220kV变电站动控电缆分沟敷设方案优化设计研究

220kV变电站动控电缆分沟敷设方案优化设计研究

龙淼

（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250000）

摘 要：（摘要内容：本文研究了新型抽屉式防火槽盒替代传统防火分隔材料在电缆沟内的应用，设计出采用辅助沟的动控电缆分沟新沟型，并以高官寨220kV变电站的实例，提出了实现动缆、控缆彻底隔离的电缆分沟敷设优化设计方案，讨论了该设计方案的经济及社会价值。）

关键词：（防火分隔 动控分沟 方案设计）

1电缆沟防火分隔常见问题

变电站低压电缆沟内敷设有大量动力电缆与控制电缆，若动缆起火蔓延引起重要控制线路的电缆受损，有消防、安全等重要控制回路无法正常启动的隐患。

防火隔板由长1m左右的隔板拼接而成，拼接部位密闭性欠佳，是阻火的薄弱点，不能在每层形成完全密封的空间，无法阻止火势窜出。且防火隔板敷设完成后不利于观察，若远期扩建或电缆敷设的检修，破坏并修复的量大。若使用完全密封的防火槽盒进行防火分隔，则无法实现电缆的检修及更换，且远景扩建时困难，故目前只少量应用于通信光缆。

2 动控电缆分沟敷设方案

2.1 新型抽屉式防火密封槽盒

抽屉式防火槽盒由不同规格的立柱、托臂及防火抽屉组成，可即插即用，现场组装、施工简单。采用不燃性材料，电缆和防火隔板之间留有30mm 的空气隔离层，防火时间达2h以上，满足变电站规范防火要求。采用模块化设计，具体使用几层、在哪一层使用可灵活设计。在电缆敷设、扩建、检修时，将防火抽屉推入或抽出即可，检修方便快捷。采用抽屉式密封防火槽盒替代原有的防火材料设施，可大大提高电缆沟内的防火性能，如图1所示。

图1 抽屉式防火槽盒在典型电缆沟中的应用

2.2动控电缆分沟沟型设计优化

解决动缆着火蔓延问题的最根本方法，就是新建辅助沟，将动力电缆和控制电缆分沟敷设，彻底隔离。为此，本文设计了以下优化电缆沟沟型。

2.2.1 GIS室电缆沟沟型优化方案

二层GIS室内的电缆沟，受加基混凝土垫层厚度的影响，沟深一般为300~350mm。现设辅助动缆沟，仅敷设动力电缆；控缆沟敷设控缆及光缆槽盒。当主沟遇到去往汇控柜的支沟时，将动缆辅沟下方铺设水泥或阻燃材料支撑板，板上用防火隔板进行小支沟内的动控电缆分隔，控缆及光缆通过沟内预留孔洞在动缆支撑板下方穿越进支沟，实现电缆平行、交叉敷设时的防火分隔。优化后，完全实现动缆、控缆分沟敷设。如图2所示。

图2 GIS室动控分沟电缆沟防火分隔方案

2.2.2动控双沟沟型优化方案

户外低压电缆主沟，设计2×800mm×800mm并列双沟，分别为动缆沟、控缆沟，实现动缆、控缆分沟敷设。沟内设防火隔板，将重要回路的2路分别隔开，最下层支架均设光缆槽盒，以满足通信重要光缆双路由的要求。优化后，双电源回路动缆、双回路控缆等重要回路，也实现了分层敷设，采用防火隔板进行防火分隔，经济有效。如图3所示。

图3 户外动控双沟电缆沟防火分隔方案

3 变电站动控电缆分沟整体设计方案优化

本章依托高官寨220kV变电站，将全站电缆沟进行动控电缆分沟敷设。

3.1 220kV及110kV配电装置区

220kV及110kV GIS分别布置于两栋生产综合楼二层。采用图2所示电缆沟沟型设置辅助沟，根据电缆统计量，220kV GIS室采用沟宽1800mm、110kV GIS室采用沟宽1500mm，实现了动缆、控缆完全分沟运行。

3.2 主变压器区

通往户外主变压器区的电缆沟内需要敷设重要双回路动缆（主变风冷装置、主变水喷雾装置、动力电源箱）及重要双回路控缆（双重化继电保护回路）。采用图1所示的1100mm×1000mm电缆沟沟型，通过抽屉式防火槽盒将双回路动缆及重要一回控缆密封，同时将重要双回路动缆、控缆分侧敷设。

3.3 两楼之间户外区

户外两栋生产综合楼之间的低压电缆主沟，沟内需要敷设重要双回路动缆（动力电源箱）及重要双回路控缆（系统保护双电源回路、双重化继电保护回路、断路器操作直流电源）。采用图3所示的2×800mm×800mm动控分沟双沟，对于双电源回路动力电缆等重要动缆、双回路控制电缆等重要控缆也实现了分层敷设、隔板分隔。

3.4 水泵房区

通往泵房需要敷设重要双回路动缆（消防水泵双电源、动力电源箱双电源）。采用1100mm×1000mm电缆沟，通过抽屉式防火槽盒将双回路动缆密封，实现动控电缆分隔，且重要双回路动缆可分侧敷设。

3.5 分沟优化方案造价分析

高官寨站部分电缆沟采用抽屉式防火槽盒代替防火隔板，同时采用优化电缆沟沟型造成土建量、材料费用增加，电缆沟防火分隔总费用比原方案增加29.1万元。但是通过优化，全站电缆沟内实现了动控电缆完全分隔，防火性能得到大大提升，变电站运行安全性提高。后期扩建、检修简便，不再有额外的修复投资，性价比高。

结论

本文研究了采用新型抽屉式防火密封槽盒替代传统防火分隔材料的应用，设计了采用辅助沟将动缆、控缆完全分沟敷设的优化电缆沟沟型。并以济南高官寨220kV变电站的实例，提出了220kV变电站动控分沟敷设的优化设计方案，分析了该防火分隔方案的社会效益及经济效益。

参考文献：

[1] GB50217-2018.电力工程电缆设计规范[S]

[2] GB50229-2019.火力发电厂与变电站设计防火标准[S]

[3] DL5027-2015.电力设备典型消防规程[S]

作者简介：

龙 淼（1990－），女，山东省德州市人，中级工程师，工学硕士，主要从事高压变电站设计工作。

（山东电力工程咨询院，0531-83121965，济南市华龙路电力咨询大厦，253000，longmiao@sdepci.com）