則, 確保電力電纜裝置避開險地, 優化和改進線路走向, 規避外界環境因素的不利影響, 積極引入新材料、新技術, 比如涂抹隔熱保溫涂料, 強化防覆冰處理, 必要時可以適當使用外力處理覆蓋的冰層, 及時排除潛在的危險因素。

4 結束語

電力電纜主要是進行電能分配、傳輸的電纜, 在發電站、城市電網、工礦企業等廣泛應用。在不同電壓環境下, 需要使用不同類型的電纜, 超高壓電力電纜對運行環境具有較高要求, 需嚴格把控施工工藝,選擇相應等級的電力電纜, 遵循相關規范標準, 避免電纜故障問題發生, 確保工程安全性和可靠性。在實際施工時, 由于人為操作、材料等因素, 可能會出現接地線擊穿等問題, 影響電力服務質量, 還可能會出現安全意外事故。對此, 需做好電力電纜工程設計工作, 根據實際情況選擇合適的敷設方案, 掌握施工關鍵技術, 最大程度提升整體施工質量和效果, 為企業爭取更多經濟效益。