第八章电气工程施工

1第八章电气工程施工电气工程是油气田地面建设工程中的一项重要工程，包括内容较多，本章仅对油气田地面工程常见的35kV及以下电压等级的架空电力线路、变电所、站内高低压配电工程施工进行介绍。第一节架空电力线路施工架空电力线路是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路，由导线、避雷线、绝缘子串、杆塔、接地装置等组成。油气田地面工程架空电力线路的电压等级一般有380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV。本节以35kV及以下架空电力线路的施工为例进行介绍。一、架空电力线路的构成架空电力线路的电压等级不同，构成部分有所不同。10kV及以下架空电力线路主要由杆塔基础、杆塔、架空导线、绝缘子、金具、横担、拉线、接地装置等部分组成；35kV架空电力线路除上述构成部分外还包括避雷线（又称架空地线），如图8-1所示。图8-135kV架空电力线路结构示意图1-避雷线；2-导线；3-横担；4-悬垂绝缘子串；5-悬垂线夹；6-拉线；7-混凝土电杆；8-杆段接头；9-拉线金具；10-拉线盘；11-接地装置；12-基础；13-地面1．杆塔基础杆塔基础按杆塔型式分为电杆（指混凝土电杆）基础和铁塔基础。1）电杆基础电杆基础分为埋杆基础及三盘基础。埋杆基础是将电杆下段直接埋置于基坑内，利用置于基坑内的杆段承受下压力及倾覆力矩的基础；三盘基础是以混凝土预制底盘、卡盘和拉线盘为主要部件与埋置于地下的混凝土杆段组成的基础，35kV及以下架空电力线路的混凝土电杆都采用此类基础。2）铁塔基础油气田常用的铁塔基础为现浇混凝土基础，角钢铁塔所采用的基础为现浇混凝土方形基础，钢管杆所采用的基础为现浇灌注桩基础。2．杆塔杆塔是用来支持架空导线和避雷线及其附件的支持物，以保证导线与导线、导线与避雷线、导2线与地面或交叉跨越物等有足够的安全距离。杆塔按材料可分为钢筋混凝土杆、钢管杆和铁塔三大类；按作用可分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔、跨越杆塔和分支杆塔。10kV线路一般采用混凝土电杆，35kV线路一般采用混凝土电杆和铁塔。（1）直线杆塔：也称中间杆塔，用于线路的直线段上。（2）耐张杆塔：也称承力杆塔，耐张杆塔上的导线用耐张线夹、耐张绝缘子串固定，电杆两边的导线用跳线连接起来。耐张杆塔将线路分成若干耐张段，便于线路的施工和检修，耐张段的长度一般不超过2km。（3）转角杆塔：用于线路转角处，分直线转角杆和耐张转角杆两种。（4）终端杆塔：终端杆塔是耐张塔杆的一种，用于线路的首端和末端。（5）跨越杆塔：用于线路与河流、铁路、公路、通讯线路或其他电力线路交叉跨越处，有直线跨越杆塔和耐张跨越杆塔，一般以直线杆塔较多。（6）分支杆塔：用于线路中间需要分支的地方，起架空线路引出分支线的作用。3．导线架空电力线路导线既要有良好的导电性能，又要具有较高的机械强度、耐振性能和一定的耐化学腐蚀能力，且价格经济合理，所以架空导线一般选用铝材。油气田常用的导线有铝绞线和钢芯铝绞线两种，铝绞线是将多根直径相等的硬铝线绞制在一起形成的，型号用“LJ”表示；钢芯铝绞线内层(或叫芯线)为单股或多股镀锌钢绞线，外层为单层或多层硬铝绞线，型号用“LGJ”表示。4．避雷线杆塔的避雷线为架空安装方式，也称架空地线，它可将雷云对地放电引向自身，并泄入大地，使被保护物免遭直接雷击，是架空电力线路最常用的防雷设施。35kV架空电力线路安有避雷线，10kV及以下架空电力线路不安装避雷线。避雷线一般采用镀锌钢绞线，型号用“GJ”表示。5．绝缘子绝缘子是输电线路绝缘的主体，其作用是悬挂导线并使导线与杆塔、大地保持绝缘。架空电力线路的绝缘子按电压等级可分为高压绝缘子和低压绝缘子；按结构可分为悬式绝缘子、针式绝缘子，蝶式绝缘子、棒式绝缘子；按材质可分为瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和合成绝缘子。油气田架空电力线路常用的绝缘子有材质为瓷质和钢化玻璃的悬式绝缘子和针式绝缘子，合成材料的棒式绝缘子和针式绝缘子。6．金具在架空线路上用于悬挂、固定、保护、接续架空线或绝缘子以及在拉线杆塔的结构上用于连接拉线的金属器件叫金具。金具一般分为五大类：固定金具、连接金具、接续金具、保护金具、拉线金具。（1）固定金具：用于将导线、避雷线固定在绝缘子上的金具，主要包括悬垂线夹、耐张线夹等。（2）连接金具：用于将绝缘子组成绝缘子串或用于绝缘子串、线夹、杆塔和横担等相互连接的金具，包括球头挂环、碗头挂板、直角挂板、平行挂板、U型挂环等。（3）接续金具：用于导线、避雷线连接的金具，包括接续管、补修管、并沟线夹等。（4）保护金具：包括防振锤、铝包带等。3（5）拉线金具：包括楔型耐张线夹、UT型线夹等。7．横担横担是杆塔中重要的组成部分，它的作用是用来安装绝缘子及金具，以支承导线、避雷线，并使之按规定保持一定的安全距离。横担按用途可分为直线横担、转角横担、耐张横担；按材料可分为铁横担、复合绝缘横担。8．拉线拉线用来平衡电杆各方向的拉力，防止电杆发生弯曲或倾倒。按用途和结构不同，常用拉线可分为以下几种：（1）转角拉线：用于转角杆。（2）普通拉线：又称终端拉线，用于终端杆。（3）人字拉线：又叫防风拉线，用于基础部坚固、交叉跨越杆或较长耐张段中间的直线杆上。（4）过道拉线：又称水平拉线，由于电杆距离道路太近，不能就地安装拉线时，即在道路的另一侧立一根杆，在此杆上做一道拉线。（5）弓形拉线：又称自身拉线，为防止电杆弯曲，在因地形限制不能安装拉线时，可采用弓形拉线。9．接地装置架空电力线路的接地装置由接地线和接地体组成，35kV架空电力线路的接地装置作为防雷装置的一部分，其作用是将直击于架空地线的雷电流引入大地，以提高线路耐雷水平，减少线路雷击事故；10kV及以下架空电力线路的接地装置主要作为杆上电气设备的保护接地。二、架空电力线路的施工架空电力线路的施工工序流程如图8-2所示。1.施工准备架空电力线路施工准备包括技术准备、人力资源准备、施工机具设备准备、施工物资准备和现场准备。关于施工准备的具体要求见本教材第二章相关内容。2.施工测量施工测量主要包括两项内容：对设计的线路走向、转角、高差、杆位等进行复核测量（简称复测）；根据设计的基础类型对基坑和拉线坑进行测量及坑口放样（简称分坑）。（1）线路复测分坑一般采用经纬仪、皮尺、标杆、塔尺、钢卷尺、百米绳，测量使用的经纬仪最小读数不应大于1′，测量用的仪器及量具在使用前必须经检定合格。（2）线路复测内容包括线路的直线性、转角度数、档距、塔位高差以及地形地物之间的高差和沿线跨越情况，复测结果应与路径平断面图、杆塔明细表和基础明细表相同。施工准备施工测量基础施工接地安装杆塔组立拉线安装导线架设附件安装停电搭火竣工投产4（3）线路复测时，两相邻直线桩之间横线路位移不应超过50mm，顺线路位移，35kV架空电力线路不应超过设计档距的1%，10kV及以下架空电力线路不应超过设计档距的3%。（5）交叉跨越复测时，应核查被跨越物名称，测量被跨越物高程，与最近杆塔的距离，并做详细记录。（6）全线路所有杆塔施工测量时，应根据杆塔中心桩及分坑中心桩位置钉出前、后、左、右控制桩，以便施工及质量检查复核中心桩位置。（7）当复测结果与设计不符时，应及时向设计提出，请设计解决。3.基础施工1）基坑开挖基坑的挖掘方法包括人工开挖、电力打洞机开挖、挖掘机开挖等。一般情况下，基坑数量较少且比较分散的混凝土电杆基坑采用人工开挖；基坑数量较多且比较集中的10kV及以下混凝土电杆基坑采用电力打洞机开挖，35kV基坑一般采用挖掘机开挖；钢管杆基础一般为灌注桩，其基坑采用钻孔机钻孔。（1）开挖时，应根据不同土质适当放边坡，可采用阶梯式边坡、挡土板或采用袋装土护壁、井点降水方法开挖，防止坑壁坍塌。（2）基坑挖好后，为防止坑底扰动应尽量减少暴露时间，及时进行下道工序的施工，如不能立即进行下道工序，则应预留150～300mm土层，在基础施工前开挖。（3）基坑开挖完成后，应逐基进行检查，基础坑深允许偏差为+100mm、-50mm，同基基础坑在允许偏差范围内应按最深一坑操平，双杆基坑根开的中心偏差不应超过±30mm。2）底盘安装电杆组立前进行底盘安装，底盘的安装方法有吊车吊装、吊盘法和滑盘法。35kV架空电力线路底盘一般采用吊车吊装，10kV及以下架空电力线路的底盘以及在特殊地质、地形下，无法采用吊车时，可选用吊盘法和滑盘法。（1）吊盘法：在坑口外的地面上用三根木杆(或钢管)设置三脚架，在其上方悬滑车组，将底盘挂在滑车组下端的吊钩上，如图8-3所示。用人力收紧滑车组的牵引绳（Φ18棕绳）使底盘徐徐升起，在底盘将要离开地面时，用棕绳（Φ16棕绳）作制动绳拖住底盘使其向坑口缓慢移动，将底盘吊至坑口上方，慢慢松出滑车组，使底盘落至坑底。图8-3吊盘法安装底盘示意图1-三脚架；2-滑车组；3-底盘；4-牵引绳；5-制动绳（2）滑盘法：选择两根比坑深长一些的圆木，斜放于坑内，如图8-4所示。将底盘运至坑口，下部用木杠垫牢。让底盘沿圆木滑至坑底，再缓慢抽出圆木，将底盘平放于坑底，并调整至中心位置。123545图8-4滑盘法安装底盘示意图3）拉线盘安装35kV架空电力线路拉线盘一般采用吊车吊装，10kV及以下架空电力线路拉线盘的安装一般采用滑盘法。首先，将拉线棒、拉线盘在坑口地面上按设计图组装好，然后用棕绳系住拉线盘，使其沿木杠缓缓滑至坑底，调整拉线盘方位达到设计要求，同时调整好拉线棒与地夹角，如马道中间有凸起物阻挡，应铲平，不得打弯拉线棒。拉线盘安装完毕，应及时回填土，并分层夯实。4）卡盘安装卡盘安装和电杆组立同步进行，35kV架空电力线路卡盘一般采用吊车安装，10kV及以下架空电力线路卡盘，靠近电杆根部的采用吊盘法安装，靠近坑内上部的采用滑盘法安装。（1）吊盘法：利用电杆作为起吊滑车组的悬挂点，将卡盘起吊，如图8-5所示。当卡盘将要离开地面时，用棕绳拖住，使其缓慢靠近电杆，然后沿保护木杠慢慢松至安装位置，调整卡盘方向符合设计要求后，安装卡盘抱箍，拧紧螺帽，进行回填土并夯实。（2）滑盘法：卡盘滑盘法的操作要点和底盘滑盘法相同，但要注意在安装时，应在电杆旁临时竖立保护木杆，防止卡盘下滑过程中碰撞电杆。图8-5吊盘法安装卡盘示意图1-电杆；2-滑车组；3-卡盘；4-棕绳5）基础浇注铁塔基础及钢管杆基础为现场浇注混凝土，现场浇注混凝土施工见本教材土建工程施工章节有关内容。4．接地安装架空电力线路的接地装置为人工接地体，有水平敷设和水平与垂直联合敷设两种方式。水平敷设的接地体一般采用镀锌圆钢、扁钢，垂直敷设的接地体一般采用镀锌角钢、钢管。接地装置一般与基础工程同步施工，或基础工程结束后随即安装接地装置。接地装置的施工有底盘12346两种方法，一种是集中整体预制，既将每基杆塔的接地装置焊接成一组，运输到现场安装；一种是在现场分别安装接地装置的各部分。接地装置安装的具体要求详见本章第六节。5．杆塔组立组立混凝土电杆的方法为整体组立，组立铁塔、钢管杆的方法有整体组立和分解组立两种。1）混凝土电杆组立混凝土电杆主要采用汽车吊或履带吊整体组立，如图8-6所示。图8-6混凝土电杆组立（1）立杆前，不影响吊装的横担、抱箍等杆上附件应在地面组装完成。（2）立杆时，根据杆型选择好吊点，并绑扎好起吊钢绳。吊点和钢绳的选择应经过计算确定，以保证电杆重心位于吊点下方，保持电杆的直立状态及吊装安全。（3）电杆进入基坑后，调整电杆，使电杆位置、角度、横担方向正确。（4）电杆立好后应正直，位置偏差应符合下列规定：①单杆：—直线杆的横向位移不大于50mm；转角杆的横向位移不大于50mm。—直线杆的倾斜，35kV架空电力线路不大于杆长的3‰；10kV及以下架空电力线路杆梢的位移不大于杆梢直径的1/2。②双杆：—直线杆结构中心与中心桩之间的横向位移不大于50mm；转角杆结构中心与中心桩之间的横向、顺向位移不大于50mm。—迈步不大于30mm。—根开不超过±30mm。2）铁塔组立铁塔组立常用的施工方法：吊车整体组塔、无拉线小抱杆组塔、外拉线抱杆组塔。（1）吊车整体组塔：铁塔在地面上放倒