水电站500kV电缆工程敷设施工简介.doc

设计及选型贵州三板溪水电站500kv电缆工程敷设施工简介陈伟良（广州供电局输电部）摘要我广州市电缆技术服务公司承接了一回500kv交联电缆的敷设安装工程。本次工程为贵州的三板溪水电站安装500kv电缆出线，电缆敷设的高差是147米，是目前国内电缆敷设落差最大的一次。在为期1个月的敷设工作中，我们克服了许多技术和工程中的难题，为今后超高电压，高落差交联电缆的敷设安装积累了宝贵的经验。关键词电缆敷设1电缆介绍本次500kv交联电缆工程，选用的电缆截面积、单位重量以及敷设落差均为全国之最。为了适应高电压高落差的要求，电缆的结构需经过特殊的设计。电缆主绝缘和金属护套都应比普通的交联电缆有所加厚，在电缆金属护套与外半导电层之间除阻水带外，还应有加厚的弹性衬垫层，以此加强摩擦，避免电缆在竖直位置敷设时电缆本体与金属护套产生位移。在电缆pvc外护套也应有加强设计，增加电缆承受纵向的拉伸力。为此，本次工程选用了进口日本住友公司生产的电缆，基本参数见下表：表一电缆制造厂家日本住友额定电压500kv导体截面积1 x 1200mm2主绝缘厚度30mm电缆外径约152mm电缆重量约30kg/m2电缆敷设路径电缆由500kv出线平台起，经过约150米电缆隧道，进入电缆竖井，竖井高度为147米，电缆出竖井后，再经过55米廊道进入gis室，电缆全长约480米。见图1。3主要的敷设机具本次工程采用卷扬机牵引配合电缆输送机的敷设方式。在电缆进入竖井后，为电缆设置一条保护钢丝绳，利用1台8吨的拉力机牵引，为电缆提供必要的制动力。表二名称规格数量拉力机8t1台卷扬机2t1台电缆输送机500kg12台滑轮直，转角1批电缆导向架凹、凸4台4电缆敷设的流程敷设前准备工作1电缆走廊，竖井情况的调查。确认土建及现场情况符合敷设要求。2量度电缆敷设长度，确认与设计及订货电缆长度相符。3施工电源，照明系统安装到位以及通讯系统调试成功。4完成临时棚架，安全围栏的搭建。5按牵引力要求完成敷设机具就位。6放好导引钢丝绳。图一电缆敷设1电缆盘就位。2进行电缆在隧道，竖井中敷设。3按照设计要求进行电缆放置，固定工作。4斩断多余电缆并作封口处理。5对已敷设电缆进行保护工作。5本次工程的重点（1）竖井内安全平台，安全网的搭建。“安全第一”由始至终都是我们工作中贯彻的方针，电缆竖井有147米高，工作时必须设置安全围栏和佩戴安全带，这点及其重要。在电缆敷设前，在竖井中每一层需搭建临时的工作平台，以便有足够的工作空间。在竖井中搭建安全网，是防止在施工过程中工具从高空跌落危及人身和电缆安全。 （2）敷设机具的布置。本次工程采用卷扬机牵引配合输送机敷设的方式，500kv电缆的质量较重（约30kg/米），沿线必须合理安排敷设机具，避免牵引力过大硬性损伤电缆。根据电缆可承受的最大牵引力为t7kg/mm2 x 1200mm2=8400kg，在出现平台配备1台输送机，在上隧道段配备8台输送机，在下走廊段配备3台输送机及一台卷扬机，布置位置参照图一。在敷设过程中，卷扬机和输送机必须以6m/min的速度同步工作，牵引力保持在1.5吨左右。（3）通讯系统的调试。由出线平台起至洞内gis室全线电缆走廊必须配置双向无线通话系统，便于全体工作人员能同时接收指令信息，所有敷设机具能被统一指挥调配。由于电缆隧道较深、落差大，通讯条件极差，经过专业通讯公司的现场测试、调试，我们在竖井顶部、中部，底部共配置了3台通讯放大器和差转机，实现了通讯的畅通。（4）导向架的设计与布置。电缆在出线平台上下位置和竖井进出位置必须配备电缆导向架。导向架由一组滑轮和支架焊接组成，见图二。导向架的拐弯半径要满足电缆最少的动态弯曲半径r20d3米要求。在竖井口“”位置的导向架是敷设的关键位置，必须经过特殊处理。电缆进入竖井后，该位置的受力随着进入竖直部分的电缆增多而迅速正大。当电缆完成进入竖井后，在“”位置的受力t30kg/m x l（竖井高度）=4410kg将全部施加在金属护套上，这个数值远远大于电缆的侧压力允许值。因此，在此处的导向架必须经过特殊的加工处理。我们将导向滑轮改为导向槽的形式，见图三。导向槽是一个180度的圆弧槽，半径为4米，槽内壁和边缘必须打磨光滑。敷设时电缆与内槽面紧密接触，电缆由原来点受力的形式转化为伞形面受力的形式。改用导向槽后，能有效降低电缆受到的侧压力，但仍未能满足电缆厂家250kg/m的要求，为此，还需做另外一项保护措施。 图二 图三图四（5）安装电缆保护钢丝绳。为了尽一步减少电缆的侧压力，并防止在电缆进入竖井后，电缆由于自身重量逐渐增大，当大于电缆盘与上部走廊输送机对电缆提供的制动力时，产生电缆急速坠落竖井的情况，我们还安装了保护钢丝绳。在竖井顶部“”位置，我们安装了一条保护钢丝绳，钢丝绳的最大受力为8吨，钢丝绳的另外一头，安装一台可提供8吨牵引力的拉力机。当电缆敷设进入竖井后，每相隔15米，用一组尼龙绳和铁扣将电缆和钢丝绳捆绑在一起，之后每隔1米，再用麻绳加以固定，见图四。这样做的目的是当电缆逐渐进入竖井后，将逐渐增大的重力分散转化到保护钢丝绳上，避免电缆自身受力，见图四。这时，对牵引保护钢丝绳拉力机的控制尤为重要。在捆绑的尼龙绳和麻绳逐渐受力后，保护钢丝绳的下降速度必须与电缆的敷设同步进行。配备保护钢丝绳后，电缆重量由钢丝绳承担了，电缆自重得到有效的转移，大大降低了竖井顶部位置的侧压力，与此同时，为电缆一旦突然坠落提供了充足的制动力。敷设完成后，我们对电缆的外观进行了仔细的检查，电缆的外护套和金属护套没有出现任何的损伤和变形，由此可见，这种敷设方式在电缆高落差敷设中是可行有效的。（6）电缆敷设后的蛇型固定。本次工程是500kv水电站的出线，电缆在一日的工作周期内有可能出现数次满载和空载运行，这种负荷的变化会引起电缆产生热伸缩，当电缆截面积较大时，伸长量也较大。如果不能消除由此产生的机械应力，这将对电缆的主绝缘和铝护套造成不良影响。为此，电缆采用蛇型的固定方式。在水平位置，每间隔4500mm的固定支架，制作电缆竖直波谷量为230mm蛇型，见图五；在竖井位置，每间隔3500mm，制作电缆水平波谷量为150mm蛇型，见图六。（7）电缆预留段的敷设。三板溪水电站电缆工程是国内首次使用500kv的交联电缆，日方设计在敷设中考虑了对电缆进行预留，以备日后检修之用。按设计要求在电缆户外终端侧和gis终端侧作电缆的预留。一个预留段位于上部出线平台，竖向形成一个4米半径的波形，预留约10米电缆，见图七。另一个预留段位于下部电缆走廊，电缆像正弦波般布置，连续4个圆弧，预留约7米电缆，见图八。在交联电缆被广泛应用的地区，如广州，甚至在日本本土，新敷设的电缆如非有特定扩建的用途，都取消了预留段的设计。如此繁复地预留电缆，在增加成本的同时，亦增加了敷设施工的困难。 图五 图六dddddddddddddddddddd 图七 图八6工程总结此前，我公司完成了许多220kv交联电缆的敷设工程,其中有高差为71米的广西百色右江水电站电缆工程，有落差为108米的福建棉花滩电缆工程，积累了许多交联电缆高落差敷设的经验。贵州三板溪水电站500kv电缆工程选用了500kv的交联电缆，电缆线芯截面积为1200 mm2，敷设的高差是147米,电缆敷设的全长约480