高速公路机电工程供配电施工技术探讨

2021-11-10熊剑

科学与生活 2021年12期

熊剑

摘要：为提高高速公路的应用效果，有关部门在高速公路建设过程中增设了机电系统，主要包括监控系统、充电系统、供配电设备和通信系统。这些机电设备的应用可以使公路承担更多的作用，对规范交通具有重要意义。高速公路机电设备系统投资大，专业技术应用多领域。设备的种类、分布范围、安装环境等各不相同。同时，由于这些设备使用过度，故障概率高，且维修时间短，任务过重，给公路机电设备的维修带来了严重障碍。

关键词：高速公路;机电工程;供配电;施工技术

导言：

随着高速公路的建设和发展，人们对机电工程建设提出了更高要求，需要通过保证机电工程设备的稳定运行提供更加优质的出行服务。而机电工程设备运行需要依靠供配电系统提供能源。想要保证机电工程正常发挥作用，就要保证系统能够提供稳定供电服务。因此，需要加强供配电技术的分析，做好配套供配电系统的安装，为高速公路的正常运行提供技术保障。

1 高速公路机电工程供配电系统分析

高速公路机电工程由信息采集子系统、监控中心、收费系统等系统组成，用于实现高速公路的各种功能。每个系统包含大量的设备、设施，如信息采集子系统包括应急电话、天气探测器、通信系统包括光缆、通信电源等，都需要安全稳定的供配电系统提供电力保障。从本工程供配电系统组成来看，主要分为输配电线路和配电室两部分，包括通风、照明及沿线各种供配电设备设施，满足全线建设、运营、维护用电需求[1]。在供配电系统的实际建设中，还应重点为服务区的监控设备、通信设备、照明和道路养护设施供电，保证高速公路机电工程的正常运行。因此，在设计过程中，应根据机电工程的负荷要求，合理选择供配电技术，技术先进，制定经济合理、安全的供配电技术方案，为机电工程的运行提供保障。

2高速公路机电工程概述

2.1机电工程是高速公路的主要内容，机电工程在高速公路中起着非常重要的作用，是其他系统无法替代的。要创建高质量的机电工程，首先要了解其主要内容，通过对其内容和功能特点的分析，采取合理的方式，对机电工程施工进行有效的控制，从而减少质量问题的发生。就目前我国高速公路机电工程而言，主要包括以下几个系统：（1）监控系统一般由监控中心设施、外场传感设备和外场发布设备组成;（2）通信系统由通信机房设施组成，传输系统、交换系统等。这个系统在整个机电工程中尤为重要，相当于神经中枢。各系统之间的信息交互依赖于通信系统（3）收费系统由收费岛设施、收费站设施和清算系统组成（4）照明和供配电系统是保障各系统就地、近距离和远距离供电的支撑系统。以上四个系统还包含了隧道机电工程的内容，是公路机电工程工作的主要基础。通过这些内容可以看出，高速公路机电工程具有一定的复杂性，涉及面广。在进行机电工程施工时，人员要有足够的能力，管理人员还要综合考虑各种施工因素，努力建设一个合格的高速公路机电工程。

2.2高速公路机电工程的特点高速公路机电工程的施工具有以下特点：（1）包含了大量的集成设备，由于高速公路特殊的运行特点，这些设备的运行稳定性会直接影响到整个机电工程的运行效果，所以设备选型质量要求较高;（2）我国幅员辽阔，高速公路建设的各环节会遇到各种地质环境和气候环境，这样的建设特点，给机电工程设备提出了更高的要求，设备必须要具备足够强的环境适应及防护能力;（3）机电工程本身属于一个整体，必须要保证机电工程施工的整体性和连贯性，其中的各项工作常复杂，尤其是在一些工序的连接处，更是对技术提出了非常严格的要求，哪个工序施工出现了质量问题，就可能会直接影响到机电工程的整体性，从而降低机电工程的运行效果。例如：通信光缆熔接，如果之前硅芯管敷设及手孔井施工过程没有衔接好，將会影响熔接的实施。另外，高速公路机电工程的工期非常紧张，机电工程项目经理必须具备更好的质量管理及应变能力’合理安排工期，在短时间内不仅要完成机电工程中各分部分项工程，而且需要预留出一定的时间，对各种设备和系统进行联调，保证设备和系统处于正常运行的状态。这样的特点进一步增加了机电工程施工的难度，因此，一定要重视质量控制管理。

3公路机电工程配电的主要问题

3.1 施工工艺节点设计

在设计阶段，主要依据设计文件和建筑材料的验证。在初步勘察资料的基础上，根据合同条款和初步设计系统的具体分析，设计单位和设备供货商提出改造方案。经过多次沟通，保证了双方的正常工作。规划和安装应考虑其他相关规划和项目评估方案，以便最终批准采购和建设项目。

3.2监控系统

公路监控系统由信息采集系统、公路指挥中心和信息共享系统组成。这是一个封闭的系统，它可以分析车辆的行驶状态，并将其转换成相应的方向数据，给驾驶员提供相应的建议。由于距离和环境的复杂性，控制点会分散。因此，为了保证所提供信息的质量，对监控系统的要求和适应性都很高。完善质量控制体系，基于玻纤传输介质和高速公路双天线设备的信号传输技术，各传输控制中心应根据当地环境进行分组。现代监控系统具有以下特点：在紧急情况下，监控系统能够快速可靠地捕捉历史信息，做出更好更快的响应。它不仅限于道路监控系统，还可以与其他系统集成共享。

3.3设备连接控制元件

做好电气设备的接地保护，确保接地后电网可靠运行。在今后的工作中，要确定土地保护和设备排放，确保各级管道之间的连接。

3.4外部电气控制

高速公路配电系统距离较近，应将监测电源顺序输入电网，以保证其与发电机组的供电顺序一致。虽然变压器的变化大于设定值，但输出电压不应影响系统的稳定运行。

3.5嵌入式机电设备

在建立模型时，最重要的任务是制定工作路线。为了提高今后的工作质量，需要合理选择电路照明和配置。低粘结浇注杆的主要作用是在预制构件上铺设道路机电安装线路，从而有效地实现管道施工。虽然要提高道路运输机电工程的安全性，但要严格检查开关和接地线。工作结束后，一定要认真复查相关工程质量，一旦发现差错，要及时纠正。检查结构时，如果已建立的连接已分离，应立即修复结构。

4高速公路机电工程供配电系统施工技术分析

通过上文的分析可以得知供配电系统在机电工程中的重要性，在实际的供配电施工过程中，必须要使用相应的技术，同时，还需要遵循一定的原则，只有这样才能达到提升供配电系统施工效果的目的。可以从以下几个方面来开展相关工作。

4.1 前期勘察

供配电系统施工前，必须进行现场勘察工作，这一点非常重要。勘察工作的效果将直接影响供配电系统的整体建设效果。首先，项目各方应共同调查现场环境，包括施工方、设计方和监理方。根据现场条件调查结果，审查设计单位制定的设计方案，召开相关会议，论证施工方案的内容，重点分析各种施工技术应用的合理性和可行性，为以后的供配电系统建设打下良好的基础。其次，在现场调查过程中，要找出可能影响供配电系统建设的各种因素，在施工前消除这些因素，避免各种不利因素影响供配电系统建设。根据这些因素，及时调整设计方案和施工方案，确保供配电系统的施工顺利进行，为公路各种设备提供稳定的供电。

4.2加强物资设备管理

在供配电系统建设过程中，需要使用大量的材料和设备。如果这些材料和设备出现问题，将直接影响供配电系统建设的效果，给机电工程的运行带来严重影响。施工方应加强对各种材料、设备的检查，确保这些设备、材料能满足实际施工需要，避免因材料、设备问题造成供电问题。以高压柜、变压器、电缆为重点，对这些供电设备、材料进行深入检查，确保外观、性能无问题。在保证设备材料质量的前提下，方可正式进入施工阶段。

4.3施工管理

在供配电系统施工过程中，管理者要注重细节，严格监督各项工作，确保各项施工技术得到有效实施。电缆穿越道路边沟时，应采取相应的防护措施。一般情况下，先在沟底敷设钢管，再沿钢管敷设电缆，这样可以有效地保护电缆。在隧道内敷设电缆时，必须采用支架敷设。在供配电系统建设过程中，应重点抓好隧道内应急照明供电回路的建设。为了提高供电的稳定性和安全性，在这个施工环节，我们需要使用阻燃电缆来防火。隧道内施工是供配电系统施工的重点。由于隧道内环境复杂，在实际施工过程中，必须保证施工安全和供配电系统的运行。第二节母线应配备转换开关。通过该开关的应用，可以在外部电源中断的情况下实现电路的自动转换。供配电系统中的备用发电机将投入使用，自行发电，以保证机电工程中的各种设备能正常运行。在供配电系统施工过程中，施工方应与其他系统的施工方进行沟通，协调施工，避免不同系统施工的冲突。特别是在隧道施工过程中，隧道施工方应预留供配电系统施工所需的管道、设备安装空间，以保证后续施工顺利完成。

4.4 配电设备的进场和存放

配电设备和相关施工材料的质量影响到整个施工的质量和水平，为满足机电工程的建设施工需求，在设备及施工材料进入施工场地后，需要对设备及材料的质量进行再次审查，确保质量合格的设备进入施工现场，做好验收工作。现场验收主要是对设备的品牌、型号，设备及材料的数量，包装完整性、合格证书等进行检查，确保与合同书上的一致，并查看设备及材料是否出现损坏，进行加电测试。进行质量抽查工作，针对存疑的材料和设备，进行现场随机抽查，对配合权威的监测机构进行监测。对不合格的设备和材料，禁止进入施工现场。此外，还要重视做好材料设备的存储工作，对于特殊施工材料，做好防潮、防水等，以确保质量。

4.5 施工安装

供配电设备安装之前，需要仔细检查设备，确保设备施工满足图纸要求。在配电房内设备施工安装中，需要结合图纸的设计，确保所有设备安装的位置正确、设备稳固和完整，确保电器元件的完好无损。在电源输出线的接线施工中，要做到接线准确、牢固，正确处理好接线端头的焊接，确保整个线路编号标识清楚，并预留够相应的长度，尤其是母线的安装要求线路表面平整，不可出现裂纹。供电设备的连接工作中，必须严格按照施工标准进行施工，避免柜体运行中出现打火的问题，保证整个施工的安全。此外，在供配电系统施工中，要重视做好电缆敷设工作，确保在敷设作业中避免产生对电缆的破坏，同时，电缆线的弯曲度也要符合相关的规定，保持自然弯曲，以免出现机械性损伤。在通过保护管道敷设电缆时，要使预埋管线敷设平直，并清理干净管线内的杂物，保证接口衔接处的牢固性和防水性符合要求。在辐射作业中不能损伤外层的绝缘体，放置电缆线时，控制好拉力，使拉力不超过允许值的最大范围。

4.6 设备的调试和试运行

在设备调试工作中，要安排专业技术人员负责相关的调试工作，调试技术人员需要结合工作具体情况和职责，按照调试标准进行工作，在调试工作开始之前，对配电系统的设备材料进行检查，检查设备的规格、型号数量是否符合施工要求，并检查系统施工的整体质量，确保各个子项目施工无误后，方可进行调试工作。调试工作完成后即进行系统的试运行，施工单位需要结合实际情况进行复核检查，及时查询系统中的问题并加以改正，确保符合合同文件及相关的技术标准，保证高速公路的安全性。

4.7 供配电技术应用

4.7.1 沿线供配电技术

在实际应用供配电技术为沿线设备、设施供电时，还要将10kV单电源架空引入变电所，低压配电则要采用220/380V的TN-C-S 系统。针对部分一级负荷供电要求，可以完成柴油发电机组的设置。采取该种技术措施，能够使用电设备端电压偏差不超出±5%。在架空线接入时，需要采用“T”接方式，利用终端杆和电缆与高压进线柜连接。利用柴油发电机组进行供电，还要在第二段母线上进行自动转换开关的连接。在外接电源停电的情况下，将实现第一段母线自动脱开，然后进行发电机组自动投切。在外电源恢复后，会自动将发电机组切除。根据高速公路沿线用电特点，还应选用三相 Dyn11 型干式变压器，并设置外壳防护，增强供配电技术运用的经济性。配电线路采用三相四线制，实现放射式供电，引入通信机房等建筑物后采用三相五线制，布线过程中应实现三相负荷平衡。供配电系统继电保护采用微机监控系统，需要在开关柜上進行分布，提供测控一体化保护。在低压配电室中，需要完成自动补偿器的配置，能够采用电容器实现电能损失补偿，使配电室功率因素超出0.9。此外，还要加强防雷保护措施，保证供配电系统安全运行。

4.7.2 隧道供配电技术

针对隧道监控、通风等设备设施，需要实现不间断供电。在供配电技术运用上，则要采用UPS系统，其实就是PWM逆变器，连接前会连接稳压器，能够将交流市电转变为直流电，然后将直流电转变为交流电，实现稳定供电。在市电中断的情况下，可以利用蓄电池供电，使电源持续输出交流电压。采用该技术，能在发电机组启动前利用UPS供电，保证隧道用电设备、设施运行不间断。由于UPS可以实现正弦波输出，可以避免受电网严重干扰，满足隧道通信、监控、通风和照明设备的供电需求，同时也能满足收费站收费设备的供电需求。变电所的位置需要设置在隧道口，采用低压电缆为隧道内设备供电。隧道内使用的射流风机，还应利用电缆沟敷设配电电缆。在风机的悬挂位置，需要用二次衬砌的预埋管将电缆与风机电机连接起来。隧道照明的主电缆也需要敷设在电缆沟中，分支电缆需要敷设在电缆桥架中。应急照明回路采用耐火电缆，其余采用阻燃电缆。因此，采用供配电技术为机电工程供电时，需与其他专业共同设计，以保证隧道施工过程中预留预埋件和管线，为供配电设备设施的安装和电缆敷设提供保障。

结束语

综上所述，为了提高高速公路的建设和运营质量，需要重视机电工程供配电系统的施工质量控制。结合工程实践，供配电系统涉及内容较多，施工相对复杂。在施工中，我们需要有关技术人员掌握施工技术要点，做好施工前期的勘察工作，根据施工工艺，注重优化施工设计，控制施工设备和材料的质量，做好设备调试和试运行，加强施工全过程的管理和控制，提高工程建设质量，为我国高速公路长期正常运营提供保障。

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