高壓開關(guān)柜發(fā)熱解析-

1、高壓柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故的分析封閉式高壓柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故的分析運行中的電力設(shè)備經(jīng)常發(fā)生接頭發(fā)熱現(xiàn)象,如不及時發(fā)現(xiàn)并處理就會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。近幾年電力生產(chǎn)中廣泛運用各種先進的溫度測試設(shè)備,如:紅外熱成像儀、紅外線點溫儀等,取得了很好的效果,電力設(shè)備接頭的溫度得到了有效監(jiān)視,接頭發(fā)熱事故大大減少。封閉式高壓柜在運行中不能打開,因此無法測量運行中柜內(nèi)接頭的實際溫度。密封式開關(guān)柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故在近幾年有增長的趨勢,已經(jīng)成為嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)的難題。結(jié)合生產(chǎn)實踐,我們發(fā)現(xiàn)接頭發(fā)熱事故主要發(fā)生在負(fù)荷較重的10kV小車式封閉開關(guān)柜內(nèi),下面以10kV小車式封閉開關(guān)柜為對象對此類事故進行分析。一、10kV封閉式開

2、關(guān)柜概況1、10kV封閉式開關(guān)柜的應(yīng)用概況封閉式高壓開關(guān)柜以其安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、占地盛操作方便等優(yōu)點,在開閉站、小區(qū)配電室、變電站內(nèi)廣泛使用。在北京供電局變電管理處所屬的變電站內(nèi)目前登記在冊的10kV密封式高壓開關(guān)柜共有2311臺,分布在北京地區(qū)51座變電站內(nèi)。其中運行時間最長的是右安門變電站的固定式開關(guān)柜,1955年出廠,由華通開關(guān)廠生產(chǎn);最新投產(chǎn)的是西大望變電站型號為ZS1的小車式開關(guān)柜,由廈門ABB開關(guān)廠生產(chǎn)。目前使用中的10kV開關(guān)柜主要存在設(shè)備型號多樣、質(zhì)量參差不齊、備品備件不全、部分設(shè)備嚴(yán)重老化等問題2、封閉式開關(guān)柜結(jié)構(gòu)特點封閉式高壓開關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個相互獨立的隔室內(nèi),分

3、別是開關(guān)室、母線室、出線室。按有關(guān)的規(guī)程要求,除實現(xiàn)電氣連接、控制、通風(fēng)而必須在隔板上開孔外,所有隔室呈封閉狀態(tài)。在開關(guān)室內(nèi)的主開關(guān)上一般有6個主插頭,有18個流過負(fù)荷電流的連接點;在出線室有連接出線電纜的3個主接頭與連接旁路刀閘的十幾個接點。以上所說連接點直接流過負(fù)荷電流,當(dāng)負(fù)荷較大時存在隱患的連接點就會發(fā)熱。由于發(fā)熱點在密封柜內(nèi),運行中的柜門禁止打開,值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴(yán)重時接頭會變紅甚至熔斷,直接造成生產(chǎn)事故。3、封閉式高壓開關(guān)柜接頭事故統(tǒng)計封閉式高壓柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故在近幾年屢有發(fā)生。10kV開關(guān)直接承擔(dān)用戶負(fù)荷,其中不少是重要負(fù)荷,如果發(fā)生突然停電事故,不

4、但會造成不良的社會影響,而且給供電部門造成很大的經(jīng)濟損失。二、事故原因分析事故分析發(fā)現(xiàn),發(fā)生事故的原因主要有:檢修試驗人員工作失誤,設(shè)備安裝連接工藝不當(dāng),負(fù)荷變化,設(shè)備老化變形等。1、檢修試驗人員工作失誤檢修人員進行開關(guān)檢修或試驗時必須拆開部分連接點,工作結(jié)束時再恢復(fù)原樣。由于工作人員失誤,本來應(yīng)該安裝4根緊固螺栓的接頭,只裝了3根甚至只裝了1根。線路負(fù)荷較小時這樣的隱患不會被立即發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)荷突增時該接頭就會過熱。這樣的情況一般出現(xiàn)在電流互感器的連接點。事故的主要原因是檢修人員的工作態(tài)度與責(zé)任心的問題,此類事故主要發(fā)生在1997年以前,近幾年隨著檢修工作責(zé)任制的推行,此類現(xiàn)象已經(jīng)大大減少。2、

5、設(shè)備的安裝、連接工藝不當(dāng)設(shè)備的安裝工藝不當(dāng)主要是施工質(zhì)量問題,封閉式高壓柜內(nèi)小車式開關(guān)插嘴的位置與固定的插頭位置如有偏差,開關(guān)推入后插頭部分就可能接觸不實,造成發(fā)熱。這是施工安裝時的問題,需要運行人員在設(shè)備驗收時把好關(guān)。另一個連接工藝問題出在出線電纜與開關(guān)引出線的連接處。10kV連接開關(guān)的引線一般使用40mm寬鋁排,旁路刀閘一般安裝在鋁排上,出線電纜也在這一位置。10kV電纜較粗,通常只使用1根螺栓來連接運行與備用2條電纜,連接的受力面較小,電流通過的有效截面減小,于是造成發(fā)熱。3、負(fù)荷突變的影響電力負(fù)荷的變化會影響設(shè)備的溫度,正常的負(fù)荷變化引起的溫度升高不會超過規(guī)定的75。如果負(fù)荷增加的較多

6、時(如比平時增加了1倍或幾倍,或者線路受到短路電流沖擊后,設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)就會發(fā)熱,發(fā)熱后連接點的材料會發(fā)生變形、氧化等物理或化學(xué)變化。發(fā)熱后如不及時發(fā)現(xiàn),再次受負(fù)荷沖擊后,又會過熱,經(jīng)過多次反復(fù)的惡性循環(huán),接頭的連接狀況越來越差,最后直至造成接頭熔斷事故。4、設(shè)備變形老化隨著電網(wǎng)改造的進一步深入,新材料、新工藝、新設(shè)備大量在電網(wǎng)中推廣應(yīng)用,設(shè)備的健康水平也有了明顯提高,但是仍有很多老舊設(shè)備還在運行。北京供電局變電管理處所屬變電站的高壓開關(guān)柜在1980年之前出廠的還有121臺仍在使用中,出廠日期在19801990年的有368臺在使用中。因此設(shè)備的質(zhì)量與新舊程度參差不齊,也是發(fā)生問題的重要原因,老

7、舊設(shè)備接頭發(fā)熱發(fā)生的幾率普遍較高。三、預(yù)防接頭發(fā)熱事故的措施及方法密封高壓開關(guān)柜內(nèi)的接頭發(fā)熱是生產(chǎn)中的難題,通過采取各種措施,如:實行檢修人員責(zé)任制,更新老舊設(shè)備,改進接頭的連接、安裝工藝等,可以大大減少接頭發(fā)熱事故,但是從目前的設(shè)備狀況看要想完全避免接頭發(fā)熱事故也是不現(xiàn)實的。于是希望通過監(jiān)視的方法,提前發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備接頭發(fā)熱的跡象,以便采取措施,防止出現(xiàn)惡性事故。這方面的工作我們一直在研究、探討。1、目前經(jīng)常使用的柜內(nèi)接頭溫度監(jiān)視方法現(xiàn)在經(jīng)常使用的柜內(nèi)接頭發(fā)熱監(jiān)視方法主要有:在接頭粘貼測溫蠟片;手摸柜門感知柜內(nèi)溫度;通過異常氣味發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱;通過異常音響發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱等。粘貼測溫蠟片是室外接

8、頭常用的測溫法,用在封閉柜內(nèi)有很大局限性,大部分接頭通過柜門的觀察窗看不到,只能在開關(guān)停電檢修時檢查接頭有無過熱情況,對預(yù)防事故作用不大。手摸柜門的方法可大概判斷溫度有無異常,在變電管理處的左安門變電站曾通過此方法發(fā)現(xiàn)2起嚴(yán)重的接頭發(fā)熱故障,但是這種方法具有很大的隨意性與偶然性,而且由于個人感覺的差異,相同情況也會有不同判斷。當(dāng)有過熱的接頭時,一定會有異常氣味或者異常聲音,特別是連接電流互感器的接頭發(fā)熱時,可以發(fā)出強烈的異常氣味,工作人員可根據(jù)氣味的來源作出進一步的判斷?？傊?通過綜合應(yīng)用以上幾種方法可以大概判斷開關(guān)柜內(nèi)有無接頭發(fā)熱故障,但是不科學(xué)、不嚴(yán)謹(jǐn),對無人值班的變電站、開閉站無實用價值

9、。2、預(yù)防封閉柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故的新方法如何通過科學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)的接頭發(fā)熱故障一直是我們研究的課題之一,我們在這方面進行了多次試驗與探討。最初試驗選擇的是直接監(jiān)測法,在接頭上安裝溫度傳感器,將溫度信號集中處理,判斷接頭溫度是否超過允許值。其技術(shù)難點是溫度傳感器的安裝,溫度信號由傳感器到處理機的傳送。要求溫度傳感器直接安裝在10kV電壓的接頭上,其體積有嚴(yán)格限制,不能影響開關(guān)的絕緣與正常運行。信號傳送使用有線方式是絕對不允許的,通過無線發(fā)射存在強電場磁場干擾與發(fā)射裝置電源不易解決的問題。這一方案最終沒有試驗成功。隨后又進行了間接監(jiān)測的研究與試驗。主要方案是在接頭位置涂一種特種涂料,使其在規(guī)定

10、溫度時發(fā)出特定氣體,在柜頂部安裝特定氣體的傳感器,當(dāng)氣體濃度達一定值時發(fā)出報警信號。這一方法的技術(shù)難點之一是氣體的選擇,該氣體要求在空氣中含量少,不受被測物溫升后揮發(fā)氣體干擾,對此氣體檢測最好使用成熟的傳感器。難點之二是發(fā)出氣體的涂料的穩(wěn)定性,要保證在室溫中長期存放不揮發(fā)。選用氫氣與一氧化碳進行了試驗。由于受氣體濃度限制,要求傳感器靈敏度較高(帶來干擾信號太多的問題。此方案雖然有所突破,但由于其成本太高,不易在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用而最終被否定。最后受手摸感知法的啟發(fā),決定通過監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)空氣溫度的方法來判斷有無接頭發(fā)熱故障?？傮w方案是在每臺開關(guān)柜頂?shù)呐艢饪咨习惭b一個溫度傳感器,如果空氣溫度達到規(guī)定值

11、即發(fā)出報警信號;或是柜內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度差值到規(guī)定值時即報警。具體溫度報警定值要通過試驗的方法確定。我們先將傳感器的溫度信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入計算機作記錄,然后將開關(guān)的負(fù)荷數(shù)據(jù)(變電站內(nèi)的監(jiān)控機實測信息也存入同一臺計算機,通過對比分析,確定開關(guān)負(fù)荷與溫度的關(guān)系曲線,根據(jù)溫度曲線確定其報警溫度值。報警信號由計算機發(fā)出,直接送到控制室?？刂剖覂?nèi)的值班員也可以通過計算機隨時查詢開關(guān)柜內(nèi)的實時溫度值。對于無人值班變電站,可以將過熱信號作為一個遙測量通過RTU直接送到監(jiān)控中心。這一測溫方法溫度傳感器安裝方便簡單,運行可靠,投入較小,技術(shù)成熟后可在變電站內(nèi)大量應(yīng)用。四、小結(jié)實時監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)接頭溫度從目前

12、的生產(chǎn)形勢來看還是必要的?？偨Y(jié)以上分析看出,通過監(jiān)視柜內(nèi)空氣溫度來間接監(jiān)視柜內(nèi)接頭的運行狀況是可行的,完全可以起到預(yù)防接頭事故的目的。高壓開關(guān)柜實際溫升超標(biāo)原因分對國產(chǎn)JYN、KYN手車柜和合資廠生產(chǎn)的8BK20開關(guān)柜的實際溫升數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn),運行中開關(guān)柜的溫升水平均超過型式試驗測得數(shù)據(jù)。然后,從試驗條件、金屬膨脹效應(yīng)、緊固螺栓壓力、導(dǎo)體材料電導(dǎo)率等方面進一步分析了溫升超標(biāo)的原因。最后提出建議,應(yīng)根據(jù)實際情況選用和維護開關(guān)柜。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高,10,35 kV系統(tǒng)開關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。而開關(guān)柜的內(nèi)部過熱現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見問題,由于開關(guān)柜體的密閉性,在一些負(fù)荷較重

13、的地區(qū),存在開關(guān)柜的溫升超標(biāo)問題。開關(guān)柜的溫升超標(biāo),直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行,而且,過熱問題是一個不斷發(fā)展的過程,如果不加以控制,過熱程度會不斷加劇,并對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。目前,對電力系統(tǒng)內(nèi)部使用的開關(guān)柜,嚴(yán)格遵守設(shè)備采購程序及技術(shù)政策,確保入網(wǎng)的開關(guān)柜都通過型式試驗,尤其對溫升的要求比較嚴(yán)格。運行中,負(fù)荷通常都不會達到開關(guān)柜的設(shè)計滿容量,開關(guān)柜的溫升問題應(yīng)該不會很突出,但是實際情況并不盡然。1 開關(guān)柜實際溫升數(shù)據(jù)分析1.1 國產(chǎn)JYN手車柜表1為某變電站2臺同型號、同參數(shù)的10 kV主變開關(guān)柜的實測溫升與負(fù)荷關(guān)系的統(tǒng)計。開關(guān)柜為福建某開關(guān)廠生產(chǎn),JYN1-10型。測試溫

14、度為開關(guān)柜箱體的外表溫度。數(shù)據(jù)顯示,隨著負(fù)荷的增加,開關(guān)柜的溫升迅速加快。當(dāng)負(fù)荷接近1 900 A(約為開關(guān)柜額定電流2 500 A 的76%,溫升尤為明顯,最大達47,已經(jīng)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求(標(biāo)準(zhǔn)為滿負(fù)荷條件下30,而負(fù)荷較低時(1 200 A以下,溫升則不明顯。1.2 國產(chǎn)KYN手車柜表2為某變電站10 kV主變開關(guān)柜的實測溫升與負(fù)荷關(guān)系的統(tǒng)計,開關(guān)柜為揚州某開關(guān)廠生產(chǎn),KYN28-10型,配用VD4斷路器。測溫前打開部分頂蓋,對開關(guān)柜箱體外表溫度及主母排溫度同時進行測試。數(shù)據(jù)表明,母排最高溫度已經(jīng)達到100,溫升88,明顯超標(biāo)(母排溫升標(biāo)準(zhǔn)為65。由于該站溫升問題比較突出,制造廠針對這一情況

15、對該變電站10 kV開關(guān)柜1,2號母線橋采用新型鋼重新制作,主母線銅排規(guī)格更換為2×TMY120×10(原規(guī)格為2×TMY100×10,并進一步改進了通風(fēng)系統(tǒng)。2號主變開關(guān)柜經(jīng)改造后,其實測溫度如表3所示。改造后溫升情況略有好轉(zhuǎn),但是與該開關(guān)柜型式試驗提供的溫升數(shù)據(jù)偏差仍然較大。1.3 合資廠的手車柜某合資廠開關(guān)柜,為上海某開關(guān)有限公司生產(chǎn),型號為8BK20,測試位置為開關(guān)柜箱體外表及內(nèi)部母線母排。此處,開關(guān)柜溫升暫時沒有超標(biāo),但是應(yīng)該注意,此時負(fù)荷并沒有達到額定容量的70%,但是溫升已經(jīng)接近上限。由此可見,合資廠產(chǎn)品雖然溫升情況優(yōu)于國產(chǎn)設(shè)備,但同樣也存

16、在溫升超標(biāo)情況。數(shù)據(jù)證明,運行中的開關(guān)柜實際溫升水平通常都要超過試驗室測出的溫升數(shù)據(jù)。而且,多數(shù)情況下溫升超標(biāo)時開關(guān)柜甚至遠(yuǎn)沒有達到設(shè)計滿容量。2 開關(guān)柜實際溫升超標(biāo)原因分析開關(guān)柜內(nèi)部實際溫升情況,尤其是母排連接等部位,通?？偸潜刃褪皆囼灉y出的數(shù)據(jù)高。主要有以下幾點原因:(1 型式試驗測得數(shù)據(jù)通常是在試驗室完成的,持續(xù)時間不長,通常不超過8 h,不具備溫升累積效應(yīng),不能等同于長期運行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備。(2 不同金屬的膨脹效應(yīng)不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多,尤其是螺栓型設(shè)備接頭,在運行中隨著負(fù)荷電流及溫度的變化,其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變,也就是金屬在應(yīng)

17、力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實踐證明,當(dāng)接頭處的運行工作溫度超過80時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表面位置錯開,形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時,由于接觸面氧化膜的覆蓋,不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻,將會使下一次循環(huán)的熱量增加,所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環(huán)。(3 連接部位緊固螺栓壓力不當(dāng)。部分安裝或檢修人員在導(dǎo)體連接上認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。特別是鋁質(zhì)母線,彈性系數(shù)小,當(dāng)螺母的壓力達到某個臨界壓力值時,若材料的強度差,再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?將會

18、造成接觸面部分變形隆起,反而使接觸面積減少,接觸電阻增大,從而影響導(dǎo)體接觸效果。(4 選用的導(dǎo)體材料電導(dǎo)率不滿足要求,多數(shù)屬于導(dǎo)體原材料純度不夠。(5 現(xiàn)場的其它因素,比如可能存在安裝檢修工藝不當(dāng),如母線在加工、連接、安裝過程中,對母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有涂專用電力脂等,導(dǎo)致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。3 結(jié)束語開關(guān)柜型式試驗中的溫升數(shù)據(jù),并不能正確反映運行中的開關(guān)柜實際溫升水平,特別是長期運行負(fù)荷比較重的開關(guān)柜,由于長時間溫升的累積效應(yīng),運行中的開關(guān)柜實際溫升水平通常都要超過試驗室測出的溫升數(shù)據(jù)。部分制造廠對開關(guān)柜實際運行中的溫升水平并沒有深入地研究,比如大多數(shù)廠

19、家給額定3 150 A的開關(guān)柜按照2 500 A的標(biāo)準(zhǔn)啟動風(fēng)扇,在開關(guān)柜經(jīng)歷長時間的高負(fù)荷運行后,再采取這個標(biāo)準(zhǔn)是不合理的,通常是風(fēng)扇沒有啟動,溫升早已超標(biāo)了。所以,選用開關(guān)柜設(shè)備的時候,不能盲目相信制造廠的試驗室數(shù)據(jù),在日常運行維護管理中,也不能盲目套用試驗室的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。實踐經(jīng)驗,往往也是非常重要的。只有重視實踐,并不斷針對實際情況,分析解決問題,才能真正把對設(shè)備的安全運行管理工作做到實處。一葉豈可障目干擾必須消除廠商:控制網(wǎng)作者:領(lǐng)域:儀器儀表遠(yuǎn)程測控點擊數(shù):164發(fā)電廠、變電站由于生產(chǎn)過程繁長且環(huán)節(jié)較多,故而受到各類干擾是必然的。在所有的干擾源中,以電場和磁場對測量儀器儀表及繼電保護、安

20、全控制裝置等影響較大。一、干擾的危害眾所周知,測量儀表是電業(yè)工作者的“眼睛”,在一般情況下,繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的“守護神”,當(dāng)干擾未造成較大影響時往往容易被大家忽視,普遍輕視干擾信號是生產(chǎn)現(xiàn)場較常發(fā)生的,對干擾究竟有多大危害沒有足夠的認(rèn)識。首先,干擾信號可使測量儀器儀表的準(zhǔn)確度、特別是數(shù)字顯示儀表指示失準(zhǔn),使我們的測量結(jié)果偏離實際值,輕則影響設(shè)備監(jiān)測、監(jiān)視(如220千伏隔離開關(guān)分合操作產(chǎn)生的高頻干擾對測量儀表的指示,重則影響安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益(如有功電度的計量、升壓站設(shè)備投運前的試驗等;其次,干擾信號可導(dǎo)致開關(guān)電路翻轉(zhuǎn),并使數(shù)字電路中發(fā)生誤傳數(shù)據(jù)或地址,造成邏輯紊亂、計算程序錯誤

21、或數(shù)據(jù)丟失,嚴(yán)重時引起保護延時、誤動、拒動或裝置死機等,較強的干擾信號還可造成電力電子設(shè)備的性能降低、以致設(shè)備損壞等。再者,斷路器操作送電空載線路產(chǎn)生的高頻振蕩誘發(fā)線路電壓互感器回路諧振燒毀設(shè)備。二、干擾的來源和干擾方式復(fù)雜和惡劣的工作環(huán)境是產(chǎn)生電磁干擾的源頭,電氣設(shè)備不僅直接和間接地受到外部如:焊接作業(yè)的電火花、設(shè)備操作過電壓、大氣環(huán)境過電壓、無線對講設(shè)備高頻電波、大容量電機和開關(guān)設(shè)備如35千伏以上升壓站隔離開關(guān)分合操作以及直供饋線停投操作、電力系統(tǒng)接地故障時工頻故障電流流入接地網(wǎng)上不同兩點間將呈現(xiàn)較大電位差(其最大值可達每千安故障電流10伏特、惡劣天氣雷擊等等的外部干擾。有時也受到內(nèi)部電氣

22、設(shè)備本身產(chǎn)生的干擾,如機端勵磁或硅整流勵磁系統(tǒng)輸出中高次諧波對本機轉(zhuǎn)子保護等的干擾,電壓波動、系統(tǒng)多點接地電位差,(無蓄電池的變電站繼電保護電源濾波不好或浮充電供電品質(zhì)差等的內(nèi)部干擾。由于電磁干擾方式不同又可將其叫做輻射干擾如:在電氣設(shè)備周圍進行焊接作業(yè)、無線對講機聯(lián)系、高壓試驗等形成電磁場直接對設(shè)備產(chǎn)生的干擾。有由于設(shè)備布局、布線不合理,相臨或相連設(shè)備之間存在有電容、電感或者絕緣薄弱漏電的耦合型干擾等。由多處(點對一個測量裝置同時出現(xiàn)表現(xiàn)為共模干擾的干擾源有影響較小的特點,實踐經(jīng)驗表明僅有1伏、2伏。干擾信號與測量信號疊加起來使測量裝置大副偏離實際值的差模干擾要重點防范。三、預(yù)防和減少干擾的

23、措施1、隔離:例如采用光電耦合器使電氣測量的開關(guān)量信號在電氣上完全隔離,又可實現(xiàn)地電位的隔離,對抑制共模干擾尤為有效;采用隔離變壓器,如電壓、電流、直流逆變電源、導(dǎo)引線保護等,避免將弱電信號線與電力線放在同一根電纜線中,將信號電纜、控制電纜、電力電纜分層敷設(shè);避免測量回路與強電回路采用同一接地線等。2、屏蔽:a電場屏蔽良導(dǎo)體制成的法拉第籠接地良好以保證零電位,阻止屏蔽設(shè)備外的電場進入屏蔽體內(nèi)部。b磁場屏蔽,在低頻段要采用導(dǎo)磁材料較好的硅鋼等金屬作為屏蔽體,使干擾磁場的磁力線沿磁阻較小的屏蔽層通過,以減少干擾磁場穿入屏蔽體內(nèi);在高頻段采用上述兩種屏蔽方式,利用屏蔽體阻止高頻電磁場在空間的傳播:利

24、用金屬導(dǎo)體對電磁波的反射衰減和吸收衰減,在電磁波入射到金屬屏蔽層時由于波阻抗的不同一部分被反射,另一部分在金屬屏蔽層形成渦流而損失,即吸收損耗。如采用帶有鎧裝鉛包屏蔽層的控制電纜其屏蔽層在升壓站和控制室兩端可靠良好接地,可以有效削減地電位升高對儀表和繼電保護的干擾;電纜有中間過度或中繼連接時要處理好屏蔽層的連續(xù)性;不要認(rèn)為信號電纜是低壓設(shè)備而忽視其絕緣狀態(tài),要保證測量電纜有良好的絕緣層或干燥環(huán)境;測量回路的二次插件的屏蔽層要在保護屏處可靠接地;禁止用電纜芯線兩端接地做為抗干擾措施。3、接地:例如電壓互感器二次中性點的接地與電流互感器二次電流回路的接地宜選擇在控制室接地;高頻保護的二次電壓電纜回

25、路的接地點與一次接地線的接地點有3到5米的距離,有時要用多根導(dǎo)線接地;繼電保護的交流電壓、交流電流和直流進線有時為消除高頻干擾在進入測量裝置前先經(jīng)電容接地,經(jīng)過抗干擾后引入裝置的走線還應(yīng)遠(yuǎn)離直流操作電源線及高頻回路的導(dǎo)線,不要習(xí)慣性地將同一方向的進線捆幫在一起等4、其它措施:對繼電保護的測量繼電器要進行1兆赫茲脈沖群干擾試驗、靜電放電試驗(一般選8千伏試驗電壓、輻射電磁場試驗和快速瞬變干擾試驗;對有可能在繼電保護裝置周圍使用對講機的場所,進行無線電信號干擾試驗,否則在其附近禁止使用無線對講機或改進屏蔽措施;敷設(shè)二次電纜要選好位置,盡量遠(yuǎn)離高壓母線和避免與之平行,盡量遠(yuǎn)離電容式電壓互感器等電容設(shè)

26、備,動力電纜與控制電纜不要放在同一電纜層架,信號電壓較弱的電纜尤其要遠(yuǎn)離電力或信號電壓較強的電纜,合理布置和安排電纜走向以減少和消除寄生電壓的干擾;提高設(shè)備自身的抗干擾性能,采用性能可靠的濾波裝置使整流后的輸出電壓波紋系數(shù)小于5%;加強接地銅排的維護保養(yǎng)消除氧化和腐蝕對接地性能的危害,保護屏或保護裝置的接地是否可靠(應(yīng)有兩各以上的接地連接點、接地電阻是否符合反措要求要定期檢驗。大型電力變壓器非電量保護的探討部頒電力變壓器運行規(guī)程規(guī)定:發(fā)生以下任一現(xiàn)象變壓器應(yīng)立即停用。1.變壓器內(nèi)部響聲很大、且伴有爆炸聲;2.在正常負(fù)荷及冷卻條件下,變壓器的油溫不正常的不斷升高;3.變壓器油枕和安全氣道(防爆管

27、噴油噴煙;4.變壓器油色變化過甚、油內(nèi)出現(xiàn)碳質(zhì)等;5.變壓器套管有嚴(yán)重破損以及放電現(xiàn)象。思考一、目前,大、中型企業(yè)早期投運的大型電力變壓器為提高設(shè)備運行可靠性,消除安全氣道(防爆管的玻璃或鋁箔動作值的分散性以及易滲漏等,逐步將變壓器的安全氣道(防爆管更換為壓力釋放閥,做為變壓器非電量保護的安全裝置,壓力釋放閥是用來保護油浸電氣設(shè)備的,即在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時,油箱內(nèi)的油被分解、氣化,產(chǎn)生大量氣體,油箱內(nèi)壓力急劇升高,此壓力如不及時釋放,將造成變壓器油箱變形、甚至爆裂。安裝了壓力釋放閥,就使變壓器在油箱內(nèi)部發(fā)生故障、壓力升高到壓力釋放閥的開啟壓力時,壓力釋放閥在2ms內(nèi)迅速開啟,使變壓器油箱

28、內(nèi)的壓力很快降低。當(dāng)壓力降到關(guān)閉壓力值時,壓力釋放閥又可靠關(guān)閉,使變壓器油箱內(nèi)永遠(yuǎn)保持正壓,有效地防止外部空氣、水分及其它雜質(zhì)進入油箱。比之安全氣道(防爆管其動作可靠、精確,且動作后無元件損壞、無須更換等優(yōu)點而廣受用戶歡迎。然而,壓力釋放閥的安裝絕非一勞永逸,據(jù)筆者根據(jù)當(dāng)?shù)匾恍╇娏ιa(chǎn)單位和大型國有電力用戶的調(diào)查了解,壓力釋放閥的安裝與檢修和維護、管理工作未能同步進行,個別單位不能科學(xué)使用:不同容量的變壓器而安裝的壓力釋放閥動作壓力卻一致(相同,以致使壓力釋放閥未能發(fā)揮應(yīng)有的作用;其動作后未接入中央信號或解列變壓器。(目前,根據(jù)資料統(tǒng)計,新上設(shè)備、進口和引進型的大型電力變壓器如:西門子、ABB

29、、三菱重工等絕大多數(shù)是壓力釋放閥動作接入跳閘。有專家統(tǒng)計,大型電力變壓器內(nèi)部故障,瓦斯保護動作或壓力釋放閥動作以后,變壓器故障部位的損壞程度已到了非“開腸剖肚”“器官移植”而不能修復(fù)。特別是無人值班的生產(chǎn)現(xiàn)場(或離值班地點較遠(yuǎn)的設(shè)備更是如此。思考二、電力變壓器的電量型繼電保護,如差動保護、電流速斷保護、零序電流保護等,對變壓器內(nèi)部故障是不靈敏的,這主要是內(nèi)部故障從匝間短路開始的,短路匝內(nèi)部的故障電流雖然很大,但反映到線電流不大。只有到故障發(fā)展到多匝短路或?qū)Φ囟搪窌r才能切斷電源。變壓器內(nèi)部故障的主保護是瓦斯保護,它能瞬間切除故障設(shè)備,但氣體繼電器的靈敏度卻取決于整定值(流速。變壓器油既是冷卻介質(zhì)

30、也是絕緣介質(zhì),當(dāng)變壓器內(nèi)部故障發(fā)生電弧時,故障點附近的油將被高溫分解,由液態(tài)的高分子電離分解為氣態(tài)的烴類氣體。其主要特征氣體有甲烷(CH4、乙烷(C2H6、乙炔(C2H2、乙烯(C2H4以及氫氣(H2,烴類氣體的主要成分為乙炔(C2H2,約占70%80%,少量的氣體首先溶于變壓器油中當(dāng)產(chǎn)氣速率大于溶解速率時,就在故障區(qū)域產(chǎn)生氣泡。油是不能壓縮的物質(zhì),分解的氣體占了變壓器油的空間,必定有同等體積的變壓器油被擠向儲油柜。油流和氣體是同時發(fā)生的,一定的產(chǎn)氣速率必定有一定的油流速通過瓦斯繼電器,而產(chǎn)生的速率則取決于燃弧功率。我們總是祈望把故障范圍限制在盡可能小的區(qū)域內(nèi),那么通過變壓器瓦斯繼電器油的流速

31、整定值就應(yīng)該小于最小故障功率的產(chǎn)氣速率。最小故障功率應(yīng)是一匝短路。一匝短路時的短路功率取決很多因素,比如:匝間電壓、弧間電阻、電弧路徑,以及線圈的幾何尺寸等等。這是比較難以正確計算的。因此,我們不妨按照變壓器保護規(guī)程規(guī)定的整定流速來反推故障功率。一般在現(xiàn)場變壓器瓦斯保護的整定值是根據(jù)變壓器容量大小的不同取流速0.8m/s1.2m/s。這個定值的理論依據(jù)和實踐依據(jù)是什么?是根據(jù)什么原則整定的?筆者雖然求教了一些專家、學(xué)者及有關(guān)書刊,但仍未得到令人信服的結(jié)果。這個0.81.2的數(shù)值也可能是從“蘇聯(lián)老大哥”那兒學(xué)來的。是否科學(xué)、合理暫且不去討論。我們可以用故障時瓦斯繼電器的流速假設(shè)為1m/s=100

32、cm/s來反推一下故障時的故障功率,通常110kV電壓等級的電力變壓器油枕與瓦斯繼電器與主油箱連接的油管道為8cm,則管道截面D2/4=50cm2,故,1秒流過瓦斯繼電器的油的體積為50×100=5000 cm3,即5L。按照有關(guān)資料介紹,變壓器油離解為乙炔占70%80%的炔類和30%20%烴類氣體所需的離解能量約為750800kJ/mol,則5L/s的產(chǎn)氣速率其所需的電功率應(yīng)為(750 800800mol×5L/s/(22.4 L/mol=167.4178.6 kJ/s=167.4178.6 kW。170千瓦左右的電功率在1秒鐘來燃點變壓器線圈是個什么概念,不就是30 k

33、W的焊機6臺在同一點燃弧嗎!銅的熔解熱是17 kJ/ kg,1s內(nèi)不就熔化了1 kg左右的銅,老式鋁線圈那就更多了,實踐證明,瓦斯保護切除故障的變壓器其損壞程度遠(yuǎn)不止一匝,而是多匝、多餅,修復(fù)難度是可想而知的。若是鋁芯變壓器將損壞更甚。根據(jù)一次安全通報,某廠一臺電抗器故障1s內(nèi)保護動作,僅產(chǎn)生600mL氣體,只相當(dāng)于瓦斯繼電器的油流速為0.12 m/s,瓦斯保護尚未動作,若要等到瓦斯保護來切除故障,將是什么局面?建議、據(jù)此,依筆者愚見,根據(jù)討論和分析、計算1.降低瓦斯繼電器的動作整定值,越小越好,但應(yīng)考慮鋁芯變與銅芯變的不同,以及地震和強迫油循環(huán)的變壓器油泵啟動的影響。2.壓力釋放閥動作應(yīng)接入

34、中央預(yù)告信號,或啟動跳閘(根據(jù)計算167.4178.6 kW的故障功率時,油箱壓力僅能升高20kPa。3.壓力釋放閥應(yīng)利用變壓器停役或大、小修的機會(或定期對其動作值及其靈敏度進行校驗。4.清除閥內(nèi)異物,若有卡、堵現(xiàn)象應(yīng)排除。5.檢查壓力釋放閥密封圈是否老化、變形或損壞。6.與變壓器重瓦斯保護如何(匹配配合檢查。7.壓力釋放閥動作值大小的整定計算十分符合設(shè)備工況尤為重要(普遍存在壓力釋放閥開啟壓力偏大的問題。容易發(fā)生的誤“診斷”在工礦企業(yè)的日常生產(chǎn)活動中,經(jīng)常遇到有低壓電動機開不起來,或者起動后又跳閘等設(shè)備異?，F(xiàn)象。由于工作人員對設(shè)備的控制等回路檢查、測量方法不當(dāng),延誤了設(shè)備的起動運行,甚至對

35、整套設(shè)備構(gòu)成威脅。筆者就多年工作中所常見的幾例,又最容易發(fā)生的不正確的“診斷”方法,向讀者做一簡介,供大家在工作中借鑒、參考。一般情況下,遇有低壓電動機(380伏/220伏/40千瓦以下為例跳閘、動力保險熔斷等異?，F(xiàn)象,皆對一次回路進行檢查、測量電動機絕緣,檢查相間是否有開路,對地是否有短路等。對于“Y”型接線的電動機,檢查相間是否開路,用普通(手搖式兆歐表一搭便知;對于“”型接線的電動機,使用上述“診斷”方法就不行了,因為用普通型兆歐表檢查“”接線的電動機相間是否開路,任何一相發(fā)生開路故障,測量的結(jié)果均是:相間相連通(以A-B線圈開路為例,測量通路是:A-C-B、A-B通,B-C通,C-A

36、通。正確的方法應(yīng)使用萬用表(或電橋的R×1或R×0.1檔,檢查三相間直流電阻是否(基本平衡來判斷,是否開路或是否正常連通。也可以打開電動機口線盒,檢查測量接線端子有無明顯故障。在上述異常情況下,有時要檢查、測量一次回路的控制開關(guān)上、下口的動力引線(電纜是否發(fā)生接地、短路或斷線等故障。通常由接觸器控制的低壓電動機(有控制線圈380伏/220伏之分控制回路接在接觸器(即控制開關(guān)上口電纜頭處(某相或相間,測量絕緣時,僅取下一次動力保險,不取下控制回路保險或未斷開控制回路,往往發(fā)生:測量的接有控制回路的那一相或兩相有接地、或者短路的現(xiàn)象。以致發(fā)生誤判斷為:電纜、引線存有故障。為了杜

37、絕上述類似誤“診斷”現(xiàn)象的發(fā)生,務(wù)必加強人員的業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn),熟悉設(shè)備的一、二次接線,當(dāng)遇到上述故障發(fā)生時,才能正確判斷、處理。(小孫遠(yuǎn)紅外測溫儀在設(shè)備巡視中的應(yīng)用1、傳統(tǒng)測溫的局限性電氣設(shè)備在通入電流以后,設(shè)備溫度會發(fā)生變化,其發(fā)熱量與通入電流的平方成正比;轉(zhuǎn)動的電氣設(shè)備和機械設(shè)備的軸承其溫度變化與冷卻介質(zhì)及滑動摩擦、滾動摩擦息息相關(guān)設(shè)備任何類型的故障大多以溫度變化的形式表現(xiàn)出來。如何通過檢測設(shè)備溫度的變化,及時判斷和發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否發(fā)生異常和故障,提高設(shè)備運行可靠性和延長設(shè)備的使用年限,以及避免設(shè)備損壞和人身傷害有十分重要的意義。眾所周知,傳統(tǒng)的設(shè)備巡視溫度測量方法是使用水銀溫度計和酒精(煤油溫

38、度計,水銀溫度計受電磁場的干擾較大,酒精(煤油溫度計在測量溫度較高的設(shè)備時誤差非常大。故而,新的設(shè)備溫度測量工具遠(yuǎn)紅外測溫儀得到廣泛采用。2、遠(yuǎn)紅外測溫新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)是我國近幾年從歐美國家引進的新型非接觸測試技術(shù),電力行業(yè)雖然已普遍采用,也制定了遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)導(dǎo)則,但由于使用時間較短,經(jīng)驗有限。遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)在發(fā)電廠和變電站主要是用在測量電氣設(shè)備溫度,即測量電氣設(shè)備通入電流而發(fā)熱和過載情況;隔離開關(guān)與斷路器斷口和金屬連接部分的故障過熱;以及電纜頭過熱故障等方面。但對測量旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承溫度;密封容器是否泄露;檢測汽水分離器;查找過程管道或其它隔熱過程中的隔熱故障等使用較少。多數(shù)專

39、業(yè)技術(shù)媒體對非電流而引發(fā)故障的紅外測量涉獵也較少,偶而有所介紹,闡述的也不夠詳盡。筆者工作中遇到幾例通過測量設(shè)備非通流部分溫度,發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障比較典型、且有代表性。述與讀者,或許對大家的工作有指導(dǎo)或借鑒意義。3、實際應(yīng)用事例2003年5月,某廠大型汽輪發(fā)電機組,機組檢修后并網(wǎng),汽輪機凝汽器真空長期調(diào)整不到規(guī)范數(shù)據(jù),汽水容氧過高(50微克80微克,不符合規(guī)程(40微克規(guī)范,機組負(fù)荷受到影響,且熱力管道受到氧化腐蝕將影響設(shè)備壽命。值班人員在多次檢查了熱力系統(tǒng)后沒有發(fā)現(xiàn)故障所在,翻閱機組大修時的相關(guān)資料,再次對大修時更換后的所有運行設(shè)備用紅外測溫儀逐一檢查測量,測量到機組正常運行時應(yīng)該完全打開的凝汽

40、器空氣門閥門的前、后、上、下、左、右溫度以后,發(fā)現(xiàn):凝汽器空氣門(這是一個正常和檢修時都應(yīng)完全打開、沒有特殊工作不須操作的閥門未完全開啟、導(dǎo)致汽輪機長時間真空偏低、溶氧過高!立即完全打開該閥門,機組溶氧隨即降低到89微克,在機組額定負(fù)荷時10微克。通過這次測量說明紅外測溫儀用于檢查閥門的開啟程度有重要的參考作用。2003年6月運行值班人員巡回檢查發(fā)現(xiàn):運行中的SSPB240000/220型(24萬千乏主變壓器靠高壓一側(cè)鐘罩與底座的緊固螺栓溫度高達325(相臨有4顆螺栓溫度也達120左右,其余螺栓的溫度與變壓器鐘罩法蘭溫度相同約60,時機組額定20萬千瓦負(fù)荷,降負(fù)荷至17萬千瓦時刻,測得過熱螺栓

41、的溫度由325降至260。分析認(rèn)為是變壓器漏磁在鐘罩中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過螺栓瀉放不均,發(fā)生了局部螺栓電流過大,螺栓松動、螺栓與法蘭接觸不良也將導(dǎo)致螺栓過熱。從新緊固螺栓,并將發(fā)熱較嚴(yán)重的螺栓進行跨接短路環(huán)(或短路扁鐵的辦法,以增加螺栓散熱和分流將溫度降低至60。否則將造成主變壓器油箱橡膠密封墊局部快速劣化而漏油。同樣用紅外測溫儀測量發(fā)現(xiàn)20萬千瓦機組出口母線外封閉鋁合金伸縮節(jié)局部過熱答105,經(jīng)分析檢查為運行了12年的元件老化和接地不良所為,更換母線外封閉鋁合金伸縮節(jié),進行可靠接地,溫度降致65以下的規(guī)程要求。某發(fā)電廠30萬千瓦水氫氫冷汽輪發(fā)電機,投產(chǎn)后運行僅經(jīng)過一次大修。在一次小修后運行不久

42、,發(fā)電機集電環(huán)內(nèi)環(huán)(靠發(fā)電機側(cè)碳刷磨損非常嚴(yán)重,且連續(xù)多個班次都有批量更換,同時檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機集電環(huán)刷架油污嚴(yán)重,經(jīng)紅外測溫儀檢測發(fā)現(xiàn)集電環(huán)內(nèi)環(huán)表面與碳刷接觸部位溫度高達230360,靠勵磁機側(cè)的集電環(huán)外環(huán)溫度正常的6070,機組負(fù)荷降到20萬千瓦以后,仍不見集電環(huán)溫度有回落跡象,初步判斷非電磁方面的原因。碳刷與集電環(huán)之間看不到火花,而且運行平穩(wěn),無振動超標(biāo)現(xiàn)象,也排除了機械震動方面的故障,進一步檢查發(fā)現(xiàn),集電環(huán)罩外側(cè)與發(fā)電機之間有一油管破裂,流出的潤滑油經(jīng)集電環(huán)外罩的底座縫隙流入由于負(fù)壓作用吸入并污染集電環(huán)內(nèi)環(huán),而外環(huán)在一側(cè)未收影響。經(jīng)停機處理,集電環(huán)表面涂工業(yè)潤滑凡士林等措施后,機組啟動運

43、行正常60、70。4、遠(yuǎn)紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域測量金屬導(dǎo)體接頭處過熱的方法已被普遍掌握,如測量低壓電氣設(shè)備電纜頭過熱,變壓器低壓側(cè)引線過熱等。但測量非載流導(dǎo)體過熱的方法未被重視,大型發(fā)電機封閉母線局部過熱,大容量變壓器鐘罩法蘭螺栓過熱,密封容器是否泄露;檢測汽水分離器;查找過程管道或其它隔熱過程中的隔熱故障等幾乎被遺忘。遠(yuǎn)紅外測溫設(shè)備,目前已廣泛應(yīng)用到各生產(chǎn)崗位。我們要跳出哪里通入電流,哪里就可能發(fā)熱,我們就檢查那里的思維怪圈。電機的鐵芯故障;變壓器高壓套管的故障、油管路堵塞故障;避雷器受潮發(fā)熱故障;電容器的絕緣老化故障以及電纜絕緣劣化故障等等,都可以通過紅外測量進行檢定。我們要本著“一個都不

44、能少”的原則對所有設(shè)備利用遠(yuǎn)紅外測量設(shè)備檢查,這樣才能保證設(shè)備的隱患消除在萌芽狀態(tài)。應(yīng)用于電力工程中的非開挖技術(shù)0、引言隨著改革開放的不斷發(fā)展,全國各地城市建設(shè)與管理力度逐漸加大,城市管線,例如電力電纜、通訊光纜、燃?xì)?、給排水管道、石油等各類管線的鋪設(shè)、更換和修復(fù)工程量大量增加,消除市區(qū)道路“拉鏈”的困窘局面迫在眉睫。城市現(xiàn)代化的進程中,電力電纜已經(jīng)成為城市供電網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備之一;電力通信線纜為了最大程度的避免外力破壞,降低施工成本,縮小對城市交通和景觀的影響,受到非開挖技術(shù)(即通常所講的頂管等技術(shù)的庇護范圍與日俱增。所以非開挖技術(shù)正在受到越來越多的電力企業(yè)和用戶的廣泛采用。1、非開挖技術(shù)的出

45、現(xiàn)在上世紀(jì)70年代初期,美國人克林頓?馬丁把定向鉆探技術(shù)與傳統(tǒng)鋪管技術(shù)巧妙地結(jié)合起來,發(fā)明了導(dǎo)向鉆進鋪管技術(shù),導(dǎo)致了非開挖技術(shù)的一場干革命。80年代后期,地面無線跟蹤導(dǎo)航監(jiān)測系統(tǒng)被開發(fā)利用,使導(dǎo)向鋪管質(zhì)量大為提高,這標(biāo)志著世界非開挖技術(shù)進入了一個嶄新階段?，F(xiàn)代非開挖技術(shù)隨著導(dǎo)航定位精度提高、施工設(shè)備能力增強、管材業(yè)的發(fā)展,鋪管能力由初期的單孔單管線、短距離細(xì)管道、單一鋼管鋪設(shè)發(fā)展到單孔多管線、長距離粗管道的各種管材的鋪設(shè)。1、1 非開挖技術(shù)的特點非開挖技術(shù)具有不開挖地面、不影響交通、不影響市容、不損壞道路和植被與建筑；在開挖施工不允 許的情況下，采用非開挖技術(shù)可以使施工工程量達到最大限度的經(jīng)濟

46、合理，當(dāng)非開挖管徑越大越深其社會 效益越顯著；方向性好等特點。 非開挖鋪管可以穿越鐵路、公路、建筑、河流、飛機跑道、古跡等障礙物。它不僅服務(wù)于電力、電信、 有線電視、也給煤氣、給水、排水及市政建設(shè)帶來巨大效益。非開挖鋪管使用的主要是鋼管、鑄鐵管、塑 料管（PVC、PE 等）。 非開挖技術(shù)還可利用導(dǎo)向鉆進還可進行管棚支護、水平注漿、水平降水及污染地層處理工程，亦可利用導(dǎo) 航儀探測地下管網(wǎng)。 2、非開挖施工方法 非開挖鋪設(shè)地下電纜管線技術(shù)是指利用巖土鉆掘手段，在地表不挖槽的情況下，鋪設(shè)、修復(fù)和更換地 下管線的施工技術(shù)。它的核心是導(dǎo)向鉆進、定向鉆進、微型隧道掘進、氣動矛、夯管法鋪管技術(shù)。施工方 法根

47、據(jù)具體的工程、不同的地質(zhì)和環(huán)境條件進行實地分析，合理選擇科學(xué)的施工方法。非開挖技術(shù)的施工 方法有百余種，但通常采用的有以下幾種。 2、1、水平定向鉆進法。 水平定向鉆進法。 預(yù)先挖好發(fā)射坑和接收坑（也可以小角度直接從地表鉆進），然后采用水平定向鉆機在土體中按計劃 所需軌跡，鉆一個先導(dǎo)孔，再進行回施擴孔，同時拉入需要的管道。雖然這種施工方法精度和效率較高， 但施工的適用范圍主要軟、弱土層，某供電公司在市區(qū)電纜穿越街道、某通訊公司鋪設(shè)通訊管線時較常采 用。這種方法是大家在城市電力工程施工中較常見到的。這類設(shè)備目前主要是國產(chǎn)的，質(zhì)優(yōu)價廉、操作方 便。 微型頂管法（和頂管法） 2、2 微型頂管法（和頂

48、管法） 一般用于直徑不超過 1 米的隧道。預(yù)先挖好頂管出發(fā)井和接收井，利用出發(fā)井中的主頂裝置將頂管機 頭和后續(xù)管段逐步頂入主體，形成隧道，這種設(shè)備的頂管機頭操作自動化程度高，大多采用遙控。頂管法 多用于 1 米以上的大管經(jīng)施工，主要用于污水管、排灰管等。它具有頂距長、埋深大、精度高的優(yōu)點。例 如發(fā)電廠的排灰管穿越公路和街面的施工，以及丘陵地帶的供電電纜隧道也多采用頂管法。 2、3 氣動沖擊矛法 利用高壓壓縮空氣將矛頭從出發(fā)井頂入接收井，并形成管道。方法簡單、易操作、成本低，但方向不 易控制；僅適用于大樓接入和穿越道路。新建居民小區(qū)的電源電纜施工有時采用。 2、4 夯管法 利用夯管錘將待鋪設(shè)的鋼

49、管沿設(shè)計線路直接夯入地層。夯管錘的的沖擊力直接作用到鋼管的后端，待 鋼管全部夯入后，可利用壓縮空氣或高壓水射流、螺旋鉆桿等方法將鋼管中的棄土排除。施工方法簡單、 投資少、成本低，但方向控制困難，對地層的地質(zhì)有一定要求，不適宜大卵石、礫石的地層?，F(xiàn)場施工時 可頂進幾十米、約 2 米粗的管子，多用于污水管的鋪設(shè)等，電力施工的局部排灰管也有采用夯管法施工的。 2、5 盾構(gòu)法 主要用于 3 米以上的大管徑管道的鋪設(shè),如過江、過海等大型工程。利用盾構(gòu)裝置內(nèi)部沿圓周方向布置 的若干推進千斤頂推進隧道襯砌的反作用力；隧道襯砌采用分塊的管片，在盾構(gòu)推進過程中，用螺栓拼裝 成隧道，而頂管側(cè)采用的是預(yù)制的整體管段

50、。盾構(gòu)掘進有兩種控制方式：軟弱土層使用扭矩控制方式；硬 巖地層采用推力控制方式。盾構(gòu)設(shè)備主要靠進口、但價位較高，盾構(gòu)刀具目前國內(nèi)已有生產(chǎn)。該施工法類 似頂管法，有頂管法相同的特點，目前該施工方法已由于地鐵、隧道、城市污水主管線的非開挖工程，有 報道可鋪設(shè)達直徑 15 米的管徑。錢塘江過江煤氣管線和過長江石油管線工程中得到充分利用，在我國長達 4000km 多的西氣東輸管道工程中，上述幾種施工方法都得到了應(yīng)用。 2、6 施工過程 以水平定向鉆孔為例，即在不開挖路面的情況下，先鉆一導(dǎo)向孔，然后把孔徑擴大，再將管線回拉或 頂入孔內(nèi)，完成管線鋪設(shè)工作。 2、6、1、導(dǎo)向孔鉆進 導(dǎo)向孔鉆進利用造斜或穩(wěn)斜原理，在地面導(dǎo)航儀引導(dǎo)下，從 A 點到 B 點鉆一個與設(shè)計軌跡盡量