大型商业综合体不停业母线槽改造施工技术研究与应用

周 捷

（上海建工五建集团有限公司，上海 200062）

0 引言

为切实保证大型商业综合体最佳状态的持续，宜在建筑使用15～20年时考虑进行改造，否则就可能由于其中设备以及硬件条件的年久失修、电气设备老化、装修风格过时、业态需求等因素，不能很好地满足现代民众在各方面的高需求。对老旧系统及既有建筑业态予以改造更新，将会成为大型商业综合体更新的首要工作。在具体的改造环节，配电系统的扩容改造尤为关键，会直接关系到改造后大型商业综合体使用的安全性和稳定性，而其中作为配电干线的母线槽改造最为复杂，特别是对于有不停业改造需求的大型商业综合体。因此，如何切实保证母线槽改造工程的安全、稳定、经济成为本文研究的重点[1]。

1 工程概况

上海正大广场是特大型商业中心。地面10层，地下3层，其中B1层部分及B3层为停车库。建筑总面积约241 000 m2，基地建筑面积约31 000 m2，其中地下部分约77 370 m2。

工程承包范围：

1）供应及安装整空调箱、防排烟风机等相应的配电柜及电缆等。

2）对广场所有电气母线槽及部分竖向主干电缆进行整体更换。

3）对柴发机组输油管线、屋面对应电缆进行更换。

本次改造工程在商场运营期间实施，为不停业改造，具体施工时间为每天22：00至次日06：00，白天必须确保商场正常运营。

2 不停业母线槽改造研究

2.1 工程现状

通过调查发现，在大型商业综合体配电系统改造中，配电箱柜、电缆的更换相对简单，可采用常规的施工方法，在有充分施工准备的前提下，夜间短暂断电施工即可完成一路电缆或者配电箱柜的更换，基本能保证商场白天正常营业。相较于电缆、配电箱柜的更换，母线槽的更换就较为复杂了，实际施工中往往受限于施工工效低、无法使用大型机具、标高较低、配电间布局狭小等条件的影响，无法在短时间内更换完一路母线槽，这就提出了一个难题：如何运用合理的施工方法保证商场第二天正常运营？

本工程需要更换冷冻机房至冷却塔、3个变电所至7个电井内的所有母线槽，规格从1 600 A至4 000 A都有涉及。

2.2 母线槽改造方案研究

本文运用合理的母线槽更换施工顺序，在不破坏电井结构的前提下拆除原防火封堵，在新位置安装新母线，在安装完成后采用新旧母线并行送电的方式更换插接箱，待插接箱更换完成后，拆除旧母线，新母线正式送电。

2.2.1 施工步骤

1）测量原母线预留洞封堵尺寸，根据新母线尺寸，判断原井道尺寸是否满足新母线安装，如不满足，进行少量楼板开凿。

改造前平面布置图如图1所示。

图1 改造前平面布置图

2）为减少旧母线振动，保障配电间施工安全，由专业石匠手动拆除封堵，先将楼板底部铁板拆除，再在底部安装帆布兜，通过角钢支架固定在楼板上，接住拆除封堵过程中的坠落物。为避免杂物进入配电箱和插接箱，提前将拆除封堵的孔洞临近三面安装好防火挡板，并对当层和下一层的配电箱和插接箱通过围挡进行保护（施工时间为23：00—次日06：00）。

3）在新开孔位置安装新平时母线a’和新应急母线n’。

4）新母线a’和n’安装完毕后，在夜间断电期间，将新母线a’与旧母线a在变电所低压柜上方始端箱内进行并接，新母线n’与旧母线n在ATS柜上方始端箱内进行并接，新旧母线根据相序依次用螺栓将铜排搭接，搭接时注意铜排间距并用绝缘热缩套保护，安装牢靠后进行绝缘电阻值摇测，测试合格后调试送电。检测旧母线和新母线同时达到正常供电状态后，即可开始更换楼层插接箱电缆。

5）将楼层旧母线a和n插接箱内电缆抽出，接入到新母线a’和n’插接箱内，将电缆桥架修改好。若旧母线a插接箱电缆无法在一晚上更换完成，由于新旧母线并行供电，故旧母线和新母线的插接箱同时有电；待第二天晚上断电期间更换剩余的旧母线a插接箱电缆，直至所有的旧母线a和n插接箱电缆全部安装至新母线a’和n’插接箱内，达到正常供电状态为止。

6）拆除旧母线a和n，在旧母线a位置安装新母线b’，待b’安装完毕后，将新母线b’与旧母线b在变电所低压柜上方始端箱内进行并接，同时将楼层旧母线b插接箱内电缆抽出，接入到新母线b’插接箱内，将电缆桥架修改好，若旧母线b插接箱电缆无法在一晚上更换完成，由于新旧母线并行供电，故旧母线和新母线的插接箱同时有电；待第二天晚上断电期间更换剩余的旧母线b插接箱电缆，直至所有的旧母线b插接箱电缆全部安装至新母线b’插接箱内，达到正常供电状态为止。

改造后平面布置图如图2所示。

2.2.2 不停业送电保障措施

在传统不停业母线槽改造项目中，为应对施工过程中可能造成原线路断电后无法再次送电的情况，对需改造线路一般先敷设临时电缆为该线路各层配电总箱临时供电，以保证第二天大楼正常营业，在整体拆除旧母线槽后安装新母线槽及插接箱，待所有管线施工完成后送正式电，拆除临时电缆。但此种施工方法仅适用于小规格母线槽的拆改更换，在大规格母线槽拆改施工中，所需替换的临时电缆规格过大，无法在市面上购买，需定制加工，工期长、费用高。

本工程旧空气型母线槽使用年限过长，部分接头之前已存在过短路烧黑的现象，再加上每日施工时都需送电、关电至少一次。因此，在新母线槽未安装完成前，都可能存在旧母线槽无法正常送电甚至部分接头重新送电后烧毁的情况，将导致第二天大楼无法正常送电。为确保大楼第二天白天正常运营，较传统敷设临时电缆作为保障措施，本文提出了定制母线槽临时接头（图3）的方法，应对突发无法送电的情况。

图3 定制母线槽直线段始端示意图

临时接头根据旧母线槽容量规格进行定制，两个为一组，中间采用单芯电缆进行软连接（图4），如遇紧急情况将替换掉无法正常工作的旧母线槽段，且不受旧母线槽短路烧坏长度的距离限制。

图4 母线临时接头连接示意图

3 效益分析

3.1 社会效益

基于对大型商业综合体母线槽改造施工技术的研究与应用，一方面，大大减少了对商场白天正常营业的影响，在不停业的同时很好保证了主干配电系统的改造换新，满足了商场对新业态改造的需求。另一方面，该技术不仅可以保证本工程施工的顺利进行，同时可以推广高新技术在传统建筑业中的运用，促进行业转型，增加行业高新技术含量，为今后城市更新提供新的施工方案。

3.2 经济效益

相较传统敷设临时电缆的送电保障措施，采用母线槽临时对接头可以大大减少施工时间及人工消耗，成本也较低，经济效益可观。以下以上海正大广场机电改造总承包工程（标段三）为例，对比两种不停业改造送电保障措施，从而得出较直观的经济成本分析。

3.2.1 采用敷设临时电缆的传统送电保障措施

人工费：临时电缆敷设以7个电井平均计算，敷设一个电井的临时电缆平均路由长度为100 m，满足三相五线制要求则单芯电缆平均需要15根300 mm2单芯电缆，得出共需敷设1 500 m单芯临时电缆。按照拆装电缆20元/m人工单价计算，平均1个电井共计产生费用为20元/m×1 500 m=30 000元。因临时电缆需在母线槽更换前施工完成，故需考虑7个电井都要敷设，共计产生人工费约为30 000×7=210 000元。

材料费：临时电缆耗材为一次性费用，按实际敷设最长回路计算，购买电缆1 500 m，单价按市场均价220元/m计，共需材料费约220元/m×1 500 m=330 000元。

总计人工、材料费约为210000+330000=540000元。

3.2.2 采用母线槽始端法兰对接头的送电保障措施

人工费：母线槽始端法兰接头安装近似普通母线槽安装，平均400元/个，每根母线槽更换两个接头共800元；对接头间电缆拆装同样按照20元/m人工单价计算，平均4 m/根×15根共60 m，每次更换需1 200元。若遇无法送电情况，接头和电缆抢修更换共需2 000元/次，按每个电井均发生一次无法送电情况估算，共计产生人工费约为2 000元/次×7次=14 000元。

材料费：母线槽始端法兰接头按每种规格制作两个计算，平均6 000元/个，5种规格，6 000×2×5=60 000元；连接单芯电缆按最大规格所需根数计算15根×4 m/根×220元/m=13 200元。共需材料费约73 200元。

总计人工、材料费约为14 000+73 200=87 200元。

结论：通过对比得出，采用母线槽始端法兰对接头的送电保障措施具有良好的经济效益。

4 结束语

从业主的角度考虑，如果在不停业的情况下完成升级改造，将会减少改造期间的亏损，避免改造期间小业主的撤柜现象。本文根据大型商业综合体不停业改造的特点，针对配电系统改造中最复杂的母线槽改造施工提出了多种新颖的思路和解决办法，在安全性、实用性、经济性等方面进行了充分的研究分析，提供了丰富的选择，用可信的数据和关键内容的重点叙述，反映了城市更新中大型商业综合体不停业升级改造所获得的经验，效率、质量和用户友好度方面也都取得了明显的成果，得到了参与各方的一致认可[2]。