水电厂电缆综合治理施工流程探索与应用

张永君，邵明航

（国网新源白山发电厂，吉林省吉林市 132000）

水电厂电缆综合治理施工流程探索与应用

张永君，邵明航

（国网新源白山发电厂，吉林省吉林市 132000）

本文介绍了电缆综合治理项目的施工流程，分析了前期准备、过程安全及质量控制等关键环节的注意事项，为投运时间较长的电厂进行电缆治理工作提供了借鉴。

电缆；综合治理；施工流程；关键环节；注意事项；借鉴

0 引言

某水电厂为地下式厂房，装有3台30万kW混流式水轮发电机组，首台机组于1983年投运，是完全由我国自行设计、制造、安装和建设的具有完全自主知识产权的大型水力发电厂，在电网中担负调峰、调频和事故备用的重要任务。

由于建设年度久远以及受当时设计、工艺、材料所限，近年逐渐出现电缆绝缘老化、桥架锈蚀严重等现象，加之经过多年来检修技改施工，造成不同电压等级电缆未分层敷设、防火设施不完善等问题，存在重大的安全生产隐患，亟待进行综合整治以彻底消除隐患。

1 隐患表现及原因分析

1.1 电缆绝缘老化严重

受当时制造水平和选型条件所限，原动力电缆选用的大多为油纸绝缘型铝质电缆，经过多年的运行，逐渐出现锈蚀严重、绝缘老化、多处渗油等问题（见图1、图2），尤其是电缆终端渗漏油严重。部分电缆外皮已粘连在一起，稍受外力就可能造成短路，危及设备安全运行。

图1 电缆绝缘及外护层锈蚀

图2 电缆终端渗漏油

1.2 电缆桥架锈蚀严重，强度不足

20世纪80年代初期，我国尚无专业厂商生产制造定型的电缆桥架，只能由施工单位现场制作组装普通简易电缆支架，其材质多为普通白铁。加之受特定历史条件限制，地下厂房开挖后部分为岩石原貌，电缆通道内非常潮湿，经过多年的运行，大多数电缆桥架锈蚀严重，部分已出现折断现象。

另外，在设备更新改造过程中，不断补充新投运电缆，但大部分旧电缆由于拆除困难，仍然保留在桥架上，造成部分桥架不堪重负，已经出现局部坍塌现象，严重危及电缆的安全稳定运行（见图3、图4）。

图3 折断的桥架

图4 局部坍塌的桥架

1.3 不同电压等级电缆未分层敷设

在多年的改造过程中，受原有电缆桥架防火槽盒结构、尺寸限制，新增加的动力、控制及通信等用途的电缆在桥架上混乱摆放，不同电压等级、不同用途的电缆同层、交错穿插敷设，不符合电缆敷设的相关要求（见图5、图6）。

图5 不同用途的电缆穿插敷设

图6 凌乱拥挤的电缆隔断

1.4 电缆防火设施缺失，存在安全隐患

不同电压等级的电缆同层布置、在槽盒外随意分散走线、电缆与油管路相交织的敷设方式，一方面导致防火设施无法全面覆盖敷设区域，另一方面本身就存在由于动力电缆过热着火导致火灾事故扩大的严重隐患（见图7、图8）。

图7 槽盒外的电缆

图8 与油管路交织的电缆

2 治理项目

鉴于该隐患的严重后果，迫切需要对电缆系统进行综合治理改造。但该工程项目在国内无先例可查，在前期准备、施工过程方面均无成熟经验可以借鉴，施工过程中存在很大的不确定性。

电缆综合治理项目主体工程包括桥架改造、电缆改造、机组调试、消防系统改造、电缆廊道土建施工。主体施工项目标段于2013年2月20日开工，2013年7月4日完成，3台机组全部交付系统。工程总计安装梯级式水平直通桥架5630m，立柱1682m，桥架托臂4405个，防火隔板5602m，敷设电缆总计10万余米。

3 治理过程

3.1 方案设计

由于3台机组在电网中担负调峰、调频和事故备用的重要任务，为保证工程顺利进行，在施工方案的设计方面既要保证电网稳定运行，还要兼顾在运机组的安全运行。在综合各种影响因素的基础上，最终采用单机逐台改造与全部停运相结合的施工方案。

总体原则：前两台机组结合检修实行单机逐台改造但不投运的方式，待第三台机组停运后进行整体施工，最后单台机组逐步投运。该方案一方面保证了系统的备用容量（3台机组全停时间短），另一方面保证了施工的顺畅、安全性,并有效降低了交叉施工对运行机组的影响。

实施步骤：

（1）3号机组（结合机组A级检修）原电缆防火材料拆除。

（2）3号机组原电缆拆除。

（3）3号新桥架安装、电缆敷设。新电缆敷设过程中如遇到墙孔时有两种方法：

1）清理穿过墙孔的电缆槽盒，新的电缆从槽盒中走过。

2）如遇穿墙孔洞不能通过可扩大孔洞，穿过电缆。如遇中控室下面或其他公用设备桥架，电缆暂时先敷设在地面并做好保护。

（4）结合机组检修进行2号机组电缆治理（实施步骤同3号机组）。

（5）3台机组全停。

（6）1号机组及公用部分同时施工。

（7）3号机组调试、投运。

（8）2号机组调试、投运。

（9）1号机组调试、投运。

3.2 电缆更换具体过程

3.2.1 电缆清查确认

（1）前期准备阶段，结合机组检修排查电缆编号、型号、起始端、路径等并整理成册。

（2）根据电缆清册，逐根进行校对、标识。

3.2.2 旧电缆拆除

（1）使用验电器、万用表等测量工具，采用双人、双次确认法确认无压、无流后方可施工。

（2）电缆拆除时，为提高工作效率并保证施工安全，按电缆走向将作业人员分成若干小组并设置一名负责人，负责一定空间段内的电缆拆除工作。

（3）分段拆除法：假设某空间段内某几根电缆需拆除，则在起点A处设1人，在A处人员可视处B点设置第二人，在AB两点中间设置移动作业人员1名。首先移动作业人员协助A点人员将电缆清理至B点，经AB处人员确认后用断线钳在B处剪断，AB段电缆盘成小圈，用10号铁线捆绑好运出；但B处人员要握住断开处，由前面两人继续拆除BC段，依次进行直至拆除整根电缆。拆除过程如图9所示。

图9 电缆拆除过程示意图

（4）拆除过程中不要强行拉扯电缆，严禁未经确认即盲目从中间切断电缆。若需拆除电缆压在其他电缆底部不易抽出时，可在不损伤电缆的情况下，用较软的麻绳将上部电缆逐段吊起，待抽完电缆后再放下。若上部电缆太多，可先用绳捆绑住，然后用轻型手拉葫芦吊起。

（5）小组负责人要在电缆清册中及时做好拆除标识，确保准确无误。

3.2.3 电缆桥架、槽盒更换

（1）旧桥架拆除：电缆全部撤离电缆桥架后，用气割及手锤、撬棍等工具，拆除旧的电缆桥架，清理至不影响新桥架安装为标准。作业现场做好防护，重点防止火灾的发生。

（2）新桥架安装：审阅设计图纸，现场勘查电缆桥架安装的路径，按照设计图纸施工。

（3）施工过程中，用石棉布等防火材料防护好没有更换的电缆并做好标识，禁止踩踏电缆。

3.2.4 新电缆敷设

（1）电缆的规格型号应与设计一致,数量应满足负荷需要。

（2）施工前对电缆进行抽检绝缘试验，并做好记录。

（3）电缆的敷设应按照电缆清册的顺序进行，按设计分层摆放。

（4）电缆应从电缆盘的上方引出，禁止反方向滚动，应避免直接拖拉线盘，确定专人滚动线盘以免线芯受力。

（5）电缆盘的转动频率由电缆的牵引速度决定，每次牵引的电缆长度不宜过长，以免电缆扭绞。

（6）电缆的两端应留有足够的裕度。

（7）电缆放到位后，应及时从电缆终点整理回起点。

（8）桥架直线段的电缆应按顺序排列整齐，转弯处的电缆弯曲弧度应一致。

（9）电缆两端应用透明胶临时粘贴标签，标识应牢固并包含编号、规格、用途、起点、终点等。

（10）电缆敷设后应在下列各点用导线或扎带进行绑扎固定：

1）水平敷设电缆的直线两端及中部。

2）垂直敷设电缆的每隔1.5m电缆支持点。

3）转弯处的电缆两端。

4）引入控制盘柜前的400mm处。

5）引入接线盒或端子排前150～300mm处。

3.2.5 回路检查调试

（1）电源系统，尤其是直流电源系统，投运前其回路必须先经过试验检查。

（2）信号系统，尤其是中央信号系统，应先试验完毕，为控制、保护回路的试验创造条件。预告信号可在端子排上短接各路脉冲信号源的端子，以检验光字牌。

（3）分别检验控制回路、保护回路，同时检验其信号回路部分。试验时，可按展开图中自上而下的顺序逐一进行。在试验保护回路时，不必每次都动作于断路器等设备，只要启动出口继电器即可。

（4）进行各设备间的联锁、闭锁试验，可先短接或断开有关端子进行模拟，然后做正式传动。

4 经验总结

按工程设计，本次改造共计拆除旧桥架5200m，安装新桥架5630m，敷设电缆10万m。综合施工过程中遇到的问题及解决过程，总结如下经验供借鉴：

（1）电缆清册整理及临时电源改造等项目需要结合机组检修等工作先期完成。

（2）针对不能停电的重要负荷（照明、渗漏排水泵、检修排水泵、生活水泵、监控系统等），需要通过敷设临时电源电缆、倒闸操作等技术手段，保障运行设备的可靠供电。

（3）针对施工过程中交叉作业存在的风险，需要有针对性地制定组织措施、技术措施及安全措施。可通过增加现场施工监护人员数量，利用“一人一缆、人随缆走”的监护手段，杜绝误操作的发生。

表1 治理前后现场对比典型照片

（4）对于临时敷设的电缆需要按照运行电缆进行集中管理，防止施工过程中由于电源系统混乱导致的人身、设备事件。

（5）对于施工单位用电，严格核实用电负荷容量，选择可靠电源，按照临时用电管理标准进行规范化管理。

治理前后现场对比典型照片，如表1所示。

[1] 中华人民共和国建设部.电力工程电缆设计规范，2007.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.电线电缆电性能试验方法，2007.

[3] 中国电力规划设计协会.电缆防火措施设计和施工验收标准，2001.

张永君（1980—），男，工程师，主要研究方向：水电厂电气一次设备检修维护。E-mail:zhyjsky@sohu.com

邵明航（1977—），男，工程师，主要研究方向：水电厂电气二次设备检修维护。E-mail:minghang-shao@sgxy.sgcc.com.cn

Exploration and Application of Cable Comprehensive Management and Construction Process for Hydropower Plant

ZHANG Yongjun,SHAO Minghang
（State Grid XinYuan Baishan Hydropower Plant,Jilin 132000,China）

This paper describes the cable of the comprehensive management of the project construction process, analysis of the preparation, process safety and quality control of key considerations for the power plant put into operation for a long time of cable harness work to provide a reference.

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