变电站电缆敷设施工工艺改进

王璐

摘 要：研发电缆敷设软件。将设计电缆清册、CAD屏位布置图，电缆沟道图导入该软件进行电缆敷设逻辑理论计算，形成新电缆敷设清册。该清册能直观体现电缆敷设顺序、路径、层数。同时能够形成由远及近，先长后短，等径电缆同层布置，电缆敷设路径最短的原则指导施工。

关键词：电缆敷设;神经网络

1、前言

目前电缆敷设是变电站电气施工中最为复杂、施工工艺最难控制的环节之一。电缆的敷设路径，电缆走向、根数、编号、型号规格等工程参数的确定全部需要人工完成，这将消耗大量的人工。即便如此，在实际工程施工过程中还是无法保证统计结果的正确性，更谈不上敷设方案的优化，排列整齐，走向合理，无交叉、工艺美观现象。

2、关键技术和创新点

2.1  关键技术

研发电缆敷设软件。将设计电缆清册、CAD屏位布置图，电缆沟道图导入该软件进行电缆敷设逻辑理论计算。电缆敷设采用神经网络模型对敷设路径所处的电缆沟道进行描述，利用神经网络建立遗传算法的适应度函数，使用遗传算法优化路径;将需规划路径的二维编码简化成一维编码。进一步，将遗传算法和模拟退火算法相结合构成遗传模拟退火算法，代替前面的遗传算法，用于全局变电站路径规划。采用的遗传模拟退火算法比标准遗传算法能够更快地在工作环境里规划出一条最优的电缆敷设路径。

经过上述逻辑计算判断汇总所有电缆型号、规格、数量，形成新电缆敷设清册。该清册能直观体现电缆敷设顺序、路径、层数。同时能够形成由远及近，先长后短，等径电缆同层布置，电缆敷设路径最短的原则指导施工。形成的敷设清册按照动力电缆—二次电缆（电流电压）—二次电缆（控制电缆）—光缆从上向下顺序沿支架排列。能够形成电缆沟道的电缆敷设三维图，直观显示，指导施工。能够生成各屏、柜、箱、小室入口处等电缆挂牌文件，减少人员后期操作。根据配电区施工先后顺序，可以任意变化电缆敷设顺序;该软件界面操作人性化，美观、简便、易学。

2.2  创新点

1、三维电缆敷设系统系统采用3DGIS融合VR的思路，变电站可通过导入的信息将现场状态进行虚拟现实再现，同时实现三维查询功能，二维网页和三维场景进行无缝连接，实现二、三维一体化管理，施工管理人员可以全方位、多维、立体化的指导电缆敷设施工，立体定位电缆敷设路径最短、无交叉位置，从而减少施工所需时间，节约电缆。可任意查阅每根电缆的敷设位置，层数，起始点信息，如图所示。

2、可移植性強，不同变电站的实际情况将预设值修改。根据工程所需修改预设的电缆型号、直径等;预设电缆敷设施工区域，电缆沟尺寸，电缆沟对应电缆支架尺寸、长短及层数。

3、采用最优设计流程所有设计信息均能从已有设计结果中自动提取无需手工输入。例如：将设计院提供的设计电缆清册导入软件中，进行检索判断;将各个配电区的沟道分部导入软件中进行定位计算。

4、根据理论和实践经验采用独创的优化算法能够根据不同的敷设规则组合进行优化敷设，并区域划分敷设。选择配电区域及配电区沟道，就可得到该区域的电缆敷设顺序。

5、电缆长度统计精确在综合考虑各种余量的基础上进行汇总节约了成本避免浪费。

6、软件能够自动进行动力电缆、控制、信号电缆的分层敷设敷设结果精确到电缆支架每一层、每一位置，电缆敷设位置准确，提高电缆敷设施工效率。生成电缆电缆敷设断面图。可直观表示电缆敷设数量及情况。

7、所有逻辑判断计算得到敷设数据均能导出应用。例如：选择需要导出的配电区域、电缆型号等信息，可生成该区域的该种型号电缆所有敷设层数、位置、长度等信息的电缆施工表格，用以指导现场电缆敷设施工。

可生成电缆挂牌文件，生成word电缆敷设挂牌文件可直接打印电缆挂牌。无需人工输入减少施工人员工作量。

3、应用情况

目前，山西省送变电工程公司变电施工项目部已经率先进行了电缆敷设施工工艺改进，并取得较好的实践效果，改进后的电缆敷设施工工艺美观，无交叉，电缆弯曲度一致满足规程要求。

4.经济及社会效益情况

使用该软件实施后电缆敷设施工工艺显著提升，实现全站电缆敷设无交叉，敷设路径最佳，电缆标识正确、清晰，即减少工作量，节约电缆，又便于调试，为今后同类变电站电缆敷设施工积累了宝贵经验。

以榆次北500kV变电站工程为例，通过改进后的工艺及敷设原则，经统计节约全站电缆总量3%的电缆（40000m×3%=1200m），总计12万元;减少电缆敷设统计、计算、排列人员4名，15个工作日;减少电缆挂牌文件输入人员2名，7个工作日;缩短电缆敷设工期10天。

参考文献

[1] 国家电网公司输变电工程标准工艺：施工工艺示范手册、施工工艺示范光盘、工艺标准库、典型施工方法（第一、二、三、四辑）

[2] 《国家电网公司输变电工程施工工艺管理办法》（国家电网基建【2011】1752号）

[3] 《国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施》（国家电网基建【2010】19号）