论大型电站电缆施工

论大型电站电缆施工乐嘉斌(上海电力建设局,上海市,200031)[摘要]由于大型电站的电缆数量大量增加,品种繁多,电缆敷设混乱已成为目前大型电站施工中急待解决的顽固通病之一。为此,要强化全体电缆敷设人员的质量意识,采取“电缆敷设管理微机化”的科学管理方法,以提高电缆敷设的质量,确保电站安全经济运行。[关键词]大型电站电缆施工管理微机化1前言过去在电站建设中对于电缆敷设的质量一般是不够重视的,长期以来对电缆敷设的整齐问题被很多施工单位所忽视。随着大型电站的单机容量越来越大,电缆数量和品种也越来越多,电缆敷设的工作量也越来越大,用传统的管理方法难免会出现电缆交叉、走向和排列的不合理,甚至混放等现象。特别是大型电站自动化水平的提高,大量采用计算机监控,对电缆相互之间的干扰提出了越来越严格的要求。电缆的交叉或者混放往往会影响计算机的正常运行,造成机组的“误跳闸”。所以大型电站的电缆敷设施工,已不单纯仅仅是工艺美观问题,而应提高到保证大型机组安全运行的高度来认识。2大型电站电缆施工的特点2.1大型电站的电缆数量大量增加上海地区90年代投产的燃煤机组电缆数量统计见表1。很明显,大型机组[(300~600)MW]比小型机组(50MW)电缆总数约增加6倍左右,大型机组比小型机组屏蔽电缆的数量增加10倍以上。屏蔽电缆数量增加反映了计算机的应用更为普遍和自动化监控水平的提高。2.2电缆附属工程的品种增多和数量增大70年代以前主要使用裸钢带电缆,由于裸钢带电缆有一定的机械保护强度,所以电缆的通道是以电缆沟道为主,在沟道中焊接一些角钢支架,热工仪表的电缆主要是以角钢吊架为主。80年代初上海宝钢自备电厂引进了日本三菱全套进口的350MW机组,电缆采用了交联聚乙烯和聚氯乙烯塑料电缆,机组首次用计算机自动控制。此外,还取消了电缆沟,广泛采用制造厂制作的电缆桥架,分动力电缆层、控制电缆层和加盖全封闭的屏蔽电缆层,户外电缆主通道采用电缆排管和电缆井。为保护没有钢带的全塑电缆,大量采用了电缆保护明管。据统计2×600MW超临界机组所使用的电缆桥架为824t,电缆保护管为539t,排管所用的聚氯乙烯管为29t。而60、70年代采用以电缆沟为主设计的2×50MW机组所使用的电缆角钢支架和电缆钢管重量约为210t。其统计数据见表2。2.3电缆及其附属工程在大型电站电气和热工安装工程中的工作量比例增加大型电站中由于开关柜、封闭母线、电动机的制造质量和成套性的提高,现场解体检查和现场配制的工作相对减少。据统计电缆及其附属工程的工作量占电气和热工安装工作量的比重,从中小型机组约占30%到大型机组上升到(50~60)%。由于电缆工作量的比重增大,使得电气热工的施工各班组除电气试验和热工校验室外,几乎都要参加到电缆施工中去。3电站电缆敷设情况回顾3.11956年江苏望亭电厂电缆施工望亭电厂是由捷克提供的22MW机组,电缆敷设设计由捷克专家编排电缆敷设路径剖面图,施工人员根据电缆敷设路径剖面图编排电缆敷设程序,望亭电厂工程中电缆排列整齐、电缆号牌清楚,当时是上海地区首届一指的。3.2大跃进年代在大跃进年代里,电缆敷设不排电缆剖面图,电缆支吊架不按电缆走向疏密程度分布。因此造成电缆排列混乱不堪,再加上电缆沟粗制滥造,沟内积满煤灰和水,导致电缆事故频发,严重威协电厂安全发电。由于电缆排列的混乱造成了国家巨大的经济损失。3.360年代后期的吴泾电厂吴泾电厂的苏制100MW机组施工中,笔者曾负责全厂电缆敷设路径剖面图。经过3个月的精心编制,统筹安排了全厂的电缆。在电缆隧道、电缆沟、电缆竖井以及主控室、机炉集控室、升压站、煤场、灰场、水泵房、油泵房、化学水处理等主要电缆路径上都画出电缆剖面图,然后把各处的剖面图张贴在电缆途经的各处墙壁上,这样施工人员对全厂电缆分布情况了如指掌,非常清楚。另外施工人员还需做一张电缆配置表,把电缆厂送到现场电缆盘的规格和长度相互配置结对,需敷设的长电缆配置到货的长电缆,剩下来的短电缆配置盘间联络等短电缆,这样既可以节约大量电缆,又可以避免做电缆对接头,减少电厂的事故隐患。这样在整个电缆施工过程中,只要根据电缆剖面图的排列程序和现场倒送电需要,以及现场实际到货电缆,编排出符合实际的电缆敷设计划表,敷设人员就可以根据张贴在墙上的电缆剖面图位置,将电缆对号入座。因此吴泾4号机组全厂电缆敷设排列整齐,电缆号牌悬挂清楚,施工完毕能很快交出竣工图。吴泾4号机的电缆敷设得到电厂的好评。3.480年代初的宝钢自备电厂宝钢自备电厂工程的电缆施工引进了国际先进的技术。日方的现场指导员对电缆的支架和电缆敷设非常重视,在电缆清册中除了有电缆的起始点和电缆的规格、型号、长度之外,每根电缆都有具体的路径图。日方把全厂所有电缆和电缆隧道、电缆埋管、电缆竖井、电缆托架、电缆明管以及所有设备全部编上号码,在电缆清册后一项是哪根电缆配置哪一个电缆盘,都结上对,清清楚楚。虽然电缆路径的设计工作量都是在日本公司内用计算机完成的,但是因为现场的情况是在不断地变化,现场还是需要有人来进行统筹安排,作进一步的协调和完善,这就是所谓的动态管理。尽管宝电工程安装部分由2个公司承包,由于编制的电缆剖面图、电缆路径图、电缆配制图清楚、明了、详细,因此2个公司同时作战,配合得珠连壁合,工作进行得有条有理,1600km电缆敷设都达到了排列整齐、减少浪费的要求,工作非常顺利,竣工资料完善,电厂也很满意。4电缆敷设混乱造成的影响目前大型电站电缆敷设混乱已列为电厂施工中亟待解决的顽固通病之一,其造成的影响是严重的。在电站建设中电缆敷设混乱不仅是工艺问题,而且是一个严重的质量问题,它给电厂安全生产带来隐患。假如一根电缆出现问题,检修人员不能及时顺藤摸瓜找到故障点,排除故障,恢复生产的话,就会严重威胁电厂发供电运行。另外电厂根据运行情况需要进行技术改造,有时需要增加一部分电缆,由于电缆敷设混乱,因此在沟道内、托架内、电缆竖井内连穿1根电缆的位置也没有。目前大容量电站的电缆走向路径同城市交通道路有些相似,如果电缆没有全盘统筹规划好,造成有的电缆通道内像交通出现堵塞一样,电缆排满为患,但有的电缆层内连1根电缆也没有,而且今后难以放进电缆,因为电缆混乱两头受堵,造成电缆托架浪费。此外,在电缆混乱地方,动力电缆、控制电缆、仪表电缆、屏蔽电缆、计算机电缆混合在一起,电磁干扰,影响了测量、控制和计算机指令的正确性。如上海某大型超临界电站,在试运行中发现,每到晚上五六点钟,就出现磨煤机风门调节挡板晃动,导致磨煤机跳闸,进而发展到机组的MFT误跳闸,威协机组正常运转。最后检查出是1根照明电缆与磨煤机的控制电缆共同敷设了一段而引起电磁干扰,照明电缆改道后,误跳闸的问题就解决了。又如今年投产的某联合循环燃气轮机组,也发生了不明原因的“MFT”误动作,经反复查找是1根主厂房屋顶的排风扇动力电缆穿越到屏蔽电缆层中而引起的。更为严重的是由于电缆敷设混乱,使电缆沟盖板或电缆托架盖子关闭不严,使电缆槽内大量积煤、积灰和积油造成电缆起火爆炸,造成停炉、停机或大面积停电的血的教训,通报批评的事例也是屡见不鲜。5电缆敷设混乱的原因5.1没有电缆敷设路径剖面图有的施工单位领导缺乏统筹规划,没有设计电缆敷设路径剖面图,因此现场没有敷设电缆的指挥中心,那么现场必然出现无政府状态,各自为政,出现混乱。5.2承包责任没有和电缆敷设质量挂钩改革开放以后,各班组都实行内部承包责任制,但是有的内部承包合同上只签订完成多少工作量得多少奖金,没有详细规定质量标准,因此有些班组为了抢进度多得奖金拼命多拉电缆,必然出现混乱。5.3对国外引进的先进技术消化不够在电缆桥架、电缆明管等设计方面,由于日本引进的电缆其芯数多,每芯的截面细,所以比较软,允许的弯曲半径也小,容易敷设整齐;而目前的国产电缆比较硬,不易穿管,而且放置在托架内不服贴,容观上也影响了电缆的敷设整齐。5.4未充分发挥计算机的作用目前有许多施工单位虽然配置了计算机进行管理,但其开发的功能比较局限,有的仅用计算机来制作电缆牌子;有的将计算机作为统计的工具,记录敷设了多少电缆,做了多少电缆头;有的则更进一步,用计算机来进行电缆的配置。总体上看,尚没有发挥计算机的智能作用来编排电缆敷设路径剖面图并指导电缆敷设施工。6电缆敷设管理微机化势在必行大型电站的电缆敷设是一个比较复杂的系统工程,只有采取微机管理,才是保证电缆敷设质量的有效方法。某设计院引进的依据“拓扑网络的数学理论的最短路径法”软件,运用拓扑网络的数学理论可以用最短路径法计算,从而节约大量的电缆和电缆托架。计算机输入数据及删除数据的先后程序见附图。输入计算机的三大要素:一为电缆,包括编号、规格、始点、终点;二为通道,包括各种规格电缆托架、导管等编号及空间坐标点;三为设备。计算机输出的要素为:电缆清册、电缆汇总、托架汇总、管子汇总,对电缆配置已用去多少电缆,还需补进多少电缆进行跟踪和修正,还可知道每一设备有多少电缆,同一始终点有多少电缆,计算电缆长度等50多个功能。7结束语当前要解决电缆敷设通病,首先要强化全体电缆敷设人员的质量意识,认识电缆敷设的重要性。其次要成立一个现场电缆敷设的指挥中心,统一协调指挥。最关键的问题是要编制电缆敷设路径剖面图、电缆路径图、电缆配置图。对大型电站的电缆施工只有应用计算机管理才是解决问题的最好手段。施工单位也需要编制电缆施工软件,可以同设计单位的软件配合起来,按照我们的国情,与设计院的工地代表一起,通过“电缆敷设管理微机化”,共同做好大型电站施工管理,确保大型电站的电缆施工质量,确保安全运行。