水電站500kV電纜工程敷設(shè)施工簡介

1、設(shè)計(jì)及選型貴州三板溪水電站500kv電纜工程敷設(shè)施工簡介陳偉良（廣州供電局輸電部）摘要我廣州市電纜技術(shù)服務(wù)公司承接了一回500kv交聯(lián)電纜的敷設(shè)安裝工程。本次工程為貴州的三板溪水電站安裝500kv電纜出線，電纜敷設(shè)的高差是147米，是目前國內(nèi)電纜敷設(shè)落差最大的一次。在為期1個(gè)月的敷設(shè)工作中，我們克服了許多技術(shù)和工程中的難題，為今后超高電壓，高落差交聯(lián)電纜的敷設(shè)安裝積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞電纜敷設(shè)1電纜介紹本次500kv交聯(lián)電纜工程，選用的電纜截面積、單位重量以及敷設(shè)落差均為全國之最。為了適應(yīng)高電壓高落差的要求，電纜的結(jié)構(gòu)需經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)。電纜主絕緣和金屬護(hù)套都應(yīng)比普通的交聯(lián)電纜有所加厚，在電纜

2、金屬護(hù)套與外半導(dǎo)電層之間除阻水帶外，還應(yīng)有加厚的彈性襯墊層，以此加強(qiáng)摩擦，避免電纜在豎直位置敷設(shè)時(shí)電纜本體與金屬護(hù)套產(chǎn)生位移。在電纜pvc外護(hù)套也應(yīng)有加強(qiáng)設(shè)計(jì)，增加電纜承受縱向的拉伸力。為此，本次工程選用了進(jìn)口日本住友公司生產(chǎn)的電纜，基本參數(shù)見下表：表一電纜制造廠家日本住友額定電壓500kv導(dǎo)體截面積1 x 1200mm2主絕緣厚度30mm電纜外徑約152mm電纜重量約30kg/m2電纜敷設(shè)路徑電纜由500kv出線平臺起，經(jīng)過約150米電纜隧道，進(jìn)入電纜豎井，豎井高度為147米，電纜出豎井后，再經(jīng)過55米廊道進(jìn)入gis室，電纜全長約480米。見圖1。3主要的敷設(shè)機(jī)具本次工程采用卷揚(yáng)機(jī)牽引配合電

3、纜輸送機(jī)的敷設(shè)方式。在電纜進(jìn)入豎井后，為電纜設(shè)置一條保護(hù)鋼絲繩，利用1臺8噸的拉力機(jī)牽引，為電纜提供必要的制動(dòng)力。表二名稱規(guī)格數(shù)量拉力機(jī)8t1臺卷揚(yáng)機(jī)2t1臺電纜輸送機(jī)500kg12臺滑輪直，轉(zhuǎn)角1批電纜導(dǎo)向架凹、凸4臺4電纜敷設(shè)的流程敷設(shè)前準(zhǔn)備工作1電纜走廊，豎井情況的調(diào)查。確認(rèn)土建及現(xiàn)場情況符合敷設(shè)要求。2量度電纜敷設(shè)長度，確認(rèn)與設(shè)計(jì)及訂貨電纜長度相符。3施工電源，照明系統(tǒng)安裝到位以及通訊系統(tǒng)調(diào)試成功。4完成臨時(shí)棚架，安全圍欄的搭建。5按牽引力要求完成敷設(shè)機(jī)具就位。6放好導(dǎo)引鋼絲繩。圖一電纜敷設(shè)1電纜盤就位。2進(jìn)行電纜在隧道，豎井中敷設(shè)。3按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行電纜放置，固定工作。4斬?cái)喽嘤嚯娎|

4、并作封口處理。5對已敷設(shè)電纜進(jìn)行保護(hù)工作。5本次工程的重點(diǎn)（1）豎井內(nèi)安全平臺，安全網(wǎng)的搭建。“安全第一”由始至終都是我們工作中貫徹的方針，電纜豎井有147米高，工作時(shí)必須設(shè)置安全圍欄和佩戴安全帶，這點(diǎn)及其重要。在電纜敷設(shè)前，在豎井中每一層需搭建臨時(shí)的工作平臺，以便有足夠的工作空間。在豎井中搭建安全網(wǎng)，是防止在施工過程中工具從高空跌落危及人身和電纜安全。 （2）敷設(shè)機(jī)具的布置。本次工程采用卷揚(yáng)機(jī)牽引配合輸送機(jī)敷設(shè)的方式，500kv電纜的質(zhì)量較重（約30kg/米），沿線必須合理安排敷設(shè)機(jī)具，避免牽引力過大硬性損傷電纜。根據(jù)電纜可承受的最大牽引力為t7kg/mm2 x 1200mm2=8400kg

5、，在出現(xiàn)平臺配備1臺輸送機(jī)，在上隧道段配備8臺輸送機(jī)，在下走廊段配備3臺輸送機(jī)及一臺卷揚(yáng)機(jī)，布置位置參照圖一。在敷設(shè)過程中，卷揚(yáng)機(jī)和輸送機(jī)必須以6m/min的速度同步工作，牽引力保持在1.5噸左右。（3）通訊系統(tǒng)的調(diào)試。由出線平臺起至洞內(nèi)gis室全線電纜走廊必須配置雙向無線通話系統(tǒng)，便于全體工作人員能同時(shí)接收指令信息，所有敷設(shè)機(jī)具能被統(tǒng)一指揮調(diào)配。由于電纜隧道較深、落差大，通訊條件極差，經(jīng)過專業(yè)通訊公司的現(xiàn)場測試、調(diào)試，我們在豎井頂部、中部，底部共配置了3臺通訊放大器和差轉(zhuǎn)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了通訊的暢通。（4）導(dǎo)向架的設(shè)計(jì)與布置。電纜在出線平臺上下位置和豎井進(jìn)出位置必須配備電纜導(dǎo)向架。導(dǎo)向架由一組滑輪和

6、支架焊接組成，見圖二。導(dǎo)向架的拐彎半徑要滿足電纜最少的動(dòng)態(tài)彎曲半徑r20d3米要求。在豎井口“”位置的導(dǎo)向架是敷設(shè)的關(guān)鍵位置，必須經(jīng)過特殊處理。電纜進(jìn)入豎井后，該位置的受力隨著進(jìn)入豎直部分的電纜增多而迅速正大。當(dāng)電纜完成進(jìn)入豎井后，在“”位置的受力t30kg/m x l（豎井高度）=4410kg將全部施加在金屬護(hù)套上，這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電纜的側(cè)壓力允許值。因此，在此處的導(dǎo)向架必須經(jīng)過特殊的加工處理。我們將導(dǎo)向滑輪改為導(dǎo)向槽的形式，見圖三。導(dǎo)向槽是一個(gè)180度的圓弧槽，半徑為4米，槽內(nèi)壁和邊緣必須打磨光滑。敷設(shè)時(shí)電纜與內(nèi)槽面緊密接觸，電纜由原來點(diǎn)受力的形式轉(zhuǎn)化為傘形面受力的形式。改用導(dǎo)向槽后，能有

7、效降低電纜受到的側(cè)壓力，但仍未能滿足電纜廠家250kg/m的要求，為此，還需做另外一項(xiàng)保護(hù)措施。 圖二 圖三圖四（5）安裝電纜保護(hù)鋼絲繩。為了盡一步減少電纜的側(cè)壓力，并防止在電纜進(jìn)入豎井后，電纜由于自身重量逐漸增大，當(dāng)大于電纜盤與上部走廊輸送機(jī)對電纜提供的制動(dòng)力時(shí)，產(chǎn)生電纜急速墜落豎井的情況，我們還安裝了保護(hù)鋼絲繩。在豎井頂部“”位置，我們安裝了一條保護(hù)鋼絲繩，鋼絲繩的最大受力為8噸，鋼絲繩的另外一頭，安裝一臺可提供8噸牽引力的拉力機(jī)。當(dāng)電纜敷設(shè)進(jìn)入豎井后，每相隔15米，用一組尼龍繩和鐵扣將電纜和鋼絲繩捆綁在一起，之后每隔1米，再用麻繩加以固定，見圖四。這樣做的目的是當(dāng)電纜逐漸進(jìn)入豎井后，將逐

8、漸增大的重力分散轉(zhuǎn)化到保護(hù)鋼絲繩上，避免電纜自身受力，見圖四。這時(shí)，對牽引保護(hù)鋼絲繩拉力機(jī)的控制尤為重要。在捆綁的尼龍繩和麻繩逐漸受力后，保護(hù)鋼絲繩的下降速度必須與電纜的敷設(shè)同步進(jìn)行。配備保護(hù)鋼絲繩后，電纜重量由鋼絲繩承擔(dān)了，電纜自重得到有效的轉(zhuǎn)移，大大降低了豎井頂部位置的側(cè)壓力，與此同時(shí)，為電纜一旦突然墜落提供了充足的制動(dòng)力。敷設(shè)完成后，我們對電纜的外觀進(jìn)行了仔細(xì)的檢查，電纜的外護(hù)套和金屬護(hù)套沒有出現(xiàn)任何的損傷和變形，由此可見，這種敷設(shè)方式在電纜高落差敷設(shè)中是可行有效的。（6）電纜敷設(shè)后的蛇型固定。本次工程是500kv水電站的出線，電纜在一日的工作周期內(nèi)有可能出現(xiàn)數(shù)次滿載和空載運(yùn)行，這種負(fù)荷

9、的變化會引起電纜產(chǎn)生熱伸縮，當(dāng)電纜截面積較大時(shí)，伸長量也較大。如果不能消除由此產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，這將對電纜的主絕緣和鋁護(hù)套造成不良影響。為此，電纜采用蛇型的固定方式。在水平位置，每間隔4500mm的固定支架，制作電纜豎直波谷量為230mm蛇型，見圖五；在豎井位置，每間隔3500mm，制作電纜水平波谷量為150mm蛇型，見圖六。（7）電纜預(yù)留段的敷設(shè)。三板溪水電站電纜工程是國內(nèi)首次使用500kv的交聯(lián)電纜，日方設(shè)計(jì)在敷設(shè)中考慮了對電纜進(jìn)行預(yù)留，以備日后檢修之用。按設(shè)計(jì)要求在電纜戶外終端側(cè)和gis終端側(cè)作電纜的預(yù)留。一個(gè)預(yù)留段位于上部出線平臺，豎向形成一個(gè)4米半徑的波形，預(yù)留約10米電纜，見圖七。另

10、一個(gè)預(yù)留段位于下部電纜走廊，電纜像正弦波般布置，連續(xù)4個(gè)圓弧，預(yù)留約7米電纜，見圖八。在交聯(lián)電纜被廣泛應(yīng)用的地區(qū)，如廣州，甚至在日本本土，新敷設(shè)的電纜如非有特定擴(kuò)建的用途，都取消了預(yù)留段的設(shè)計(jì)。如此繁復(fù)地預(yù)留電纜，在增加成本的同時(shí)，亦增加了敷設(shè)施工的困難。 圖五 圖六dddddddddddddddddddd 圖七 圖八6工程總結(jié)此前，我公司完成了許多220kv交聯(lián)電纜的敷設(shè)工程,其中有高差為71米的廣西百色右江水電站電纜工程，有落差為108米的福建棉花灘電纜工程，積累了許多交聯(lián)電纜高落差敷設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。貴州三板溪水電站500kv電纜工程選用了500kv的交聯(lián)電纜，電纜線芯截面積為1200 mm2，敷設(shè)的高差是147米,電纜敷設(shè)的全長約480