2-6 高落差大截面高压电缆的敷设

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1、设计及选型193高落差大截面高压电缆的敷设宋伟 高国中 张 磊（北京电力工程公司）摘要 本文以贵州索风营水 电站 220kV 电缆的敷设为例，论述了使用电缆输送机进行高落差大截面高压电缆的敷设问题。关键字 高落差 电缆 敷设0引言目前全国水电站及抽水蓄能电站的发展方向是紧凑化、环保化，所以站内高压联络线一般选择电缆，而水电站及抽水蓄能电站必须建在高落差的地方，这样在敷设高压联络电缆时就不可避免地出现高落差的问题。因此，总结出一套高落差大截面高压电缆的敷设方法非常重要，本文以贵州索风营水电站 220kV 电缆的敷设为例，介绍使用电缆输送机进行敷设的方法。1现场情况介绍本项目电缆的电压等级 220

2、kV，截面为 1600mm2，电缆外径约 133mm。双回路，路径长度分别为 156 米和 203 米，电缆的路径中有一个 60 米高的竖井，电缆需要在竖井中垂直敷设，且电缆路径复杂，给电缆敷设造成较大难度。图 1电缆路径示意图号 窑 洞 式出 线 平 台 约 4米约 30米 约 米路 路 路号 窑 洞 式出 线 平 台 号 窑 洞 式出 线 平 台 室竖 井高 度 60米约米 电 缆 路 径交 通 洞全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集1942确定方案由于交通洞及出线平台内的高度有限，这个高度不能满足吊车吊电缆盘的要求，所以只能将电缆盘放置于洞口 A 的位置，电缆空走约 240 米之后进入

3、竖井，出竖井后，电缆经过约 30 米沟道进入 GIS 室电缆夹层并引上。待 GIS 室内引上的电缆固定完成后，再将竖井内的电缆固定，最后按照长度要求将电缆切断，将电缆端头引至相应的户外终端支架上。本项目的难点就是在 60 米竖井内如何进行敷设，在竖井敷设过程中，必须防止电缆由于自身重力而自由下落，现有2 种方案可供参考：方案一：用卷扬机对竖井内的电缆进行反向牵引，钢丝绳与电缆牵引头固定，钢丝绳与卷扬机连接，并每隔一段距离用专用固定装置将电缆与钢丝绳固定一次，电缆就可以随着钢丝绳一起缓慢进入竖井。（如图所示）号 窑 洞 式出 线 平 台 电 缆 永 久 路 径电 缆 敷 设 路 径路 路 路号

4、窑 洞 式出 线 平 台 号 窑 洞 式出 线 平 台 线盘洞 口室竖 井高 度 60米图 2平面布置图 专 用 装 置 ， 将 电 缆与 钢 丝 绳 固 定钢 丝 绳 ， 由 卷 扬 机 控 制电 缆图 3卷扬机敷设示意图设计及选型195全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集196方案二：在竖井旁边的平台上放置一定数量的电缆输送机，电缆输送机垂直放置，并与平台地面固定，电缆输送机在向下输送的同时将电缆夹紧，防止电缆的突然坠落。 （如图所示）对比这两种方案，方案一省时省力，其缺点一是吊点的滑轮所承受的力太大，电缆的重量为28.8kg/m，60 米的重量约 1.7 吨，一旦滑轮承受不了这么大的力

5、电缆将失去控制；二是电缆与钢丝绳之间的固定装置由于电缆的自重可能会对电缆造成伤害，而且钢丝绳与电缆特殊专用卡具的配合固定还没有成型材料，需要新开发。方案二缺点是比较麻烦，需要将电缆输送机一台一台第运到竖井内相应的平台上，而且电缆输送机必须固定牢固。我们考虑到自身优势，我们有大量电缆输送机可供使用，而且有完善的电缆输送机布置和操作经验，相比较在卷扬机的选型、操作等问题上我们还比较陌生，所以选定了用电缆输送机的方案进行竖井敷设。接下来进行电缆输送机台数的选择，电缆的重量为 28.8kg/m，重力加速度取 9.8N/kg，60 米电缆的总重力为：28.8609.816934.4N根据厂家提供的技术资

6、料，每台电缆输送机的出力为 5000N，也就是说，电缆输送机夹紧电缆后产生的摩擦力是大于等于 5000N 的，这样就能算出所需电缆输送机的台数：16934.4/50003.4即 4 台电缆输送机就能满足要求，但考虑到每台电缆输送机的夹紧力（摩擦力）虽然能够达到 5000N，但由于一些其他原因（如电压不足等） ，每台电缆输送机的实际出力可能不能达到5000N。而敷设电缆时竖井内可能需要倒车，所以我们在电缆输送机的实际选用考虑 0.6 的系数，经计算得出需要 9 台电缆输送机，每隔 6 米放置一台。3敷设过程3.1电缆输送机的布置从线盘到第 1 个拐弯处（AB 段） ，每隔约 20 米放置 1 台

7、电缆输送机，此段路径长约 200 米，放 缆 机 ， 与 平 台 固 定电 缆图 4电缆输送机敷设示意图设计及选型197共 9 台。从第 1 个拐弯处到第 2 个拐弯处（BC 段） ，每隔约 8 米放置一台电缆输送机，此段路径长约40 米，共 5 台，这 5 台电缆输送机用涨管与地面固定。电缆进入竖井（DE 段）后，每 6 米垂直放置一台电缆输送机，竖井高度 60 米，共 9 台。电缆出竖井进入沟道内（EF 段） ，放置 2 台电缆输送机，此段路径长约 30 米。由于电缆在 GIS 夹层留的余度较大，GIS 夹层内放置 1 台电缆输送机。3.2竖井内电缆输送机的吊运本项目的电缆共 3 路，本期

8、只敷设 2 路，所以可以选用第 3 路电缆的竖井作为吊运电缆输送机的通道，从而搭设临时支架作为吊点以及敷设完成后撤电缆输送机时，都不会对本期的 2 路电缆产生影响。在电缆输送机从水平向垂直过渡阶段，绞磨收缩钢丝绳牵引电缆输送机向前，电缆输送机后面栓 2 根麻绳（必须是 2 以根保持平衡） ，用于人工反向牵引，到竖井入口处缓慢松麻绳，使电缆输送机逐渐从水平反向变为垂直方向。电缆输送机由水平变为垂直过程中，上面拉绳子的人必须听从竖井内第一层平台上的人指挥，缓慢松绳。电缆输送机在向下的过程中，必须随时感觉下降钢丝绳的力度及速度，发觉异常及时提醒绞磨司机注意。3.3竖井内电缆输送机的固定竖井内，要将电

9、缆输送机竖直固定在竖井的平台上，我们预先用角钢加工了 10 组（20 个）电缆输送机的固定支架。由于竖井内竖直放置的电缆输送机间距只有 6 米，相对于一般情况的间距很小，这就要求竖直放置的 9 台电缆输送机必须在垂直方向是一条直线，否则电缆在这么短的距离内很难弯曲，电缆输送机的水平方向受力将大大增加。另外，竖井内最上面的一台电缆输送机受到向竖井侧方向的力最大，可以用木板最此台电缆输送机做一个反方向的支持，来平衡这个较大的力。3.4控制台的选择及布置控制台选择在了竖井的上口处，基于两方面的考虑。第一，电缆输送机的供电方式，输送机动力是两台 380V 的异步电动机，因此起动电流较大，为保证电机起动

10、时的转矩，尽量减少起动时的压降，选定负荷中心向两侧供电的方案，这样可以减少一半起动麻 绳人 工 牵 引 钢 丝 绳绞 磨 放 缆 机图 5吊运电缆输送机示意图图 6固定支架示意图涨 管 与 地 面 固 定孔距由放缆机预留孔确定单 位 ： 毫 米全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集198时电压的波动，控制台选择在了竖井的上口处时，两侧电缆输送机的数量比较均衡，分别为 14 台和 12 台；第二，根据敷设时的具体情况，水平段和竖井内的电缆输送机既要求同时能够启动、停止，又要求能够分别启动、停止，这样，将控制台设在竖井的上口处，分别用两个总控箱控制水平段和竖井内的电缆输送机，就能达到这个要求。图

11、7控制台及电缆输送机布置示意图3.5竖井上口及下口的敷设支架 电 缆 敷 设 滚 轴钢 管电 缆图 8 竖 井 上 口 的 临 时 敷 设 支 架 图 9 竖 井 下 口 的 临 时 敷 设 支 架3.6竖井内电缆输送机夹紧力的检查竖井内电缆输送机的夹紧力对于这个敷设过程是非常关键的，必须保证电缆与电缆输送机传送带之间没有相对滑动。电缆牵引头从竖井向下约 20 米（经过 3 台电缆输送机）时，电缆自身向下的重力还不是很大，可以试着向上倒车，如果电缆有滑动，则需要在将电缆输送机调紧一些，直到没有滑动为止。然后按照这个力度（或力矩）来调整竖井内的其他电缆输送机。控 制 箱 1控 制 箱 2放 缆

12、机 1放 缆 机 2放 缆 机 3 放 缆 机 4放 缆 机 5放 缆 机 6拐 弯 滑 车 ， 布 置 于 路 径 上 拐 弯 处直 线 滑 车 ， 布 置 于 路 径 上 直 线 处 拐 弯 滑 车 ， 布 置 于 路 径 上 拐 弯 处直 线 滑 车 ， 布 置 于 路 径 上 直 线 处电 源 控 制 箱 ， 控 制 右 侧 所 有 放 缆 机电 源 控 制 箱 ， 控 制 左 侧 所 有 放 缆 机电 源 线 、 控 制 线电 源 线 、 控 制 线施 工 电 源图 8竖井上口的临时敷设支架图 9竖井下口的临时敷设支架设计及选型1993.7敷设完成后竖井内的固定每一条电缆在 GIS

13、侧敷设到位后，应立即按设计要求进行竖井内的固定，在竖井内的固定完成后，再进行本条电缆户外终端侧的敷设，然后敷设下一条电缆。3.8户外终端侧的敷设方法对于 I 路电缆，从竖井上口算起户外终端侧需要电缆约 25 米，长度较短，可直接从竖井上口处的电缆量起，在适当的位置切断电缆，用人力将这 20 几米电缆放在电缆沟道内最终就位，并将电缆末端引上至电缆终端支架。对于 II 路电缆，从竖井上口算起户外终端侧需要电缆约 53 米，长度较长，需要使用电缆输送机将双回头电缆顶到 II 路电缆沟道里面（如图所示） ，同样测量从竖井上口算起户外终端侧的路径长度，并根据这个在电缆上做标记，标记处即为电缆末端。当电缆

14、末端到达 C 处时，切断电缆，然后用人力将 CX 段电缆放在电缆沟道内最终就位，并将电缆末端引上至电缆终端支架。电缆在滑动过程中，可用木板作为电缆滑动的轨道，防止土建的尖角划伤硌伤电缆。 竖 井高 度 60米 室号 窑 洞 式出 线 平 台 路路木 板 ， 作 为 电缆 移 动 的 轨 道 切 断 电 缆 位 置号 窑 洞 式出 线 平 台图 10户外终端侧敷设示意图4遇到的几个问题4.1敷设过程中竖井上口和下口电缆的处理敷设过程中会出现这样一种情况，竖井下口的电缆会出现很大余量，而竖井上口的电缆又绷得很紧。这是由于水平段和竖直段的电缆输送机不能同步造成的，尤其是在电缆输送机启动和停止的时候，

15、因为竖直段的电缆受到一个沿敷设方向的重力，而水平段的电缆没有受到沿敷设方向的力，而造成了这种情况。全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集200这个问题的解决方法是，竖井上口、下口设专人看护。竖井上口随时检查电缆的侧压力，防止压力过大损伤电缆，及时与控制台联系，控制台可以短时间启动从线盘到竖井上口的电缆输送机（由其中一个总控箱控制） ，解决电缆侧压力过大的问题；竖井下口观察电缆余度，防止余度过大使电缆从敷设滚轴上偏离脱落，同样及时与控制台联系，断开竖井下面水平段电缆输送机的电源，控制台可以短时间反方向启动竖井内的电缆输送机（由另一个总控箱控制） ，从而收回竖井下口电缆的余度。4.2电缆输送机的滚

16、轮间距问题在一般水平敷设电缆时，电缆输送机传送带的前后两侧各有一个滚轮，用来支持电缆。竖井内垂直放置的电缆输送机传送带前后两侧各有两个滚轮，其中电缆下面的那个作用同一般的电缆输送机，用来支持电缆，而电缆上面的那个用来压住电缆，将电缆压在电缆输送机的两个传送带之间。本次电缆的外径较大，两个滚轮之间的间距调至最大也不能满足电缆外径的要求。我们在现场对滚轮的支持杆进行的加工，基本能够满足施工的要求。5主要施工措施5.1准备工作5.1.1检查施工机具是否齐备，包括放缆机、滑车、牵引绳及其它必须设备等；5.1.2确定好临时电源；5.1.3检查现场情况是否与施工图纸一致，按现场实际情况核实电缆长度，见表1；表1 电缆路径长度表（实测值）I 路 （米） II 路（米）户外终端支架平面引上 4 4户外终端支架高度 2.5 2.5户外终端支架地面竖井上口 18 46竖井高度 60 60竖井下口进夹层口 31 31夹