4698.淺談220kV大截面電纜敷設(shè)方法

1、 淺談220kv大截面電纜敷設(shè)方法 淺談220kv大截面電纜敷設(shè)方法摘要：滬寧城際鐵路常州牽引站配套220kv輸變電工程是常州第一次采用220kv 1600mm2大截面電纜最長的供電項(xiàng)目。本次論文從工程中涉及到的220kv電纜90轉(zhuǎn)角敷設(shè)、豎井高落差敷設(shè)、蛇形敷設(shè)等方面,主要介紹了電纜從敷設(shè)前的受力分析到之后具體的敷設(shè)方法，同時也為今后220kv大截面電纜的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵字：220kv高壓電纜 豎井高落差敷設(shè) 沉井內(nèi)敷設(shè) 蛇形敷設(shè) 1、工程實(shí)例介紹滬寧城際鐵路常州牽引站配套220kv輸變電工程由220kv東青變引出至220kv常州牽引站，全線采用雙回路yjlw03-11600mm2

2、大截面電纜路徑5.7公里，全線分18個區(qū)段，沿線共有：18個箱涵、19處90轉(zhuǎn)角、3處頂管沉井，最深下沉12米，線路還跨越寬32米和104米兩處通航河流，分別敷設(shè)于凈高10米的專用永久電纜橋上。電纜敷設(shè)方式為電纜溝、箱涵、橋架、頂管通道敷設(shè)，電纜敷設(shè)于電纜溝、箱涵、橋架、沉井頂管通道內(nèi)支架上，上支架后電纜采用垂直蛇形敷設(shè)，蛇形敷設(shè)最大幅值為160mm,節(jié)距為4m。2、設(shè)備與材料2.1 主要機(jī)具設(shè)備2.1.1 電纜輸送機(jī)（見圖2.1.1-1）圖6.1.2-1 電纜輸送機(jī)1型號：jsd-8 2功能：輸送電纜 3備注：配有總控箱、分控箱2.1.2 滑車(直線滑車、2+1轉(zhuǎn)角滑車、環(huán)形滑車)（見圖2.

3、1.2-1）1型號：220kv 圖2.1.2-1 各類滑車2功能：減小電纜的牽引力、側(cè)壓力，并避免電纜外護(hù)層遭到損傷。2.1.3千斤頂1型號：20t2功能：頂升電纜盤和調(diào)整電纜盤離地面的高度及盤軸的水平度。2.1.4手扳葫蘆1型號：0.75t2功能：電纜蛇形整理2.1.5 電纜校直儀（見圖2.1.5-1）1型號：lxj-140圖2.1.5-1電纜校直儀2功能：校直電纜頭2.1.5電池式高壓兆歐表1型號：10000v2功能：電纜外護(hù)套絕緣測試。2.2 主要材料2.2.1 鋼管（gb/t13793）1. 型號規(guī)格：直徑48mm，壁厚3.5mm2功能：腳手架搭建主要材料2.2.2 扣件（gb1583

4、1）1型號規(guī)格：48型2. 功能：連接鋼管2.2.3 碳素波紋管1型號：tf-0122功能：套在電纜表面，避免電纜在經(jīng)過堅硬處時外護(hù)層遭到損傷。3、施工工藝流程及操作要點(diǎn)：3.1 工藝流程3.1.1高壓電纜敷設(shè)流程詳見圖電纜整理及固定電纜敷設(shè)電纜盤開箱檢查搭建放線架施工準(zhǔn)備科學(xué)計算牽引力合理布置施工機(jī)具圖3.1.1-1 高壓電纜敷設(shè)流程圖3.1.2施工準(zhǔn)備施工前應(yīng)踏勘現(xiàn)場，復(fù)核電纜線路長度，編制高壓電纜敷設(shè)作業(yè)指導(dǎo)書。施工前配備足夠的施工電源、敷設(shè)機(jī)械設(shè)備、文明施工用具。變電站、電纜溝、橋架、箱涵、頂管隧道內(nèi)進(jìn)行檢查，是否具備電纜敷設(shè)條件，且均通過驗(yàn)收后進(jìn)行施工。3.1.3電纜盤開箱檢查、搭建

5、放線架1電纜盤開箱檢查電纜盤根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇合適的展放位置，由專人用吊車吊裝到位。電纜盤到位后進(jìn)行開箱檢查，開箱時會同供貨商，建設(shè)單位、監(jiān)理單位一同開箱，拆板時先進(jìn)行電纜外觀檢查再做外護(hù)套絕緣測試，測試使用10000v搖表進(jìn)行。外觀檢查或試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有損傷或其他問題時要及時向建設(shè)單位和供貨商反映，待問題解決后再進(jìn)行敷設(shè)。（見圖3.1.3-1圖3.1.3-2）圖3.1.3-1 電纜盤開箱示意圖圖3.1.3-2 電纜做外護(hù)套絕緣測試示意圖2搭建放線架電纜敷設(shè)前根據(jù)敷設(shè)需要宜在電纜盤處、接頭井內(nèi)及豎井內(nèi)等搭建放線架。（見圖3.1.3-33.1.3-5）圖3.1.3-3 電纜盤處搭建放線架示意圖圖

6、3.1.3-4 接頭井內(nèi)搭建放線架示意圖圖3.1.3-5 豎井內(nèi)搭建放線架示意圖3.1.4合理布置施工機(jī)具、機(jī)組與控制箱的連接1布置施工機(jī)具全線要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，通過對每段電纜所能承受的牽引力和側(cè)壓力的計算，得出輸送機(jī)的具體數(shù)量及對輸送機(jī)、滑車等施工機(jī)具的合理布置?；嚻骄?米一個，接頭井口防止電纜被井壁支架螺栓刮破，應(yīng)多加一個2+1轉(zhuǎn)角滑車，根據(jù)現(xiàn)場電纜溝地形需要，及時調(diào)整2+1轉(zhuǎn)角滑車位置。（見圖3.1.4-13.1.4-2）圖3.1.4-1通過計算得出施工機(jī)具布置圖圖3.1.4-2 電纜溝內(nèi)直線段及轉(zhuǎn)彎處施工機(jī)具布置圖 2總控箱、分控箱及機(jī)組之間電源線、控制線連接（見圖3.1.4-3）

7、圖3.1.4-3 機(jī)組與控制箱接線示意圖代號名稱代號名稱jsd電纜輸送機(jī)t4p20k6q4芯控制線插頭k1總電源開關(guān)c65nd4pt4p20k6q4芯控制線插座k2c65nd3p斷路器t2t4-25a電源線插頭qa1-qa2正反轉(zhuǎn)按鈕t286z14-25電源線插座ta總控箱停止按鈕t386z12-10電源線插座qa3分控箱停止按鈕bxhf 34+12.5四芯護(hù)套線做電源線連接用v電壓表bxhf 32.5+11.5四芯護(hù)套線做控制線連接用a電流表圖中bxhf線由用戶自備連接，箭頭為插頭插座插接方向。1）總控箱與第一臺分控箱之間連接，應(yīng)將第一臺分控箱的電源插頭t2（ta-25）插在總控箱的電源插座

8、t2（86z14-25）上，再將第一臺分控箱的控制插頭t4（ p20k6q4芯航空插頭）插在總控箱的控制插座t4（p20k6q4芯航空插座）上。2）第一臺分控箱與第二臺分控箱之間連接：應(yīng)將用戶自備的bxhf34mm2+12.5mm2四芯護(hù)套線（3050m）的電源插頭t2（t4-25）插在第一臺分控箱的電源插座t2（86z14-25）上，再將用戶自備的bxhf32.5mm2+11.5mm2四芯護(hù)套線（3050m）的控制插頭t4 （p20k6q4芯航空插頭）插在第一臺分控箱的控制插座t4（p20k6q4芯航空插座）上；然后應(yīng)將第二臺分控箱的電源插頭t2（t4-25）插在用戶自備的bxhf34mm2

9、+12.5mm2四芯護(hù)套線（3050m）的電源插座t2（86z14-25）上，再將第二臺分控箱的控制插頭t4（ p20k6q4芯航空插頭）插在用戶自備的bxhf32.5mm2+11.5mm2四芯護(hù)套線（3050m）的控制插座t4（p20k6q4芯航空插座）上。3）第二臺分控箱與第三臺分控箱之間連接同上2）項(xiàng)，其他機(jī)組之間連接依此類推。4）運(yùn)行前，應(yīng)現(xiàn)調(diào)整好每臺輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，使其統(tǒng)一，然后將分控箱斷路器k2（c65nd型3極380v6a）置于合閘位置，組合開關(guān)zk置于“1（正轉(zhuǎn)）”位置。5）合上總控箱斷路器k1（c65nd型4極380v40a），按下正向啟動按鈕qa1，整個系統(tǒng)即可進(jìn)入正常運(yùn)

10、行狀態(tài)。3.1.5 電纜敷設(shè)1根據(jù)電纜敷設(shè)方案，在電纜牽引頭、電纜盤、各輸送機(jī)、各控制箱、轉(zhuǎn)彎處及可能造成電纜損傷的地方設(shè)專人進(jìn)行監(jiān)控，每人配備一臺通信對講機(jī)，展放過程中，一有問題出現(xiàn)立即停機(jī)，并報告施工現(xiàn)場總指揮、技術(shù)人員，待問題處理后，才繼續(xù)展放。對于不同的地形環(huán)境，派專人隨時調(diào)整施工機(jī)具的位置。2將電纜盤擱置于放線架上，通過千斤頂來調(diào)節(jié)電纜盤高度，以便于電纜盤制動。利用校正儀將電纜頭校直，以便于電纜頭牽引。(見圖3.1.5-1)圖3.1.5-1 電纜頭校直圖3電纜牽引頭可以利用人工牽引加機(jī)械牽引，把輸送機(jī)外裝卸下，將麻繩一頭纏繞在履帶上，一頭與電纜頭相連，待總控箱和各分控箱啟動后，輸送機(jī)

11、帶動電纜牽引頭將電纜較快拉至1#輸送機(jī)并就位，這樣既能加快施工進(jìn)度又能節(jié)省勞動力。(見圖3.1.5-2)圖3.1.5-2 電纜牽引頭利用人工牽引加機(jī)械牽引圖4上第一臺輸送機(jī)之后，纜頭采用人工牽引，外加第一臺輸送機(jī)的輸送，至2#輸送機(jī)并就位。(見圖3.1.5-3)圖3.1.5-3人工牽引圖依此類推，一直至最后一臺輸送機(jī)。5上通航河橋豎井高落差電纜敷設(shè)1）在豎井內(nèi)搭設(shè)腳手架平臺，使得電纜在向上敷設(shè)的過程中，產(chǎn)生一定的坡度，從而減少電纜傾斜向下所受的牽引力和側(cè)壓力。（見圖3.1.5-4）圖3.1.5-4 豎井內(nèi)搭設(shè)腳手架平臺圖2）分別在腳手架的頂端轉(zhuǎn)角、末端轉(zhuǎn)角以及橋頭各固定一只環(huán)形滑車，來減少轉(zhuǎn)彎

12、處的摩擦力，同時也起到一個固定電纜走向的作用。（見圖3.1.5-5）圖3.1.5-5 機(jī)具布置圖3）在敷設(shè)過程中，在腳手架末端放置一臺輸送機(jī)進(jìn)行輸送，橋頭由施工人員在前方牽引至下一臺輸送機(jī)。（見圖3.1.5-6）圖3.1.5-6 電纜上橋敷設(shè)圖6沉井內(nèi)電纜敷設(shè)1）利用沉井內(nèi)現(xiàn)有的鋼支架，同時搭設(shè)腳手架平臺，在鋼支架、腳手架上一定距離固定環(huán)形滑車，從而減少轉(zhuǎn)彎處的摩擦力，同時也起到一個固定電纜走向的作用。在敷設(shè)過程中，在頂管口放置一臺輸送機(jī)進(jìn)行輸送，箱涵口轉(zhuǎn)彎處由施工人員牽引至下一臺輸送機(jī)。（見圖3.1.5-7）圖3.1.5-7 沉井內(nèi)90高落差轉(zhuǎn)彎敷設(shè)圖3.1.6 電纜整理及固定電纜敷設(shè)完畢后

13、，需進(jìn)行垂直蛇形整理，蛇形敷設(shè)最大幅值為160mm,節(jié)距為4m。 1蛇形敷設(shè)由電纜中心向兩頭敷設(shè)整理，電纜兩頭各放置一臺電纜輸送機(jī)，進(jìn)行倒送，中間每隔30米采用一只手扳葫蘆向中間打方向放余量，在每段電纜支架與支架間，擱置一根鋼管，頂住溝壁兩端，水平鋼管一端與豎直鋼管連接，豎直鋼管上焊有鏈條，將花籃掛鉤與鏈條連接作為支點(diǎn)，鋼管與電纜用軟吊帶連接，根據(jù)杠桿原理利用鋼管往下壓，達(dá)到蛇形效果，每完成好一段用電纜夾具將電纜固定牢固。（見圖3.1.6-1）圖3.1.6-1 電纜蛇形整理圖2箱涵內(nèi)具體整理方案： 以箱涵頂部和底面為支持點(diǎn)，利用鋼管上下頂住，手扳葫蘆在電纜下方與鋼管固定，手扳葫蘆與電纜用軟吊帶

14、連接，然后用手扳葫蘆慢慢往下打方向，達(dá)到蛇形效果。（見圖3.1.6-2）圖3.1.6-2 箱涵內(nèi)蛇形布置方案3用特制的夾具將蛇形布置以后的電纜固定，注意需同步進(jìn)行，夾具兩邊的螺絲交替緊固，不能過緊或過松，應(yīng)用力矩扳手緊固為宜。（見圖3.1.6-3）圖3.1.6-3 電纜整理固定完畢效果圖3.2 操作要點(diǎn)3.2.1熟悉現(xiàn)場地形特征，根據(jù)現(xiàn)場地坪至電纜溝高度搭設(shè)腳手架平臺。3.2.2防止輸送機(jī)在敷設(shè)過程中松動，應(yīng)綁扎牢固，可選周邊固定點(diǎn)。3.2.3電纜在進(jìn)行牽引時，隨時調(diào)整千斤頂高度，防止電纜盤傾倒。3.2.4在測電纜絕緣電阻前，電纜兩頭用玻璃刮去電纜表面碳層。（見圖3.2.4-1）圖5.2.4-

15、1 刮電纜表面碳層3.2.5電纜快展放完畢前，線盤甩尾是一大關(guān)鍵，容易傾翻線盤，首先要選適合的放線架，不宜太小，過程中將尾線頭與線盤綁扎牢固，展放過程中適當(dāng)抬高線盤高度。（見圖3.2.5-1）圖3.2.5-1 線盤甩尾圖3.2.6電纜在下電纜井是，井口須裝配環(huán)形滑車，以防電纜接觸巖石擦破。（見圖3.2.6-1）圖3.2.6-1 井口環(huán)形滑車圖4電纜受力分析4.1電纜技術(shù)參數(shù)及計算公式4.1.1 電纜技術(shù)參數(shù)本工程電纜采用220kv銅芯xlpe絕緣皺紋鋁護(hù)套電力電纜yjlw03-220kv 11600mm2，所敷設(shè)電纜參數(shù)為：標(biāo)稱截面（mm2）導(dǎo)體直徑（mm）絕緣厚度（mm）鋁護(hù)套厚度（mm）外

16、護(hù)套厚度（mm）160049.3242.65電纜外徑（mm）電纜重量（kg/km）最大側(cè)壓力（n/m）143325005000最大牽引力（n/ mm2）彎曲半徑（mm）70敷設(shè)時整理時40003000全線要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，通過對每段電纜所能承受的牽引力和側(cè)壓力的計算，得出輸送機(jī)的具體數(shù)量及對輸送機(jī)、滑車等施工機(jī)具的合理布置，已保證電纜敷設(shè)能順利進(jìn)行。計算牽引力時摩擦系數(shù)、輸送機(jī)有效輸送系數(shù)等按下列原則考慮：1斜面上考慮電纜下滑力、電纜自重等原因，計算時摩擦系數(shù)取0.8，輸送機(jī)有效輸送系數(shù)取65%；2水平面上考慮電纜自重等因素計算時摩擦系數(shù)取0.4、排管內(nèi)摩擦系數(shù)取0.5，輸送機(jī)有效輸送系數(shù)取

17、75%；3垂直面上考慮電纜自重等因素計算時摩擦系數(shù)取0.9，輸送機(jī)有效輸送系數(shù)取55%；4電纜盤啟動力按20米電纜重量考慮；4.1.2 計算公式1側(cè)壓力 p=t/r （4.1.2-1）式中p側(cè)壓力(n/m)；t牽引力(n)；r彎曲半徑(m)。2水平直線牽引 （4.1.2-2）3傾斜直線牽引 （4.1.2-3） （4.1.2-4）4水平彎曲牽引 （4.1.2-5）5垂直彎曲牽引1）凸曲面 （4.1.2-6） （4.1.2-7）2）凹曲面 （4.1.2-8） （4.1.2-9）式中t牽引力(n)；摩擦系數(shù)；w電纜每米重量(kg/m)；l電纜長度(m)；1電纜作直線傾斜牽引時的傾斜角(rad)；彎曲

18、部分的圓心角(rad)；t1彎曲前牽引力(n)；t2彎曲后牽引力(n)；r電纜彎曲時的半徑(m)。4.2 典型路段電纜受力分析及計算4.2.1 220kv東青變至#1接頭井圖4.2.1-1 220kv東青變至#1接頭井機(jī)具布置圖1.電纜盤1#輸送機(jī)段電纜所需牽引力為:l=20m t=9.8lw9.8lw （4.2.1-1） =9.82032.59.832.5200.4=8918njsd-8型輸送機(jī)在水平面上實(shí)際牽引能力為: f輸= 800075%=6000 n （4.2.1-2）在水平面上的輸送距離為：l=800075%/(9.832.50.4=47m計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸= 891

19、8n/6000 n=1.4臺選n=1臺： f=6000 n2=12000 nt l= l輸=47m15m所以布置1臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。2l=5.65m 水平彎曲處牽引t=t1e （4.2.1-3）t5.65m32.5kg9.8n0.4e0.43.14/21348.82np=t/r=1348.82n/4m=337.21 n/mp允許側(cè)壓力 （4.2.1-4）為減小拐角處電纜側(cè)壓力，本段增加1臺輸送機(jī)。3k0-167.22k0-150.28l=21m 水平彎曲處牽引t=t1et21m32.5kg9.8n0.4e0.43.14/25013.31np=t/r=5013.31n/5.95m=842

20、.57n/mp允許側(cè)壓力n=t/f輸=5013.31 n/6000 n=0.84臺，n取1臺4k0-150.28k0-2l=151m t=9.8lw =9.832.51510.4=19237.4 n計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸= 19237.4 n/6000 n=3.2臺選n=4臺： f=6000 n4=24000 nt l= l輸4=188m151m所以布置4臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。5l=5.65m 水平彎曲處牽引t=t1et5.65m32.5kg9.8n0.4e0.43.14/21348.82np=t/r=1348.82n/4m=337.21 n/mp允許側(cè)壓力為減小拐角處電纜側(cè)壓力

21、，本段增加1臺輸送機(jī)。6k0ko+45.4l=45m t=9.8lw =9.832.5450.4=5733 n計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸= 5733n/6000 n=0.96臺選n=1臺： f=6000 n1=6000 nt l= l輸=4745m所以布置1臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。4.2.2 #2接頭井至#3接頭井（豎井高落差）圖4.2.2-1 #2接頭井至#3接頭井機(jī)具布置圖1k0+320.65k0+532.38l=215m t=9.8lw9.8lw （4.2.2-1） =9.82032.59.832.51950.4=31213 njsd-8型輸送機(jī)在水平面上實(shí)際牽引能力為: f輸=

22、 800075%=6000 n （4.2.2-2）在水平面上的輸送距離為：l=800075%/(9.832.50.4 ) =47 m計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸= 31213n/6000 n=5.2臺選n=6臺： f=6000 n6=36000 nt l= l輸6=282m215m所以布置6臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。2電纜要求轉(zhuǎn)彎半徑為4m，彎曲處電纜長度l=2r/4=6.28m，橋架工作井寬度為7m，l7m。斜坡通道上行所需的牽引力：t=9.8lw（cos+sin） （4.2.2-3） tg=6/7 =410 l=7/ cos410=9.28m=9.89.2832.5（0.8cos410

23、+sin410）=3723.6n輸送機(jī)斜坡通道實(shí)際牽引能力為:jsd-8型f輸= 800065%=5200 n輸送機(jī)在斜坡上可輸送的距離為：l輸=800065%/9.832.5（0.8cos410+sin410）=20m計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸=3723.6n/5200 n=0.72臺選n=1臺：f=5200 nt l= 20m9.28m斜坡下拐角在直線附近均各部置一臺jsd-8型輸送機(jī)，這樣使拐角點(diǎn)電纜側(cè)壓力很小，滿足電纜敷設(shè)要求。3凸曲面垂直彎曲牽引，碳素波紋管選200固定在腳手架上，敷設(shè)過程中波紋管受壓自然彎曲，電纜通過時均勻受力:t=t1e+9.8wr2sin+(1-2)(e-

24、cos)/(1+2) （4.2.2-4）t=10174.52+12742.07/1.81=11631.53t2=9.832.53.12=993.72np=t/r=(11631.53n+993.72n)/4m=2907.88 n/mp允許側(cè)壓力n=t/f輸=12625 n/4400 n=2.87臺，所以布置3臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。4橋架工作井至#2接頭井l=25m t=9.8lw = 9.832.5250.4=3185n計算所需輸送機(jī)數(shù)量：n=t/f輸= 3185n/6000 n=0.53臺選n=1臺： f=6000 nt l= l輸4725m所以布置1臺輸送機(jī)滿足電纜敷設(shè)要求。5220kv電纜敷設(shè)安全技術(shù)措施關(guān)鍵和特殊施工安全控制措施關(guān)鍵和特殊施工控制措施電纜運(yùn)輸?shù)跹b電纜盤運(yùn)輸時采取防止電纜盤滾動措施，綁扎要牢固。卸盤時嚴(yán)禁從車上直接滾下。根據(jù)電纜的重量（gmax）、電纜盤就位位置選擇吊車。電纜盤架設(shè)電纜放線架千斤頂嚴(yán)禁超載使用，不得帶負(fù)荷突然下降。輸送機(jī)的使用 輸送機(jī)操作人員在上崗前，必須經(jīng)過培訓(xùn)，考核合格后方可上崗工作。 在電纜溝、箱涵、橋架、頂管隧道施工時，必須將水抽干，必要時