特高压换流站接地网施工控制方法

王东，骆建龙，杨灿

(湖南电力建设监理咨询有限责任公司，湖南 长沙410007)

目前，特高压换流站接地网大部分采用铜绞线或镀铜钢绞线，地网连接点采用放热焊接工艺。放热焊接作为一种新工艺，具有操作简单、焊接牢固、耐腐蚀等优点，近年来在工程上获得普遍应用。特高压换流站地网面积大，连接点较多，且放热焊点造价较高，给接地网施工质量控制及计量工作带来一定的难度。以郑州±800 kV 换流站工程为例，其接地网放热焊点多达3 000 余个〔1〕，而单个放热焊点工程造价在200 元左右。在工程建设信息化迅速发展的背景下，如何利用计算机手段对接地网施工进行有效控制、防止出现漏焊、确保焊接质量及计量准确性，这是一个新课题。

1 传统接地网施工控制方法

1.1 传统接地网施工控制流程图

传统接地网施工控制流程如图1。

图1 传统接地网施工控制流程

1.2 传统接地网施工控制步骤

1)在接地网施工前，由设计院向现场交付纸质版接地网施工图，并由建设管理单位组织开展图纸会检。监理依据会检完成的图纸编制接地网施工控制图，一般采用的方法是在纸质版接地网施工图上对接地网轴线进行编号。

2)施工单位在接地网施工前对技术人员开展放热焊接工艺培训。培训一般采用PPT、WORD 文档形式进行放映讲解，培训完成后进行放热焊工艺试验〔2〕。整个实施过程由监理进行见证。

3)在施工过程中，施工单位依据设计院提供的接地网施工图进行施工，并对已施工部分在图纸上进行标记。每天施工完成后，由监理对完成的放热焊点进行验收，并逐点拍照。如验收合格，监理在接地网施工控制图上对相应的点进行合格标记;如验收不合格，则进行不合格标记;未施工的放热焊点不进行标记。对于不合格放热焊点，由施工单位进行整改后报监理复验，复验合格则在接地网施工控制图上对原标记进行更改〔3〕。

4)接地网施工时采取分区域施工的方式，在各区域施工完成并经验收合格后，及时办理隐蔽工程签证。

1.3 传统接地网施工控制缺陷

传统接地网施工控制方法可以对接地网施工进行有效控制，但其存在以下缺点:

1)放热焊工艺培训以文字形式为主，不生动，培训效果较差。

2)绘制纸质版地网控制图时，一般对接地网轴线进行编号，如横轴编为A1，A2，A3…，纵轴编为B1，B2，B3…。由B1 轴，B2 轴交叉形成的放热焊点则为点B1B2，考虑图纸的纸面清晰，一般不标注放热焊点编号。这导致在使用过程中，核对放热焊点编号较为不便。

3)由于地网控制图为纸质版，纸张较大，一般仅制作1 套。在频繁使用过程中，容易损坏和丢失。

4)在对接地网施工控制中，对不合格放热焊点要进行标记，验收后需进行二次标记，重复标记导致无法辨认。部分放热焊点标记错误后，难以更改。

5)办理隐蔽签证时，需绘制实际施工图，统计施工量。此工作量较大，且数据统计经常出现差错。

6)在接地网施工过程中，如监理按排不同人员进行分区监理或负责人员发生变动，则交接时较为繁琐，且容易发生纰漏。

2 优化后接地网施工控制方法

2.1 软件功能

1)利用软件绘制接地网施工控制图。由设计院提供已会检完成的电子版接地网施工图，在软件中进行绘制。软件可直接输出打印接地网施工控制图。

2)利用软件进行放热焊接工艺培训。培训以动画形式进行，加入相应的语音讲解和文字版注意事项。

3)利用软件进行数码照片整理和放热焊点标记、统计。避免人工标记带来的错误、涂改等问题，并实时展现接地网整体施工情况。自动统计接地网放热焊点总数、已施工数量、不合格数量。

4)利用软件直接生成隐蔽工程签证单〔4〕。

2.2 优化后的接地网施工控制流程

利用软件优化后的接地网施工控制流程如图2。

图2 利用软件优化后的接地网施工控制流程

2.3 优化后的接地网施工控制步骤

1)由设计院提供会审后的电子版接地网施工图，并录入软件。

2)利用软件绘制接地网施工控制图，同时利用软件对施工人员开展放热焊接工艺培训。

3)施工过程中，监理对完成的放热焊点验收，并逐点拍照。对拍摄的照片依据合格标准区分命名，录入软件，由软件自动标记。可随时通过软件查看各区域接地施工情况，并根据需要打印接地网施工实时进度图。

4)在单个区域施工完成，软件标示全部合格后，自动生成隐蔽工程签证单。打印后由各方签字。

3 特高压换流站接地网施工控制软件

3.1 软件功能模块确定

1)根据优化后的接地网施工控制流程，确定特高压换流站接地网施工控制软件功能模块主要包括:放热焊接工艺培训;接地网施工控制图绘制;接地网施工过程实时控制。

2)软件应具备的I O 功能:

①输入项目:电子版接地网施工图(CAD)、数码照片;

②输出项目:接地网施工控制图;接地网施工进度图;隐蔽工程签证单〔5〕。

3.2 软件模型

对各功能模块进行分析后，搭建模型如图3。

图3 特高压换流站接地网施工控制软件模型

3.3 软件功能说明

1)放热焊工艺培训动画、文字版施工要点制作完成后嵌入软件，使用时直接打开软件进行播放或查看。

2)利用特高压换流站接地网施工控制软件绘制的接地网施工控制图，可显示每个放热焊点的编号，并可根据需要进行隐藏。

3)现场拍摄数码照片后，对照片进行重命名。例如:对放热焊点A3B5 拍照后，如该点验收合格，将其命名为A3B5(Y);如不合格，则命名为A3B5(N)。将照片录入软件，软件对照片进行检测。检测到A3B5(Y)时，接地网控制图上该点变为蓝色，检测到A3B5(N)时，该点在图上显示为红色。对于未施工点，接地网控制图上该点颜色仍保持原色(可预设为黑色)。

4)接地网施工实时进度图可整体显示当前施工进度情况，并自动统计相关数据，包括放热焊点总数量、已完成数量、合格数量、不合格数量。

5)隐蔽工程签证单在软件开发时，按照标准格式嵌入，对于无需变动的内容直接予以固化。使用时，直接在软件上填入与工程相符的内容，涉及到接地网实际施工图由软件自动填入。

4 优化后接地网施工控制及经济性分析

4.1 对比传统方法的优点

借助特高压换流站接地网施工控制软件对接地网施工实施控制，相比传统控制方法具有以下优点:

1)采用动画形式开展放热焊接培训形象生动，培训效果可以得到提升。

2)利用软件绘制接地网施工控制图更便捷，且生成的图纸可多份打印，便于分区开展监理工作。

3)利用软件进行接地网施工实时控制，可以减轻一定的工作量，不易出现标记错误、图纸丢失等问题。同时，也方便不同管理人员之间的工作交接。

4)由软件自动生成隐蔽工程签证单，在减轻资料人员工作量的基础上，确保了计量的准确性和资料整理的规范性。

4.2 经济效益分析

每座特高压换流站主接地网放热焊接数量平均按3 500 个考虑，单个焊点报价定为200 元(按郑州换流站平均报价)。相比传统接地网施工控制方法，借助特高压换流站接地网施工控制软件对接地网施工实施控制，预计可以产生以下经济效益:

1)采用传统控制方法，计量偏差一般在15%左右，采用软件控制后，计量准确率可提升至98%以上。单个工程可直接节省费用:3 500 ×(15% －2%)×200 元=91 000 元。

2)根据以往工程经验，接地放热焊接不合格率在2%左右，采用软件培训后预期将不合格率降低1%。则可节省费用3 500×1% ×200 元=7 000元。

3)特高压换流站主接地网施工工期约8 个月，监理单位投入人力为监理工程师1 名、监理员2 名。采用软件控制后，投入监理工程师1 名、监理员1 名即可完成相应任务。可直接节省人力成本8 人·月。

4)采用软件控制后，信息可以实施共享，过程控制资料全部无纸化，降低了工作交接、信息交流等管理成本，具有一定的环保效益。

5 结束语

通过总结传统接地网施工控制方法的缺点和不足，借助计算机手段对其进行优化，以此来开发特高压换流站接地网施工控制软件，可以减轻管理人员的工作量，有效改善接地网施工控制效果，并明显提升经济效益。开发出的软件主要适用于特高压换流站，其它变电工程亦可以参照使用。在后续研究中，可对软件功能继续深入优化，如加入在线功能，方便不同管理人员查看地网施工进度。

〔1〕中南电力设计院． 郑州换流站工程主接地网设计图纸〔S〕． 2012．

〔2〕国家电网公司． Q/GDW 467—2010 接地装置放热焊接技术导则〔S〕． 北京:中国电力出版社，2011．

〔3〕浙江二建建设集团有限公司． 郑州换流站防雷接地施工方案〔S〕． 2012．

〔4〕骆斌． 需求工程——软件建模与分析〔M〕． 北京:高等教育出版社，2009．

〔5〕刘忠宝． 软件工程——理论、方法及实践〔M〕． 北京:国防工业出版社，2012．