港口电气工程设计中存在的常见问题和解决措施

宋晓莉

摘 要：本文从供配电系统的设计、变电所的选址和布置、电缆敷设方式的选择、电线电缆的选用、照明照度、室外配电柜（箱）、防雷接地等几个方面分析了港口工程电气设计中存在的问题，并提出了相应的解决措施，为工程高质量完成并交付使用提供了前期保障。

关键词：供配电系统 变电所 电缆敷设 电线电缆 照明照度 室外配电柜（箱） 防雷接地

1.供配电系统的设计

供配电系统是整个电气工程的核心，良好的供电系统在保障供电可靠性的同时，还能减少供电事故的发生。供配电系统的设计首先要确定工程的用电负荷等级，然后根据负荷等级确定高压进线回路和高低压母线的接线方式，在设计中经常会遇到由于当地供电条件限制，外部高压电源不能满足使用要求的情况，比如一、二级负荷需要由两路高压电源供电，但是有些地方条件不允许，只能提供一路高压电源，那么对于一级负荷，我们就需要考虑设置相应的变电站；对于二级负荷则可以考虑采用柴油发电机作为备用电源。

对于一、二级用电负荷，我们通常采用两路高压电源同时使用、互为备用，低压采用单母线分断的接线方式。但是对于当地条件有限的二级负荷，也可以采用两路高压电源一备一用，低压采用单母线不分段的接线方式。或者一路高压电源供电，采用柴油发电机作为备用电源的接线方式。

2.变电所的选址和布置

变电所的设置牵扯的问题比较多，也是电气设计中的重要组成部分，设计中经常会碰到一些问题，比如：为了不占用港区堆场或其它场地而把变电所设置在港区的某个角落；对电缆出线回路较多的项目，不确定采用电缆沟还是电缆夹层；排水措施不到位，致使电缆泡水等问题。

其实在符合规范的前提下，变电所应该尽量设置在负荷中心，这样才能做到供电距离短，减少电缆长度和电压损耗，节约电缆。变电所室内尽量布置紧凑，节约空间。如果馈线电缆不是很多，采用电缆沟敷设就能满足的情况下，尽量采用管沟敷设，但是对电缆出线较多，并且还有后期建设的项目，应尽量采用电缆夹层，电缆夹层不仅利于后期电缆的更换和维护，而且为后期增加电缆提供很多便利。不管采用哪种敷设方式，电缆夹层和电缆进出口必须采用有效的防水措施，方法有沿地下室的外墙内侧设置排水明沟和集水坑，在电缆进出口采用隔水设施等。

3.电缆敷设方式的选择

港区常用的电缆敷设方式有直埋敷设、穿管敷设、桥架敷设、电缆沟和电缆隧道敷设等。这几种敷设方式各有优缺点，从技术上来讲，电缆沟和电缆隧道敷设方式便于施工、维护和检修，大大降低了反复开挖路面的情况和重复投资的次数，但电缆隧道初期投资巨大，并且排水、通风等方面要求较高，因此这种敷设方式在项目规模大，同路径敷设电缆数量很多的情况下才考虑使用。穿管敷设分为排管包封和直接穿管敷设两种方式，穿管敷设每间隔50-70m做一个电缆井，在拐角处做电缆井，由于这种方式在穿管保护电缆的同时，更换电缆比较灵活，也不用开挖路面，投资相对较少，因此是港区最为通用的敷设方式。相对来说，直埋敷设和电缆桥架敷设则是属于经济型的敷设方式，直埋方式虽然经济，但不利于电缆的维护和检修，一旦遇到电缆故障，即使使用测试仪测出故障点，也要开挖路面才能维修，非常不方便。电缆桥架通常在码头和引桥区等电缆不能采用埋设的情况下使用，桥架敷设安装简便、维修方便、敷设时考虑电缆的散热即可。

因此在设计中，对电缆敷设方式的选择要结合实际情况，根据工程条件、环境特点、电缆型号和数量等因素，用发展的眼光，按照满足运行可靠性、便于维护的要求和技术经济合理的原则确定。

4.电缆的选择

电缆的选择一般包括电缆型号和规格 （导体截面）的选择。

4.1电缆型号选择

选用电缆时，要综合考虑电缆的用途，敷设条件及安全性。根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；根据敷设条件的不同，可选用塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防水电缆、防腐电缆等；根据消防或安全性要求，可选用阻燃电缆、耐火电缆、无卤阻燃电缆等。

4.2电缆规格选择

确定电线电缆的使用规格 （导体截面）时，一般应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等选择条件。根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路来说，则应先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度。

5.照明照度

照明设施在港口的主要作用是为港区和码头的生产和生活提供照明，工作环境中亮度过低或者过高就会影响到人们的正常视力，有时候还会出现眩光的情况，这都会对生产和作业产生不利影响，因此照明设施的配置必须以合理和实用性为主，否则就达不到使用需求。

要想达到理想的照明，必须选择合适的照明照度，照度的选择必须嚴格参照规范和相关规定，光源和灯具的选择要符合实用、节能和经济性原则，以往港口室外照明主要以高压钠灯、金卤灯等传统光源为主，室内照明主要以高压钠灯、荧光灯为主，随着技术的进步，新型LED光源由于具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长、工作温度低、安全可靠性强、反应速度快、单元体积小、绿色环保等优点，逐渐取代大部分传统照明光源，成为新型的港口照明型式。

6.室外配电柜（箱）

港口室外配电柜（箱）大多采用金属材料制成，在使用过程中经常会出现以下问题：（1）自身导电，存在安全隐患；（2）耐腐蚀性差，使用寿命短；（3）锈蚀严重，涂层易剥落，严重影响环境美观。以上问题的出现主要有两个方面的原因，一是电箱的制作材料选取不合适，二是IP等级选择不合理。

I P等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级，IP等级由两个数字组成，第一个数字表示防尘，第二个数字表示防水，数字越大表示其防护等级越佳。相关规范规定室外电源进线箱防护等级不低于IP54，防水配电防护等级可按这个标准作参考，配电箱IP值越高说明防水等级越高。

由于港口经常遭受台风的影响，在设计中，配电柜（箱）的安装高度、防护等级和制作材料都要考虑，目前港口室外配电柜（箱）的防护等级已经可以做到IP67或以上， 配电柜（箱）密封也非常好，既防水也防灰尘等，而且还耐酸耐碱，防水配电箱的箱体材料采用优质的冷轧钢板静电喷塑处理，采用全绝缘防护。

7.防雷接地

防雷接地设计是港口工程中必不可少的一部分，防雷接地设计不合理会直接造成安全隐患，危及港口人身安全。因此必须引起重视。

在设计之前，需对工程所在地区的雷击情况进行详细的了解，确定一年中的平均雷击次数，而后根据规范确认防雷等级，然后再进行详细的设计，而不是根据经验或者推测直接确定防雷等级，这样反而会引起一系列的错误。

在码头接地中，我们常用码头沉箱或桩基内的钢筋作为接地引下线，采用扁钢或圆钢作为接地连接线，而类似游艇和浮趸这样的码头，由于码头是通过滑轮挂在桩上上下浮动的，是无法采用扁钢或圆钢作为接地连接线和采用桩基作为引下线的，最好的做法就是采用有挠性的铜芯线作为接地连接线，如果接地电阻不能满足要求，则在岸上加打接地极。

以上从几个方面对港口工程电气设计中存在的问题进行了分析和提出了相应的解决措施，为了保证施工质量，避免浪费成本，保证施工进度，所有电气专业可能存在的问题要以施工前的预防为主，设计人员不但要在设计的过程中做好自查和把关，而且要做好检查记录，及时发现问题及时改正。以确保工程高质量完成并交付使用。