火电厂电缆设计优化与施工过程控制

火电厂电缆设计优化与施工过程控制

李兆民

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司  山东济南  250102

摘要:火电厂生产与电缆缆是密不可分的。火电厂在发电运行中必须用到数以千计、各种类型的缆线，而且布置范围很广，数目也很大。在电缆设计时，要考虑到负载分布、路径容量、消防安全等方方面面，为了保障安全通常采取较为稳妥的设计方案。根据区域和位置选用不同类型的线缆，例如：抗热、抗寒冷、阻燃、耐火、防火、防水等。电缆设计长度和截面余量较大，这也是工程造价和施工成本提高的主要原因之一。通过对已有的资料进行分析，火电厂电缆工程开始之前进行全面图纸会审、对施工工艺进行优化和改善、制订现场管理办法、加快工期、降低投资等方面取得了显著的成效。

关键词:电缆设计；优化；施工管理

引言：电力作为一种重要的能源，在我国经济发展和人民的日常生活中占有举足轻重的地位。因此，电力的稳定供给对于社会的发展和人民的生存都具有十分重要的作用。在火电厂系统建设中，电缆敷设是非常关键的一项工作，电缆敷设的好坏将直接影响电厂乃至电网的安全和稳定运行，如果电缆敷设的问题将无法保障电网的安全运行，轻的时候会发生供电故障，严重的话会导致大面积停电，甚至会危及人的生命财产安全，由此就可以看出，有效的实施对电力电缆敷设的质量管理具有非常重要的意义。

一、电缆设计优化的意义

1.1 节约电缆材料

在建设火力发电厂时，要对电缆进行全面的预测和设计，对整个工艺和施工进行优化，这样可以减少电缆的敷设长度，合理的设计可以节省大量的电缆，节省大量的投资，减少不必要的浪费，节约资金，同时也能减少整个工程的总投资。

1.2 降低了电缆的损耗

电缆的设计经过清晰的规划，可以减少无谓的浪费，从而缩短缆线的长度，从而减少线缆的发热，从而降低线缆的电容性，从而减少电缆中的电力损失和线缆的损失。

1.3 减少电缆事故的发生

通过对电缆进行设计，既可以确保电缆的正确使用，又可以减少对环境的干扰，避免与高温管线、高温区等产生直接的联系，防止在相似条件下引起的事故，以及因此类事故造成的其他后果，降低意外的发生。

二、火力电力工程电缆敷设技术的问题

2.1电缆敷设弯曲半径

由于电缆敷设工程的施工条件较为复杂，在施工过程中不可避免地会遇到障碍物、转弯半径较小的地方，而且在施工过程中还要通过道路、建筑、机务设备、热力管道等，从而大大增加了施工的难度。当出现此类状况时，应采取适当的措施，增加辅助设备或加大敷设时转弯半径，以增加其抗机械损失及抗折性能，以增加其接合强度，应采取喇叭型接合方式，既能确保电缆平滑过度，又能有效地提供防护。

2.2电缆接头及处理

在进行电缆敷设时，若采用平行铺设的电缆数目多，则会导致连接数目相应增加，因此在施工时，应尽可能集中进行，以确保其位于支架的上部，从而能有效防止连接意外。在工程中，我们常常忽略了连接，如果它发生了问题，将会大大的提高工作量，我们在6kV及以上高压线路施工工程中，应尽量避免电缆中间接头的问题，如果产生了中间接头，一是增加了现场施工周期，二是对高压电缆耐压试验也是较大考验，最重要的时对今后电厂运行造成了极大的安全和质量隐患。一般情况下，在整个火电厂建设过程中，BOP系统的高压电缆敷设最容易受路径长影响，这就要在设计时充分考虑路径走向、转弯半径、长度冗余量等，必须在设计时进行合理的规划，在电缆采购时一定要注重电缆米计的足量，在敷设过程中要加强过程检查，随时检验米计的连续性，防止跳米。通过以上措施有效避免了中间接头的发生同时，要加强对工程质量的日常监管，做到动态、全面的监控，才能提高工程质量与管理水平的互动。

2.3电缆敷设环境

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在电缆敷设时应高度重视环境情况，尽量避免低温、雨雪天气，避免将电缆存放在腐蚀环境中，以降低低温对电缆保护层的损坏，降低对电缆绝缘的干扰，避免酸碱腐蚀电缆保护层和芯线。当在低温环境敷设电缆时需要对电缆进行加热，并加大敷设时的弯曲半径，尽量降低对电缆的影响，当气温低于规范值且无加热措施时应停止电缆敷设。在雨雪或潮湿环境敷设电缆时应做好端头的封堵，避免潮气进入电缆芯线。酸碱环境中敷设电缆时应采用耐酸碱的电缆保护层并做好端头封堵。

三、电缆设计优化方案

3.1 材料优化

3.1.1 耐高温电缆

现在，电缆制造商已经开发出了很多耐热的电缆，这些电缆都是根据工业标准制造的，直接应用在工厂的主厂房中，但是它们的耐火性能和标准却很难测试，而且对使用的安全性也会造成一定的影响，而且还会增加投资，因此在使用的时候，一定要严格的考虑到电缆的安装和维护，同时也要防止电缆受到过热、腐蚀和外力的伤害。

3.1.2 耐低温电缆

在我国北方的某些地方，冬天的气温很低，气温在-40℃左右。在这样的情况下，要根据不同的温度来选择合适的电缆，不管是低温电缆还是其他的电缆，都要在冬天到来之前进行敷设。

3.1.3 电缆截面优化

在控制电路和热控测量中，国家把电缆芯段的限制降到了0.75mm。在接线密度较大的情况下，占用的空间较少，也可确保接线端的压力接合更加牢固。由于大部分热控电缆都是铺设在电缆桥架上，因此，受外力破坏的概率较小。在施工中，如果能严格按照规定的方法进行操作，就可以满足设计要求。

3.2 阻燃电缆以及耐火电缆的选用

在施工过程中要综合考虑不同类型的防火电缆的技术应用和经济费用，经过仔细的比较，选择适当的材质，并在技术上要注意防火电缆的应用。

3.3 电缆桥配置优化

电缆桥的结构设计和布置必须进行总体的优化，如果桥架太多，造成浪费，造成电缆泄漏，都是优化不足，甚至会影响到集控楼，影响整个电站的运行。

四、电缆的施工管理

总体要求：电缆敷设应遵循先集中后分散、先动力后控制、先长后短的原则。高、低压动力电缆、强电、弱电、控制电缆，一般应按顺序分层在桥架中自上而下的排列。根据电缆清册敷设顺序及提供的电缆盘号选择电缆，并核实电缆的规格型号。电缆盘应架设稳固，一般离地面100mm为宜，电缆盘要平衡以防电缆盘转动时向一边倾斜。电缆应从盘的上方引出，人站在电缆盘的后侧转盘，严禁直接拉、拽电缆。电缆敷设时应明确联系信号，用对讲机通话并用哨子配合传递信息。禁止电缆在地面上磨擦拖拉，卡伤电缆。电缆在敷设过程中和敷设后均要满足电缆最小弯曲半径的需要。电缆切断后，要及时进行电缆头密封防止受潮。电缆竖井上下口及拐弯处电缆弯曲要一致，水平段电缆要平直，电缆支架过渡处电缆要自然平滑，力争做到横成线、纵成片，电缆的引出方向、弯度、余度、相互间隔都一致，避免交叉从而达到整齐美观。

4.1 电缆的敷设技术管理

4.1.1 电缆的排列与布置

要在相同的管道内的多个电缆支撑上铺设电缆，就必须把电缆按高到低的电压水平、通信电缆由高到低顺序、控制和信号电缆的顺序要从高到低依次进行。同时，在配置上也要格外重视，为了减少交流电缆中的电力供应对控制讯号的影响，必须进行分层配置。如果由于信道的空间有限，1kV或更低的电力线缆可以与信号线缆、强电控制线缆共用一条线缆。

4.1.2 电缆弯曲半径

在电缆敷设时，要注意电缆的弯曲半径要满足电缆的结构特点和绝缘性能，通常不能低于电缆外径的20多倍，因此，在进行预应力锚索的选型时，一定要将这种情况考虑在内，以免造成不必要的损失。

4.1.3 重要功能控制回路电缆

在某些关键的控制中，如直流供电、跳闸控制、二次保护电流、电压回路等，如果需要，可以使用两组独立的控制电缆，提高系统的可靠性。

4.1.4 电缆敷设的环境

当遇到热风道、油管路、高温蒸汽管路等复杂工况时，必须对电缆进行最优的调节，适当的调整桥梁的线路，设计、施工和监理人员必须要共同制定相应的改进方案，防止在恶劣的环境下发生故障，减少耐热的电缆的使用率，同时也能改善系统的运行安全性。

4.2 现场施工管理

4.2.1 电缆的采购与敷设计划

在进行全面的施工前，首先要按照图纸上的图纸，将电缆和相关的装备进行集中采购，既要保证质量，又要保证数量上的符合工程需要，还要核实生产厂商的技术资料，如果是没有生产许可证，则拒绝使用，而且要按照规划的路线来进行，尽可能的减少不必要的损失。

在整体施工之前，就先要根据设计最终的施工图来结合现场情况对电缆及相关设备进行集中的采购，要求质量和数量都要合乎工程要求，对于电缆厂家的技术文件进行核查，对于缺少产品证书的厂家生产的电缆则不予使用，要按照规划来确定购买的数量，以达到最大限度的合理利用，以减少不必要的资源的消耗。

4.2.2电缆领用保管及要求

出库要由专门的技术人员进行统一的操作。按设计要求将电缆型号，规格和长度进行分类，并填写相应的收货表。根据设计要求和施工现场要求一一检查，确保每一根光缆的使用尽量减少浪费，施工技术人员对敷设方式仔细查核，使测量与实际需用量有效控制。对已经领出现场布置的缆线，由班领导负责登记起止代码，按轴分类编轴数，并作好电缆铺设的纪录。对未使用的电线进行入库注册。

4.2.3 施工注意

在整个电缆敷设过程中，要制订一套工程管理制度，并要考虑到各种因素的作用，如：对电缆桥台和防护管道进行精确的检查，对施工和设备进行全方位的检查。在进行施工时，要求安装人员要严格遵守规范，根据施工图纸和现场条件进行现场作业。如果出现了与设计图不符的地方，必须要第一时间向上级报告，协调解决方案，在工程建设中，不仅要特别的重视电缆支架的问题，特别主义不要在已经建好的工程上挖出一个新的洞口来铺设，有些从地下管线和建筑中穿出来的电缆，如果一次无法安装，就在墙上和沟里开个小口，等正式的电缆敷设完毕后，才能进行封闭，从而防止损坏建筑和通道的防水。在钢管外部的镀锌管的锌层脱落处和焊缝处都要用防腐蚀涂料。

4.2.4 对整体施工的监督检查

在工程建设中，每一道工艺结束后都要对其进行检验，确保电缆按规定分级、有无分层、有顺序地铺设，并对在线槽中的电线进行检测，尤其要注意电缆的绝缘有无弯曲、变形等情况，以免造成工程结束后的安全问题，从而对整个供电系统造成不利的影响。

4.2.5 施工中的安全要求

在工程建设中，建筑单位应尽可能地使用电缆辅助设备作人梯、铺设缆索的走道，尽可能使用梯子、脚手架、升降机等设备，确保其安装和施工的安全性。在进行焊接和电缆桥架、保护管等设备的切割时，都要采用保护措施，防止焊渣对电缆设备的镀锌层造成伤害，而不能采用电焊。在运输有关的机械时也要小心出现扭曲引起的尖角，如果出现了尖锐的边缘，就必须进行相应的处理，并对其进行防护。

4.2.6电缆敷设步骤

(1）按电缆起始和末端的布置顺序，从长到短，再到盘间连线。在相同的线路中铺设电缆，按照不同的电压水平，从高到低分别进行信号的调节。或按从高到低依次按高到低的次序敷设。将高低压交流电源电缆与信号控制电缆进行分层或分开铺设，当线路长度受限时，在同一楼层铺设交流电源电缆和信号电缆时，应在同一楼层设置绝缘层。多条通道并列按照先内后外的布置次序排列。

(２）电缆的捆绑也要排列整齐，并按方向布置，一条一条地铺设，然后再进行下一条，以减少交叉。尤其要注意在拐弯处、分岔处、电缆跳线、入井等部位，应加大电缆弯曲半径，应满足电缆的绝缘性能和结构特点，一般不得少于电缆外直径20倍。做好电缆标志的制作，每一条电缆都要在起点、终点、转角等关键部位悬挂标志（起点、终点、型号、编号）。

(3）对桥架进行适当的调整，避免高温通风，热水，蒸汽管道和管道的交叉。避免与其上侧线平行敷设。

总结：火电厂为了保证电缆系统的安全、稳定的使用，需要根据实际条件，在一定的限度之内，进行合理的线路设计。在审核初稿和初始指挥设计时，应保证在不超出规范规定的情况下，对电缆种类、材料、截面、用量等进行最优选择，并制订施工现场控制的措施。从控制电缆长度，合理布置电缆方向，加强电缆的施工控制。既要确保电缆的安全、稳定，又要考虑到采购的各种原材料，优化设计施工管理，降低成本，保障火力厂安全运行、稳步发展。

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