中鐵電化院長沙分院QC小組——降低變電所電纜支架用鋼量

1、發(fā) 布 人：何臣文2014年4月| 選題背景| 小組簡介| 現(xiàn)狀調(diào)查| 設(shè)定目標(biāo)| 原因分析| 要因確認(rèn)| 對策制定| 對策實(shí)施| 效果檢查| 鞏固措施| 回顧體會| 選題背景選題背景選題背景供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)動力照明動力照明牽引供電牽引供電綠色地鐵綠色地鐵兩型社會兩型社會降低變電降低變電所電纜支所電纜支架用鋼量！架用鋼量！ 變電所是城市軌道交通供電系統(tǒng)的重要組成部分之一，變電所是城市軌道交通供電系統(tǒng)的重要組成部分之一，實(shí)現(xiàn)了電能的變換，承擔(dān)著機(jī)車的牽引負(fù)荷和地鐵系統(tǒng)的各實(shí)現(xiàn)了電能的變換，承擔(dān)著機(jī)車的牽引負(fù)荷和地鐵系統(tǒng)的各類低壓負(fù)荷。電纜在供電系統(tǒng)的電能變換及電能傳輸中起到類低壓負(fù)荷。電纜在供電

2、系統(tǒng)的電能變換及電能傳輸中起到了重要作用。在變電所內(nèi)電纜敷設(shè)于電纜支架上。了重要作用。在變電所內(nèi)電纜敷設(shè)于電纜支架上。| 小組簡介小組簡介小組簡介長沙分院QC小組成立于2009年9月，共活動12次。小組種類：攻關(guān)型。李漢卿李漢卿 王王 勝勝 孫才勤孫才勤陳陳 敏敏田田 松松黃黃 琳琳 郝郝 峰峰 付付 鍇鍇| 現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查 2009年年9月月QC小組對電力系統(tǒng)及國內(nèi)其它城市地鐵線路小組對電力系統(tǒng)及國內(nèi)其它城市地鐵線路變電所電纜支架情況進(jìn)行了調(diào)查。變電所電纜支架情況進(jìn)行了調(diào)查。 其它地鐵供電系統(tǒng)其它地鐵供電系統(tǒng)系統(tǒng)方案、交直系統(tǒng)方案、交直流電壓等級不同流電壓等級不同復(fù)合支架復(fù)合支架鋼

3、支架鋼支架成本高約成本高約4050%電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)長沙二號線供電系統(tǒng)長沙二號線供電系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查序號序號工程名稱工程名稱用鋼量用鋼量牽引所（牽引所（t/座）座）降壓所（降壓所（t/座）座）1廣州廣州5號線號線103.82廣州廣州3號線號線93.73南京南京2號線號線1044上海上海6號線號線6.53.25上海上海11號線號線73.56天津天津3號線號線73 以標(biāo)準(zhǔn)車站為例，以標(biāo)準(zhǔn)車站為例， 與長沙地鐵與長沙地鐵2號線類似工程的地鐵線號線類似工程的地鐵線路電纜支架用鋼量調(diào)查結(jié)果如下表，其中變電所分為牽引所路電纜支架用鋼量調(diào)查結(jié)果如下表，其中變電所分為牽引所和降壓所兩類。和降壓所兩類。現(xiàn)狀

4、調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)以上各地區(qū)地鐵線路數(shù)據(jù)分析，根據(jù)以上各地區(qū)地鐵線路數(shù)據(jù)分析，牽引所牽引所電纜支架總電纜支架總用鋼量平均約為用鋼量平均約為8.3t/座座，降壓所降壓所電纜支架總用鋼量平均約為電纜支架總用鋼量平均約為3.6t/座座；其中；其中牽引所牽引所電纜支架用鋼量最低為電纜支架用鋼量最低為6.5t/座座，降壓所降壓所電纜支架用鋼量最低為電纜支架用鋼量最低為3t/座座。| 設(shè)定目標(biāo)設(shè)定目標(biāo)設(shè)定目標(biāo)1 1、在滿足現(xiàn)場安、在滿足現(xiàn)場安裝要求及保證安裝要求及保證安全性的前提下降全性的前提下降低電纜支架用鋼低電纜支架用鋼量。量。2 2、降低變電所、降低變電所電纜支架用鋼電纜支架用鋼量，選取最低量，選取

5、最低變電所用鋼量變電所用鋼量下調(diào)下調(diào)0.5t/0.5t/座作為座作為本次活動目標(biāo)本次活動目標(biāo)值，即牽引所值，即牽引所為為6t/6t/座座, ,降壓所降壓所為為2.5t/2.5t/座。座。3 3、安裝形式盡量簡便，、安裝形式盡量簡便，節(jié)約人力，方便維護(hù)。節(jié)約人力，方便維護(hù)。| 原因分析原因分析原因分析電纜支架電纜支架數(shù)量多數(shù)量多 單個(gè)電纜單個(gè)電纜支架重量重支架重量重電纜路徑電纜路徑長度長長度長電纜重量重電纜重量重電纜根數(shù)多電纜根數(shù)多變電所平面變電所平面布置不合理布置不合理電纜支架電纜支架最大跨距小最大跨距小電纜支架電纜支架型式不合適型式不合適電纜支架電纜支架規(guī)格不合適規(guī)格不合適變電所系統(tǒng)變電所系

6、統(tǒng)方案不合理方案不合理電纜支架電纜支架用鋼量多用鋼量多| 要因確認(rèn)原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理 在變電在變電所電纜夾層所電纜夾層內(nèi)，共敷設(shè)內(nèi)，共敷設(shè)有變電所電有變電所電纜和低壓配纜和低壓配電電纜。電電纜。變電所系統(tǒng)方案變電所系統(tǒng)方案電纜根數(shù)電纜根數(shù)電纜重量電纜重量電纜支架數(shù)量電纜支架數(shù)量電纜支架單重電纜支架單重電纜支架用鋼量電纜支架用鋼量原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理序號序號電壓等級電壓等級電纜截面（電纜截面（mmmm2 2）電纜根數(shù)電纜根數(shù)備注備注1AC35kV1*30012環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線2AC35kV1*9512變電所饋線3DC1500V1

7、*40082直流系統(tǒng)4DC1500V1*15019直流系統(tǒng)51kV1*4002接地電纜1*240113*446變電所控制/信號/電源電纜14*2.5310*2.5205*2.575*1.5310*1.576光纜GYTZA538通信線纜7屏蔽雙絞線WDZ-STP5e/2P+14 1、變電所電纜、變電所電纜原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理原因一：變電所系統(tǒng)方案不合理非要因非要因 2、低壓配電電纜、低壓配電電纜序號序號電壓等級電壓等級電纜截面（電纜截面（mmmm2 2）電纜根數(shù)電纜根數(shù)備注備注11kV5*101121kV5*161231kV4*25+1*16941kV3*35+2*16251kV4*35

8、+1*16861kV5*35271kV4*50+1*251681kV3*70+2*351091kV4*70+1*354101kV3*95+2*504111kV4*95+1*504121kV4*120+1*502131kV4*185+1*951014共計(jì)92典型牽引降壓混合變典型牽引降壓混合變電所設(shè)備平面布置電所設(shè)備平面布置典型降壓變電所設(shè)典型降壓變電所設(shè)備平面布置備平面布置原因二：變電所設(shè)備平面布置不合理原因二：變電所設(shè)備平面布置不合理設(shè)備平面布置設(shè)備平面布置電纜路徑長度電纜路徑長度電纜支架數(shù)量電纜支架數(shù)量電纜支架用鋼量電纜支架用鋼量原因二：變電所設(shè)備平面布置原因二：變電所設(shè)備平面布置不合理不

9、合理非要因非要因序號車站名稱車站類型電纜路徑長度（m）1望城坡站牽引所1402西湖公園站牽引所1453湘江中路站牽引所1554 4袁家?guī)X站袁家?guī)X站牽引所牽引所1701705萬家麗廣場站牽引所1406長沙大道站牽引所1407長沙火車南站牽引所1458 8光達(dá)站光達(dá)站牽引所牽引所1601609金星路站降壓所7010溁灣鎮(zhèn)站降壓所651111橘子洲站橘子洲站降壓所降壓所757512五一廣場站降壓所6013芙蓉廣場站降壓所6514迎賓路口站降壓所7015長沙火車站降壓所7016錦泰廣場站降壓所7017人民東路站降壓所6018沙灣公園站降壓所6519杜花路站降壓所70 根據(jù)對長沙地根據(jù)對長沙地鐵鐵2號線

10、變電所統(tǒng)號線變電所統(tǒng)計(jì)分析，電纜路徑計(jì)分析，電纜路徑長度基本相同，牽長度基本相同，牽引所電纜長度平均引所電纜長度平均約為約為150m，降壓，降壓所電纜長度平均約所電纜長度平均約為為67m。 如果需繼續(xù)優(yōu)如果需繼續(xù)優(yōu)化，則將導(dǎo)致車站化，則將導(dǎo)致車站土建結(jié)構(gòu)調(diào)整，使土建結(jié)構(gòu)調(diào)整，使整個(gè)工程的投資增整個(gè)工程的投資增加。加。原因三：電纜支架最大跨距小原因三：電纜支架最大跨距小非要因非要因電纜特征電纜特征敷設(shè)方式敷設(shè)方式水平水平垂直垂直未含金屬套、鎧裝的全塑小截面電纜未含金屬套、鎧裝的全塑小截面電纜400mm*1000mm除上述情況外的中、低壓電纜除上述情況外的中、低壓電纜800mm1500mm35kV

11、以上高壓電纜以上高壓電纜1500mm3000mm 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范（電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50217-2007）中對電纜支架）中對電纜支架最最大大允許允許跨距跨距有明確規(guī)定（見有明確規(guī)定（見GB50217-2007中中6.1.2條款）條款）注：能維持電纜較平直時(shí)該值可增加注：能維持電纜較平直時(shí)該值可增加1倍。倍。電纜支架最大跨距電纜支架最大跨距電纜支架數(shù)量電纜支架數(shù)量電纜支架用鋼量電纜支架用鋼量原因四：電纜支架型式不合適原因四：電纜支架型式不合適電纜支架型式電纜支架型式電纜路徑長度電纜路徑長度電纜支架規(guī)格電纜支架規(guī)格電纜支架數(shù)量電纜支架數(shù)量電纜支架單重電纜支架單重電纜支架用鋼量電纜支架

12、用鋼量 電纜支架按電纜支架按照固定型式共分照固定型式共分為底部固定、側(cè)為底部固定、側(cè)壁固定及頂部固壁固定及頂部固定三種，其所占定三種，其所占比例如右圖。比例如右圖。原因四：電纜支架型式不合適原因四：電纜支架型式不合適側(cè)壁固定側(cè)壁固定頂部固定頂部固定底部固定底部固定“H”型支架型支架要因要因| 對策制定序序號號要因要因?qū)Σ邔Σ吣繕?biāo)目標(biāo)措施措施負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)人時(shí)間時(shí)間地點(diǎn)地點(diǎn)1 1電纜支電纜支架型式架型式不合適不合適研究替研究替代代ZJ1ZJ1型支架型支架的電纜的電纜支架型支架型式式變電所電變電所電纜支架用纜支架用鋼量達(dá)到鋼量達(dá)到目標(biāo)設(shè)定目標(biāo)設(shè)定值：牽引值：牽引所為所為6t/座座、降壓所、降壓所為為2

13、.5t/座座1、提出替代、提出替代ZJ1型電纜支架的替型電纜支架的替代型式代型式2、對新型式電、對新型式電纜支架結(jié)構(gòu)受力纜支架結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算并統(tǒng)計(jì)用鋼驗(yàn)算并統(tǒng)計(jì)用鋼量降低效果量降低效果3、工程實(shí)施、工程實(shí)施何臣文何臣文凌升旺凌升旺2009.11天津天津長沙長沙對策制定對策制定| 對策實(shí)施1、提出新的型式：將、提出新的型式：將“H”型支架改為型支架改為“豐豐”字型支架字型支架“豐豐”字型支架字型支架實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代ZJ1型支架型支架2、對新型電纜支架的結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行驗(yàn)算，其受力滿足現(xiàn)場安裝要求，、對新型電纜支架的結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行驗(yàn)算，其受力滿足現(xiàn)場安裝要求，且

14、更便于電纜敷設(shè)且更便于電纜敷設(shè)。電纜支架型式優(yōu)化前后電纜支架鋼材重量對比見。電纜支架型式優(yōu)化前后電纜支架鋼材重量對比見下表。下表。序號序號支架型式支架型式重量（重量（kgkg）安全性安全性備注備注1 1ZJ1-AZJ1-A3232安全安全三層三層ZJ1ZJ1-A-A18.0518.05安全安全2 2ZJ1-BZJ1-B40.1840.18安全安全四層四層ZJ1ZJ1-B-B23.0923.09安全安全3 3ZJ1-CZJ1-C48.3848.38安全安全五層五層ZJ1ZJ1-C-C28.1328.13安全安全實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代ZJ1型支架型支架3、20

15、13年年8月，施工單位按照設(shè)計(jì)圖紙制作并安裝，滿足工程需要。月，施工單位按照設(shè)計(jì)圖紙制作并安裝，滿足工程需要。 牽引所牽引所所內(nèi)電纜支架所內(nèi)電纜支架總重平均約為總重平均約為5.5t/座座，降壓，降壓變電所所內(nèi)電變電所所內(nèi)電纜支架總重量纜支架總重量平均約為平均約為2.2t /座座。實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代實(shí)施：研究出新電纜支架型式替代ZJ1型支架型支架| 效果檢查（一）效果驗(yàn)證（一）效果驗(yàn)證 電纜支架鋼材及膨脹電纜支架鋼材及膨脹錨栓按照長沙地鐵錨栓按照長沙地鐵2號線號線施工招標(biāo)價(jià)格計(jì)算；其中施工招標(biāo)價(jià)格計(jì)算；其中電纜支架節(jié)省造價(jià)電纜支架節(jié)省造價(jià)39.7萬萬元，膨脹錨栓節(jié)省造價(jià)元，膨脹錨栓節(jié)

16、省造價(jià)4.8萬元，總計(jì)節(jié)約工程萬元，總計(jì)節(jié)約工程投資約投資約44萬元萬元。（二）經(jīng)濟(jì)效益（二）經(jīng)濟(jì)效益 （三）技術(shù)效益及社會效益（三）技術(shù)效益及社會效益 變電所電纜夾層內(nèi)變電所電纜夾層內(nèi)“H”型電纜支架改為型電纜支架改為“豐豐”字型電纜支架，字型電纜支架，滿足現(xiàn)滿足現(xiàn)場安裝要求，且安全可靠。場安裝要求，且安全可靠。施工時(shí)，更有利于電纜敷設(shè)及后期運(yùn)營更換，施工時(shí)，更有利于電纜敷設(shè)及后期運(yùn)營更換，節(jié)省了人力。節(jié)省了人力。同時(shí)也為長沙同時(shí)也為長沙“綠色地鐵綠色地鐵”及及“兩型社會兩型社會”建設(shè)作出了響應(yīng)建設(shè)作出了響應(yīng)及貢獻(xiàn)。及貢獻(xiàn)。效果檢查效果檢查（四）附加效益（四）附加效益 QC小組活動中提出過一

17、個(gè)方案，即在小組活動中提出過一個(gè)方案，即在低壓配電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)同路徑低壓配電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)同路徑區(qū)段合設(shè)電纜支架區(qū)段合設(shè)電纜支架，此方案對降低整個(gè)工程的電纜支架用鋼量及工程投資，此方案對降低整個(gè)工程的電纜支架用鋼量及工程投資效果顯著。效果顯著。效果檢查效果檢查 此方案的實(shí)施此方案的實(shí)施共計(jì)共計(jì)減少了減少了34t鋼材，配套鋼材，配套錨栓共計(jì)減少錨栓共計(jì)減少136000套（后擴(kuò)底錨栓套（后擴(kuò)底錨栓M10-60）。）。電纜支架鋼材電纜支架鋼材及錨栓按照長沙地鐵及錨栓按照長沙地鐵2號線施工招標(biāo)價(jià)格計(jì)算；號線施工招標(biāo)價(jià)格計(jì)算；其中電纜支架節(jié)省造價(jià)其中電纜支架節(jié)省造價(jià)約約35.5萬元，后擴(kuò)底錨萬元，后擴(kuò)

18、底錨栓節(jié)省造價(jià)約栓節(jié)省造價(jià)約340萬元，萬元，總計(jì)節(jié)約工程投資約總計(jì)節(jié)約工程投資約376萬元萬元。效果檢查效果檢查| 鞏固措施鞏固措施鞏固措施 降低變電所電纜支架用鋼量的成果已寫成總結(jié)，納入長沙地鐵降低變電所電纜支架用鋼量的成果已寫成總結(jié)，納入長沙地鐵2號號線設(shè)計(jì)總結(jié)中，成果報(bào)告經(jīng)過設(shè)計(jì)所及長沙分院評審，措施符合技術(shù)及線設(shè)計(jì)總結(jié)中，成果報(bào)告經(jīng)過設(shè)計(jì)所及長沙分院評審，措施符合技術(shù)及現(xiàn)場需求，并提交供變電設(shè)計(jì)所、長沙分院存檔?，F(xiàn)場需求，并提交供變電設(shè)計(jì)所、長沙分院存檔。 本次活動的成果將應(yīng)用于長沙地鐵本次活動的成果將應(yīng)用于長沙地鐵2號線西延一期工程、長沙地鐵號線西延一期工程、長沙地鐵1號線等后建線路及其它地區(qū)類似地鐵工程。號線等后建線路及其它地區(qū)類似地鐵工程。| 回顧體會回顧體會回顧體會 通過本次通過本次QC活動，小