荆江分洪进洪闸更新供电设备施工技术
2012-07-28蔡松
蔡 松
(湖北省荆州市荆江分洪工程南北闸管理处北闸管理所 434000)
1 工程概况
荆江分洪进洪闸(北闸)地处长江中游荆江南岸，位于湖北省公安县太平口境内，是荆江分洪工程的主要组成部分。其主要作用是:当长江洪水超过荆江河段的安全泄量时，及时开闸分蓄荆江超额洪水，降低荆江洪水位，保护荆江大堤江汉平原的防洪安全。
北闸建于1952年，1988～1989年按新的防洪水位对北闸进行了加高加固，涵闸启闭方式由原人工手动更新为电力启闭，涵闸电机供电电缆放置在工作桥两侧吊架上沿闸轴线敷设，共敷设电缆52km。共有启闭机控制柜54台，电源分电柜6台。
此次电缆更换工程，主要更换北闸闸门电控柜连接变电所主供电电缆，并对其该闸室的电缆总控制室内的配电柜和配电房低压配电柜进行检修。更换的电缆为铝芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套电力电缆两根，更换的电缆规格为YJLV22－0.6/1kV－3×120+1×70。
2 出险原因
2.1 险情基本情况
供电电缆为闸门启闭提供专用电源。2009年在闸门启闭运行中，第46孔VLV29－3×120+1×50电缆出现了电缆短路，2010年在闸门启闭的运行当中，第48孔VLV29－3×120+1×50电缆也出现了电缆短路、燃烧、中间线路自动断路等情况，严重影响涵闸闸门启闭正常供电，不能给分洪提供安全电力保障。
2.2 出险原因分析
经分析，主要原因是电缆使用年限过长。1988年按新的防洪水位对北闸进行了加高加固，启闭方式由原人工手动更新为电动启闭。至今已使用23年。因电缆使用年限过长，内部线路自然氧化导致线路出现断路、短路，使电缆局部被击穿，无法正常供电。
2.3 险情可能产生的危害分析
在近两年(2009年和2010年)的运行当中，出现了电缆短路、燃烧、中间线路自动断路等情况，严重影响涵闸闸门启闭正常供电，不能给分洪提供安全电力保障。
3 除险措施
3.1 具体除险措施
电缆应急更换具体施工方案包括旧电缆拆除、新电缆敷设，包括电缆螺杆固定、电缆头连接、电缆测试和电缆校验。
电缆应急更换工程于2011年9月18日开工，2011年10月25日完工。
为确保电缆敷设质量，根据施工设计图纸、施工技术标准、技术要求及主要参数，确定施工方案。其施工工艺流程见图1。
图1 电缆敷设施工工艺流程
供电电缆路由配电房总控制室部分和室外电缆沟电缆、闸体架空电缆和启闭机房电控柜部分组成。
3.1.1 电缆敷设前施工准备
3.1.1.1 材料
a.所有电缆应具有出厂合格证、生产许可证、“CCC”认证标识;其规格型号及电压等级应符合设计要求。
b.电缆外观完好无损(若是铠装无锈蚀、无压扁现象)，无绞拧和扭曲现象;无护层折裂等未消除的机械损伤。每盘电缆上标注规格型号、长度及出厂日期。
c.所有紧固螺栓，均应采用镀锌件。
3.1.1.2 机具设备
a.手动工具。包括电工工具、钢锯、手锤、扳手、十字镐、锹等。
b.电动工具。为电气焊机具。
c.测试器具。包括兆欧表、皮尺。
d.其他工具。包括人字梯、可升降支架及轴杠、电缆滚轮、转向导轮、倒链、滑轮、钢丝绳、大麻绳、电缆牵引头、电缆钢丝网套、手持通话对讲设备等。
3.1.1.3 作业条件
a.敷设电缆沿线无障碍物，场地清理干净、道路畅通，沟盖板齐备。
b.敷设电缆用的脚手架搭设完毕，且符合安全要求。
c.检查敷设电缆用机械设备是否良好。
d.电缆桥架、电缆托盘、电缆支架及保护管安装完毕，并检验合格。
e.变配电室内全部电气设备及用电设备配电箱柜安装完毕。
f.接地系统。在土建箱变基础挖好后安装接地极和接地扁铁，待设备安装后接入各设备，接地电阻不大于4Ω。
3.1.2 旧电缆拆除
原有架空电缆固定支座的拆除方案为:先搭设活动架子，用手提砂轮切割机将原来支架上的夹具螺栓切割开，拆除安装支架上所有的障碍物及固定卡子，然后采用牵引车分别由两头将其旧电缆抽出。旧电缆抽出时，沿进洪闸每孔设专人在操作平台(活动脚手架平台)上进行监控。对于电缆沟部分，则由人工将电缆沟的盖板翻起后，人工将旧电缆拉至电缆沟的起点，然后由牵引车在由南向北方向将电缆拆除。
3.1.3 新电缆敷设
架空新电缆敷设采用机械牵引敷设。使用机械牵引时，首先在工作桥下游一侧槽钢上焊接滚轮，将电缆放在滚轮上，使电缆牵引时不与铁支架摩擦。
电缆的最大牵引强度按国家现行标准《电气装置安装工程电缆线路施工和验收规范》(GB 50168)执行(见下表)，最大牵引速度不得超过15m/min(0.25m/s)。
电缆最大允许牵引强度表
在原工作桥支架上旧电缆的安装位置，每隔2～3个支架放置一处导向轮，然后在闸室外侧地面上安装一台3kW慢速卷扬机，将电缆牵引到位，卷扬机牵引时，安装人员要每隔一孔设1个滑轮并派专人负责监控，防止因牵引损伤新电缆。电缆放缆车则配合卷扬机牵引，将电缆缓缓放出。电缆采用机械牵引要设置牵引头，牵引速度不大于8m/min。
架空电缆敷设牵引头采用铜芯，牵引用φ6钢丝连接牵引头和15个导向轮。每次架空电缆敷设只能牵引YJLV22－3×120+1×70一根电缆。
新电缆敷设沿电缆沟每隔2m安排一人，将新电缆人工敷设在电缆沟的支架上，沿电缆沟人工敷设到配电机房的低压配电柜上。
3.1.4 活动脚手架搭设
该工程架空电缆拆除和架空新电缆敷设的活动脚手架采用门式钢管脚手架搭设，高度5.5m，每台脚手架长3.6m，架子底部设转向轮，施工时，为了防止活动脚手架向外倾倒，活动脚手架定位时，架子内侧采用拉接器与闸体上的支架等做好固定。
门式钢管脚手架搭设的活动脚手架施工图见图2。
图2 门式钢管脚手架搭设的活动脚手架施工图
门式钢管脚手架选用规格为1220mm×1700mm。
门式钢管脚手架布置6台。
3.1.5 电缆头制作、安装施工工艺流程
电缆头制作、安装施工工艺流程分别为:
摇测电缆绝缘→剥电缆铠甲、打卡子→焊接地线→包缠电缆、套电缆终端头套→压电缆芯线接线鼻子，与配电房低压配电柜连接。
摇测电缆绝缘→剥电缆铠甲、打卡子→焊接地线→包缠电缆、套电缆终端头套→压电缆芯线接线鼻子，与启闭机房电控柜连接。
3.1.6 新电缆固定
采用M10镀锌螺杆将新电缆固定在工作桥下游的电缆支架上。
3.1.7 新电缆测试
电缆主控项目的电缆耐压试验、绝缘电阻值必须符合国家现行标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150)的规定。
a.电缆全部敷设完成后，做电缆试验;其项目有:测量绝缘电阻、直流耐压、泄漏电流(见图3和图4)。
b.电缆出厂时，50Hz交流电压实验3.5kV 5min未击穿。该产品结构、性能及外观检查均符GB/T 12706—2008的要求。
图3 测试启闭机房分电柜电压
图4 测试新电缆绝缘电阻
3.1.8 安全管理
电缆盘支架平地放置稳固，以防支架倾倒后伤人或损伤电缆;电缆支架钢轴的强度和长度与电缆盘重量和宽度相匹配。
a.人力敷设电缆时，由专人负责统一指挥控制节奏，每隔1.5～3m有一人肩扛电缆，边放边拉，慢慢施放。
b.机械施放电缆时，采用专用电缆敷设机并配备必要的牵引工具，牵引力大小适当、控制均匀，以免损坏电缆。
c.施放电缆前，已检查电缆外观及封头是否完好无损，施放时注意电缆盘的旋转方向，不要压扁或刮伤电缆外护套。
d.敷设时电缆的弯曲半径大于规定值。在电缆敷设安装前后用1000V兆欧表测量电缆各导体之间绝缘电阻是否正常，并根据电缆型号规格、长度及环境温度的不同对测量结果作适当的修正，小规格(10mm2以下实芯导体)电缆还应测量导体是否通断。
e.该工程在景区内施工，切实做好了防止交通事故的安全措施。施工区域应用标准路栏等严格分隔，并有明显标记，夜间加挂警示灯，以防游人或车辆等误入。
f.锯电缆前，与电缆走向图图纸核对相符，并使用专用仪器(如感应法)确切证实电缆无电后，用接地的带绝缘柄的铁钎钉入电缆芯后再进行施工。扶绝缘柄的人戴绝缘手套并站在绝缘垫上。
g.开启电缆沟盖板时使用专用工具，同时注意所立位置，以免滑脱后伤人。开启后设置标准路栏将施工场地围合，并有人看守。工作人员撤离电缆沟后，立即将盖板盖好，避免行人碰盖后摔跌或不慎跌入沟内。
h.电缆沟中电缆施工的安全措施为:
ⓐ施工前，已探明地下各种管线及设施的相对位置;
ⓑ沟盖板揭开后，堆放到距电缆沟0.5m外的沟边，并平稳放置，未损坏附近的绿化。
3.2 险情整治效果分析
经分析，险情整治达到了应急更换的目的，全部项目达到以下国家颁布的现行技术规程规范及工程质量验收标准:
a.《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB 50303—2002)。
b.《电力工程电缆敷设规范》(GB 50217—2007)。
c.《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB 50169—2006)。
d.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50105—2006)。
2011年11月经荆州市长江河道管理局验收组评审鉴定为合格，电缆应急更换效果较好，可以保证工程的安全运行。❀
