变电站电气设备安装工程中出现的问题及技术要点分析

2021-01-14陈观挺中国电建集团福建工程有限公司

环球市场 2020年33期

陈观挺中国电建集团福建工程有限公司

变电站电气设备安装与供电质量、供电稳定性以及变电站的安全性密切相关。但是目前很多变电站在电力设备安装的过程中还存在很多问题，为了进一步满足用户的用电需求并促进电力企业的发展，相关部门应该针对上述问题进行调整并优化技术应用，促进变电站的建设和发展。

一、变电站电气设备安装工程工作的重要意义

（一）有利于提高供电质量

变电站电气设备在保持变电站正常运转方面发挥了重要的基础性作用。做好变电站电气设备安装工作需要相关部门和工作人员严格按照安装方案和安装标准进行施工，提升了供电系统的稳定性和安全性，极大的提升了供电质量[1]。

（二）有利于满足用户电力需求

随着人们生活水平的提升，对电力供应的要求越来越高。电力能源是很多居民和企业进行正常的生产生活所必须的能源类型，只有做好变电站电气设备安装工程才能为人们保质保量的提供电力能源，满足人们日益增长的电力需求。

（三）有利于实现电力企业发展

电力企业的可持续发展离不开电气设备安装工程的质量。在日益激烈的市场竞争中，电力企业的核心竞争力的提升需要高质量的电气设备安装工程作为基石，并为电力企业的其他工程的正常开展奠定基础，具有比较明显的优势。

二、变电站电气设备安装工作发展所面临的问题

（一）施工人员缺乏安全意识

变电站电气设备安装工作开展时，很多施工人员不重视安装过程中的安全性问题，安全意识极度缺乏。例如，在施工之前施工人员并没有接受专业化的培训和安全意识培养、在安装过程中不严格按照安装图纸和安装流程施工等都有可能给变电站的正常运行带来阻碍，严重时可能会造成人身财产安全问题。与此同时，在电气设备安装的过程中，如果安装人员工作态度不认真可能会出现安装设备不牢固或受力不均等问题，长此以往便会影响电气设备的正常使用。其次，外界的气候环境对电气设备安装也有一定的影响，例如施工环境过于潮湿或温度过高时，电气设备长时间处于此种环境中可能会被腐蚀，造成了成本的浪费。

（二）变压器安装常见问题

变压器安装过程中需要严格按照安装规程规范进行，安装工艺和质量的优劣直接关系变压器正常运行，若安装工艺和质量存在问题，变压器正常运行将存在严重安全隐患。在变压器安装过程中存在不规范的问题，例如；预埋件不规范、设备底座未垫平未垫牢固。安装瓷件等附件，扳手使用不规范用力过大损坏瓷件或螺栓滑牙。套管搬动不注意小心轻放刮伤釉面，没有安全防护措施设备随意放置。在主变顶部安装作业未做好防滑措施，未正确系好安全带。吊车起吊前吊车腿底部没有加垫枕木或垫平实，吊车腿在没有伸到位的情况下进行作业；吊车没有防雷接地措施、吊绳绑扎不规范不结实，绑扎点选择不当吊车伸臂超出安全范围等。上述操作不规范的行为不仅影响了吊车等设备的使用寿命，还有可能对施工人员的人身安全带来威胁，施工部门应该加强施工工艺质量管控，严格规范和监督施工行为，不断提升施工质量和工艺水平。

（三）施工人员专业技术水平有限

变电站电气设备安装需要依赖于施工人员。然而，当施工人员专业技术水平不足在设备安装过程中存在操作不规范的行为时，极易导致设备安装效果与安装标准之间存在较大的差异，给变电站的安全运行埋下了隐患。例如，在安装的过程中，操作人员只相信自己的经验而忽视了图纸的重要性，专业知识的局限性导致其难以理解安装图纸的含义造成的操作失误等。

（四）电缆进水

电缆应该做好防受潮处理。一旦出现电缆进水的情况，在电场的作用下，会发生水树老化现象，最后导致电缆击穿。水树发展过程一般在8年以上，湿度、温度、电压越高，水中所含离子越多，则水树发展越快。一般而言，电缆进水的原因主要分为以下几个方面：

（1）新的成筒电缆，其两头均使用塑料密封套封住，但用去一段之后，余下的电缆用塑料纸包裹，再用绳子绑扎，密封性不好，时间一久，水汽就会渗入电缆。

（2）电缆敷设时，其用塑料纸裹住的电缆头有时会浸在水中，使水进入电缆；在牵引和穿管时，有时会发生外护套破裂现象。

（3）敷设后，未及时进行电缆头制作，使未经密封处理的电缆端口长期暴露在空气中，甚至浸在水中，使水汽大量进入电缆。

（4）在电缆头制作时（包括终端头和中间接头），由于制作人员的大意，电缆端头有时会滑入有积水的电缆井中。

（5）电缆运行中，发生中间接头击穿等故障时，电缆井中的积水便会沿着击穿缺口进入电缆；在工地，外力引起电缆破损或击穿，也会发生电缆进水。

三、变电站电气设备安装技术要点

（一）变压器安装

在变压器安装的过程中，需要注意以下几个施工要点：

首先，安装前工作人员应该做好设备检查工作。要确认变压器运输无异常，冲击记录仪数值符合要求；放置设备的地面必须夯实平整稳固且用方形枕木加以垫平以及垫高，同时要做好底部的排水措施；现场安装涉及的密封面清洁、密封圈处理、螺栓紧固力矩应符合产品说明书和相关规范的要求，安装未涉及的密封面应检查复紧螺栓，确保密封性；基础（预埋件）水平误差＜5mm。其次，抽真空处理和真空注油也是变压器安装的重要环节，在此过程中，需要保持真空残压要求，即220～330kV≤133P，维持真空残压的抽真空时间，一般220～330kV不得少于8h；真空注油速率控制在6000L/h以下，一般为3000～5000L/h，真空注油过程维持规定残压；500kV及以上变压器应按产品技术文件要求进行热油循环；进行密封试验，密封试验施加压力为油箱盖上能承受0.03MPa，24h无渗漏。与此同时，还需要注意变压器安装操作的规范性。起吊前，组长及指挥人员须认真检查吊车起吊前的各项准备工作，未具备条件情况下禁止起吊；紧固螺栓不能用力过大，使用的力矩根据厂家资料提供的数据及其规范要求；变压器注油前后绝缘油应取样进行检验，并符合国家相关标准；内部检查应全程注入干燥空气，保持内部微正压，避免潮气侵入，且确保含氧量不小于18%。

（二）母线安装技术要点

母线安装前，首先对厂家配制的母线进行全面、仔细的检查，表面、断口或连接孔有毛刺的地方应用细齿锉刀锉平，以免母线运行后产生尖端放电。并用脱脂棉花沾无水酒精，将母线接触面清洗干净。母线连接用镀锌螺栓连接（盘柜内母线采用厂家提供螺栓安装），在螺栓连接的过程中，使用的力矩扳手应根据不同的螺栓型号，使用不同的力矩，保证每个连接部位的紧密，并用塞尺认真检查所有连接部分的间隙是否都符合验标要求，以免母线运行发热。

（三）电缆安装及防潮技术要点

电缆的安装需要工作人员严格按照施工工序进行操作，在电缆支架上敷设安装，根据规范要求按照电压等级高低从上到下依次完成动力电缆、控制电缆、通信电缆、弱电电缆以及通讯光缆的敷设安装，（如图1所示）。电缆安装的技术要点主要包括以下几方面：首先，工作人员应该及时测量电缆线路的绝缘性能，并全面校核电缆的规格、型号以及外观等。其次，施工人员还需要利用BIM软件制作电缆的断面图，根据电缆沟、电压等级以及保护屏蔽等因素，清晰的掌握电缆线的走向和位置。

图1 电缆施工顺序

电缆进水后干燥处理非常困难（如用热氮气加压吹燥），一般也没有配置相应的设备。为了预防电缆进水，应以预防为主，采用以下措施：

（1）电缆头应密封，锯掉的电缆端头，无论是堆放还是敷设，均要用塑料密封起来（采用电缆专用的密封套），防止潮气渗入。

（2）电线敷设后要及时进行电缆头的制作。

（3）购买电缆时，必须选择质量过硬的厂家。由于绝缘中的杂质、气孔等也会影响绝缘，因而电缆本身质量的好坏也至关重要。

（4）加强电缆头制作工艺的管理。电线头制作得好，可以延长电缆的整体寿命。如电缆在剥离半导体层时，一般在半导体层上竖着划几道，然后像甘蔗剥皮一样剥去半导体。但在用刀划时，若划得太深，便会伤及绝缘层，给水树的产生带来机会。另外，在焊锡时，因找不到电源，就会直接用喷灯来熔化焊锡，此时，火焰会损坏铜屏蔽层及绝缘层，因而要杜绝这种现象，焊锡时间宜短。

（5）采用冷缩电缆头（3M公司的冷缩硅橡胶电缆附件），制作简单方便，不用喷灯，不用焊锡。且硅橡胶电缆附件有弹性，紧紧地贴在电缆上，克服了热缩材料的缺点。

（6）长电缆采用电缆分支箱长电缆往往每条长度都有3km左右，对于这样的电缆，除了做中间接头外，还可以采用一至二个电缆分支箱，一旦其中的一段电缆进水后，不会扩散到其它段的电缆，而且在电缆故障时也便于分段查找。

（7）10kV系统中采用8.7/10kV等级的电缆。该等级电缆绝缘厚度达4.5mm，而6/10kV等级电缆的绝缘厚度为3.4mm。由于电缆绝缘厚度的增加，降低了场强，能防止水树的老化，同时，由于10kV中性点小电流接地系统在单相接地时，电缆要承受1.73倍的相电压，且按要求要运行2h，因而，有必要加厚电缆绝缘层。

（8）采用PVC塑料双壁波纹管。该管耐腐蚀、内壁光滑、强度与韧性良好，因而在电缆直埋敷设时，可大大减少电缆外护套破损。

（9）电缆沟（管）与电缆井的设计由于条件的限制，电缆敷设均采用直埋或电缆沟形式，而且以直埋为多，在沿海多雨地区，电缆沟或电缆井中长年有积水。由于电缆沟或电缆井的深度会超过下水道的深度，排水很困难，因此在规划时，就应进行协调，便于电缆沟（井）的排水。如无法做到电缆井不积水，则应把电缆井中的中间接头用支架撑起。另外，电缆沟必须有完善的排水设施。再有，在电缆排管设计时，要尽量直，减少弯头，使电缆便于敷设；同时，在电缆井制作时，可以分成大电缆井和小电缆井，大电缆井可用来牵引电缆、盘圈、做中间接头，而在马路当中等不便于做电线井、却必须有转角的地方，通过改做小电缆井，该电缆井只是在敷设电缆时用来放置转向滑轮。

（四）隔离开关的安装技术要点

隔离开关的安装过程中常常会出现三相不同期问题。因此工作人员需要注意安装过程的尺寸精度，避免出现内部齿轮不吻合的情况。在安装调整触点时，需要确保动静触头接触良好，同时注意接地刀的同期调整。与此同时，为了减少卡涩现象的出现概率，需要定期给动静触头涂抹润滑油。需要注意的是，由于触头上涂抹的润滑油容易黏连灰尘导致触面磨损，工作人员需要及时清除触头污垢，保持其表面的清洁度，避免出现由于触面污垢引发的电弧过热情况[3]。