分析 大中型水闸电气设备安装的关键 点

分析 大中型水闸电气设备安装的关键 点

邹智维

广东省水利水电第三工程局有限公司

摘要：水闸电气设备在大中型水利设施中起着至关重要的作用，其能够通过调整水闸设备，不仅可以发电提供电能，还能够拦洪挡潮，以降低洪水对人们造成的威胁。而水闸电气设备安装是一项技术要求较高、工程量大、操作相对困难的分项工程，必须确保安装有序顺利进行，才能使水利工程得以正常运行，最终达到建设目标。为此，现本文结合多年的实践经验探讨一下水闸电气设备安装的关键环节，以确保其运行的安全。

关键词：大中型水闸；电气设备；组成及控制；安装；关键点；协调措施

前言

水闸电气设备可以说是现代水资源开发与利用的重要设备之一，其安装质量的好坏直接影响到水闸实际功能的发挥以及水利工程建设的成败。为此，务必根据施工现场实际情况，并严格按规范标准进行安装，保障水闸电气设备的整体性能健康运转，为国家提供更多的绿色能源。

1 大中型水闸电气设备的组成及控制

在大中型水利枢纽工程建设中，水闸电气设备分为一次设备和二次设备两部分，根据各自的用途而发挥不同控制功能。一次设备用于生产和分配电能，如发电机、变压器、隔离开关、接触器、母线、电抗器等，然后把这些设备相互连接、相互作用，最终实现电能的输送；二次设备是对一次设备进行测量、监察、调节和保护控制，如电压表、电流表、功率表、绝缘监察装置、继电器等，这些设备作为辅助系统存在，补充一次设备。目前，大中型水闸的启闭形式通常用卷扬式启闭，在启闭电机方面都是三相交流异步电动机。要确保水闸运转正常，就得控制好水闸的电气设备。首先要通过电机的正转、反转、停止来控制闸门的上升、下降及停止，完成一次电气回路控制；然后利用二次电气回路，对电机本身的过载、短路、断相、欠压等非正常状态实时监测及修复；最后，相关电路控制好闸门的上下限位、高度以及遥控等，以完成闸门的启闭任务。（如图1所示）

图1 大中型水闸电气设备

2 大中型水闸电气设备安装注意事项

（1）电动机。由于电动机的功率很大，一定要保持外壳干净和不放重物，才能有利于电动机的散热，避免故障发生。此外，连接入电动机接线盒的线路是非常多的，务必要认真细致进行操作，确保各线路的安全，以杜绝因线路故障而影响电动机以及整套电气设备的正常运行。

（2）变压器。虽然变压器在水闸电气设备中所占的空间不少，但对于其安装的位置和牢固程度一定要把握好，以及与各附件间确保用带保护管的导线进行连接，以避免发生漏电；还有注意油号、油位、油量、油箱有无渗油等问题，这样才能保证设备电能的稳定性。

（3）输电线路。水闸电气设备的动能、运转、照明等都需要通过输电线路来实现，因而电能的需求是非常大的，且需要根据不同位置的用电设备采用不一样的输电线路长度和连接方式，这就需要对分布复杂的线路搭接进行严格控制，避免出现输电线路故障而影响整套设备的运行。

（4）防雷设施。防雷设施是水闸电气设备的重要安全防护工作之一，必须做好接地和引下线路的布线工序，以发挥防雷效果和防雷器件的作用，确保电气设备、电网输送以及技术员的安全。

3 水闸电气设备安装关键点

3.1 做好预埋工作

在进行水闸电气设备安装前，须做好预埋制作。首先，为防止导管变形，应按规范使用专用工具制作预埋管道的弯头及转弯头；还有，必须用各自独立的导管对不同系统的电缆完成敷设；此外，电缆桥架的设置要与构筑物搭配美观，如固定时采用钢制托架进行支撑，托架需设置在桥架的端处和桥架沿线每隔1.0m的地方；同时，桥架的延续须用专用连接板连接在两支撑间的1/4处，且其连接的间隙≤12mm，接头处光滑平直无错口，使电缆桥架平整、笔直。

3.2 控制柜的安装

水闸配电柜的安装主要包括：高压电源进线柜、电压互感器柜、变压器柜、低压电气柜、公用现场控制屏、计算机控制台、照明控制箱。其施工流程是先对设备进行检收，并将其搬运至相应位置，然后基础型钢制作安装，再实施母线配置，接着进行一、二次回路接线，待电缆铺设后进行电气设备试验、调试，最后完成送电运行验收工作。

3.2.1 配电柜检查及搬运、安装

在水闸配电柜安装前，先仔细观察外包装有无损坏以及各零部件有无缺失，还要对各零部件的规格和数量都要严格核查与发货单和设计要求是否一致。值得注意的是，在安装配电柜的相位置要暂时不进行墙面封堵，以方便吊装作业。首先，将各配电柜分别从运输车用25T吊车按顺序吊至相应位置，就位后及时找平、找正，并逐一固定各配电柜的地脚螺栓，以及做好接地工作；然后，根据指定尺寸下料焊接进行基层型钢安装，并相平好建基面；最后，将柜内设备与各机件连接牢固好。注意，对成列安装的配电柜，须调整好垂直度、水平度、直线度以及柜体间距。

3.2.2 母线配置

对柜内的母线检查要仔细认真，除了常规检查外，要着重查看软母线连接是否有扭结、松股、变形、锈蚀，以及软母线端头须用线耳压紧；还要注意硬母线的连接是否用镀锌螺栓在搭接面压紧。检查无误后固定绝缘子，并分别按四色漆涂相线。

3.2.3 一、二次回路接线

对于一次回路接线，先将母排固定在绝缘子上，接着连接母排，用螺栓压紧母排与高压柜的接线端；然后，将高压电缆通过电缆桥架从底部预留孔穿过，用螺栓连接在相的端子上；最后确认无误，分别按四色漆涂相线。

对于二次回路接线，必须要按照设计图正确接线。其一，导线与电气元件间无论是焊接、插接还是压接，都要稳固；其二，电缆芯线和所配导线的端部套装的回路编号要标注明确；其三，应做好导线绝缘工作，无破损，以及配线排列整齐不乱；其五，注意每个接线端子的每侧只能接一根线，而对于插接式端子，不同截面的两根导线切记不能接在同一端子上，还有当螺栓接两根导线时，中间须加平垫片；其六，必须做好线束外套塑料管的绝缘工作，注意与电器连接时要绞紧端部，终端须加上线耳或搪锡，不能有松散、断股现象，且用卡子牢固好可动的两端；其七，将铠装电缆引入配电柜后，扎好钢带并做好接地工作，同时柜内的电缆线齐而不乱，且所接端子排不得受到机械力的影响；注意电压等级不同的用电回路不能用同一电缆，不同电压等级的电缆须分别成束分开排列。

3.2.4 电缆铺设

电缆的安装连接须按图施工，严格规范，分别按顺序进行敷设。第一，电缆敷设前，先根据设计和实际路径计算或实测所需长度，尽可能少分叉，并外观无损、良好绝缘；第二，电缆安装过程中，要留意终端头与接头附近需要预留备用长度，还有支撑处和端接处的空隙须比电缆间隔弯曲的半径要大；第三，并列敷设电缆的接头位置要相互固定，还有明敷的接头须用托板固定；第四，电缆敷设时及时用不磨损的标志牌注明线路编号；第五，电缆进入电缆沟、建筑物、配电柜以及穿入管子时，出入口用塑料扎代将管口封闭；第六，电缆敷设完毕须及时用卡子固定，清理干净后盖好盖板，必要时将盖板缝隙密封。

3.2.5 电气设备试验调整

为确保水闸电气设备的正常运行，必须逐级进行耐压试验及调试，先对各设备进行单机调试，再实施水闸、船闸联合调试，试验合格后方可通电检查。值得注意的是，不带负荷时，将各控制按钮反复操作三次，并检测各部件及操作元件、执行元件的性能有无异常，且三相电流须平衡；在带负荷试验时，要仔细检查各用电设备电压、电流是否正常，有无发热及杂音，能否正常运转；如有问题及时采取返修或更换，再重新进行检查试验。全部调试确认无误后，在项目负责人的主持下送电，进行设备单机试启动，最后联合试运行。

3.3 防雷与接地装置安装

近年来，随着科学技术的不断发展，在水闸建筑物与电气防雷方面已得到了很大的提高，如避雷带、避雷针都能得到有效的发挥。不过，对于建筑物的钢筋接地工作还是不能忽视，须利用基础内主筋（≥Φ12）焊接成接地网，基础内钢筋与侧壁钢筋、柱钢筋构成良好的电气通路，以达到有效接地。还有，在工作桥上预埋接地端子板，接地端子板作为引下线的主筋可靠焊接，如焊接点或螺栓接头处出现脱焊、松动，应马上补焊或旋紧接地装置。另外，若防雷设施安装时须检测电阻值是否超标，其接地电阻≤30Ω，以及各电气设备带电体金属外壳、支架的冲击接地电阻也应≤4Ω，若不符合相关标准则需按实际状况增设人工接地；如果是常断开断接片的，其防雷装置的接地电阻也要实施检测，必须符合相关规范要求。

4 水闸电气设备施工的协调措施

4.1 提高施工前的协调配合

在水闸电气设备安装前，相关人员必须与土建施工方会同审核施工图，以免遗漏或出现差错，并及时提出技术要求。如穿墙管道预埋、主机组地脚螺栓的孔洞预留、通风设备构件预留、电气设备和线路的固定件预埋及电缆孔洞预留等都要协商解决，尤其是涉及到大型电气设备安装所需吊环的预埋等较大孔洞或结构安全问题，必须与土建议定方案，开展预留工作。此外，对于与土建施工时的穿插程序，要及时提出相互协调配合，避免产生矛盾。如在电气部件预埋工序需要预先与土建混凝土浇注时落实，且对于立模、混凝土浇筑、振捣工序都有可能会造成预留孔洞位移，所以须协商设置好预埋预留的位置；而对于电气主机安装调试时，必然会装饰工程以及机械施工的影响，这就更需要土建方的配合，给一个安静清洁环境进行设备试验。

4.2 加强施工阶段的协调配合

对于水利水电工程来讲，通常在年前或汛后才开展施工，所以最好能在汛前完工，无形中导致工期紧，工程量大，为此与土建进行交叉作业是在所难免的。如在土建封压力水箱顶板前放到位，否则要从防洪门通过箱涵运到安装现场，变得费时费力；还有，在电气设备安装时需要干净、空间大的作业场地，以及在校核同心时也需要安静无风、无灰尘等的特殊条件。因此，为确保水闸电气设备安装保质保量按时完成，需要协调土建工程妥当安排。

5 总结

综上所述，在水闸电气设备安装的环节上是绝对不能忽视的，其操作流程丝毫不能出现误差，且各组设备一旦完工交付使用，就根本很难再停止下来进行大规模的修复或调整。所以，在水闸电气设备安装时，相关技术员一定要认真对待，正确安装，保证大中型水闸电气设备安装达到建设要求。

参考文献

[1]刘宝林.电气设备选择·施工安装·设计应用手册[M].中国水利水电出版社,1998.

[2]GB50254-96,GB50255-96,GB50256-96,GB50257-96.电气装置安装工程施工及验收规范[J].中国计划出版社,1996.

[3]徐广汉,吴起宇.中国水利工程建设百科全书[M].水利水电出版社,2004．