110kV及以上电力电缆敷设施工方法.docx
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110kV及以上电力电缆敷设施工方法
110kV及以上电力电缆敷设施工工法
1.前言
电力电缆线路作为城市电网的重要组成部分,在城市电网安全运行中发挥着重要的作
用。
电缆敷设的质量、进度是整个电缆工程能否顺利投入运行的关键。
电缆敷设是通过人工、
机械或人机组合的方法,将电力电缆按设计要求展放到预定位置的施工过程。
电缆敷设包括
隧道电缆敷设、夹层电缆敷设等方式。
电力电缆按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电力电缆、塑
料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆,塑料绝缘电力电缆常用有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚
乙烯绝缘电力电缆。
目前交联聚乙烯绝缘电力电缆由于具有良好的电气性能等一系列优点,得到广泛应用,已有取代油浸纸绝缘电力电缆的趋势。
橡皮绝缘电力电缆柔软、富有弹性,适用于移动频繁、敷设弯曲半径小的场合,主要作为矿用、船用电缆以及采掘机械用电缆。
本施工方法主要介绍使用电缆输送机进行电缆敷设,将电力电缆按要求展放到预定位置的施
工方法。
电力电缆敷设施工传统采用人工和机械牵引敷设。
人工敷设电缆工作效率低、成本高,
由于人多,行动上很难取得一致,施工组织相对困难,电缆敷设施工质量与安全难以保证;机械牵引敷设容易造成电缆在转弯处受到过大的侧压力而损伤电缆以及采用牵引网套牵引时因牵引力过大容易造成电缆损伤。
公司通过对电缆敷设施工系统研究,决定采用以机械输
送为主,牵引为辅、集中同步电气控制的施工方法,总结多年来的实践经验形成了一套成熟、
适用的110kV及以上电力电缆敷设施工方法。
此方法在工程应用中能够提高电缆敷设的效率和质量,降低施工强度,保证施工安全。
通过总结多年的施工经验,编制了隧道内电力电缆敷设施工工法。
2.工法特点
2.1本施工方法采用电缆输送机为主和牵引为辅展放电缆,能有效分散电缆敷设时的牵引
力,控制侧压力,防止电缆展放过程中对电缆造成机械损伤。
2.2在电缆牵引头与牵引绳之间串联防捻器,及时消除了钢丝绳或电缆的扭转应力,避免损坏电缆结构以及对施工人员造成伤害。
2.3本施工方法能在电缆就位时通过调整电缆位置随时调整蛇形波幅,有利于控制电缆蛇
形敷设工艺,确保施工快速、高效。
2.4每台电缆输送机处装设分控箱,敷设中总控箱和分控箱均设专人控制全线电缆输送机
的启动、停止和输送方向。
分控箱处设跳闸按钮,紧急时刻,可使全线电缆输送机停止工作,保证施工安全。
2.5全线采用调频载波电话或步话机等进行通信,信息畅通,实现电缆敷设工程的统一指挥。
2.6本施工方法特别适合大截面电缆或电缆在转弯多、坡度大的环境下敷设,能够提高工作效率,保证电缆敷设质量,同时能有效保护原有运行电缆的运行安全。
3.适用范围
22
适用于电压等级110kV〜500kV,截面240mm〜2500mm电力电缆导管内、构筑物中、桥梁上以及直埋敷设施工(充油电缆除外)。
4.工艺原理
采用电缆输送机和牵引组合的敷设方法,在敷设路径上布置电缆输送机和滑车,布置
并调试控制系统和通信系统。
施工人员拆除电缆盘护板,将电缆牵引端引下,在电缆牵引头
和牵引绳之间安装防捻器,通过机械或人工将电缆牵引至电缆输送机,电缆到达电缆输送机
后,启动电缆输送机。
电缆输送机由三相电动机提供动力,齿轮组、复合履带将输送力作用于电缆。
电缆在多台电缆输送机共同作用下,实现电缆的输送。
整盘电缆输送完成后,将电
缆放至指定位置,调整蛇形波幅,按要求进行绑扎和固
5.施工工艺流程及操作要点
施工工艺流程
施工流程图见图5.1。
操作要点
5.2.1施工准备
1.技术准备
1)施工图纸审核,核对电缆敷设路径、位置、固定方式等。
2)核对电缆线路与所连接设备相位,确保相位正确。
3)根据电缆的型号、规格选取电缆输送机与滑车。
施工准备
图5-1施工流程图
4)计算电缆敷设过程侧压力:
pT/R
式中P—侧压力,N/m;
T—牵引力,N;
R—弯曲半径,m
5)计算电缆牵引力,电缆线路牵引力计算公式见表521-1,各种牵引条件下的摩擦
系数表521-2。
表5.2.1-1电缆线路牵引力计算公式
牵引部分
示意图
计算公
式
水平直线
部分
r
■
~~、
T口WL
倾斜直线
T2
T1
T1
WL(cos1sinJ
部
分
T2
WL(cos1sinJ
布勒算式
T2WRsinh(sinh
1)T1
WR
水平弯曲
部分
李芬堡算式
T2T&osh()*可
(WR)2sinh(
)
简易算式
T2T
1
T2
WR
[(1-2
)sin2(
cos)]T1
t
12
当
—时
2
T2
WR2
r/4厶\n
可T1三
凸曲
F
T1
当
12[
(1)2
T2
WR
[2sin
(12)(
cos)]T1
面
12
彳
当
—时
2
T2
WR[2(1
2)2]T12
垂直弯曲部分
—d
R
当
’c[2(1
12
T2
T1
WR
-[(12)sin2
(cos)
]
R
—f~k
12
[(i)sin2
1
歹
当
—时
2
T2WR[(1
2)2可
T2
凹曲
FT2
当
T1.2[(1
1
WR
面
T2
T1
”rouin(42
)(cos
)]
R
12
[2sin(1
—时
2
T2
-WR
2_
(1)2]
当
T1212[2
倾斜面内垂直弯曲部分
凸曲面
,WRsin一2、•c(、I
T2T1—[
(1)sin2(cos)]
1
WRsin2
T2T1———[(12)(cos)2sin]
凹曲面
R
勺7
T2T12[
(1)sin2(cos)]
1
R隊Z
T2T1丁[
(1)(cos)2sin]
1
表521-2各种牵引条件下的磨擦系数
牵引时的条件
摩擦系数
牵引时的条件
摩擦系数
钢管内
0.17〜0.19
混凝土管,有水
0.2〜0.4
塑料管内
0.4
滚轮上牵引
0.1〜0.2
混凝土管,无润滑剂
0.5〜0.7
砂中牵引
1.5〜3.5
混凝土管,有润滑
0.3〜0.4
注:
混凝土管包括石棉水泥管。
6)一般电缆均绕在电缆盘上进行拖放,在牵引电缆时尚需克服电缆盘轴孔与轴间的摩擦
力。
在孔和轴的配合较好的情况下,摩擦力可以折算成15m长的电缆重量。
在核算总的
牵引力时,还需要计入牵引钢丝绳的重量,一般可折算成相当于5m长的电缆重量。
7)计算施工设备的功率及损耗,确定临时施工电源方案。
8)编制工程项目管理实施规划或安全施工技术方案。
2.现场准备
1)根据电缆分段长度、地面交通状况及空间选定最优放线点。
2)安装临时施工动力电源及照明。
3.人员准备
施工前,对敷设电缆的施工人员进行技术交底,明确技术和安全工作细节。
4.施工工器具准备
主要机具包括吊车、凹型拖车、发电机、电缆放线支架、电缆输送机、滑车、载波电话
及配套的辅助工具。
522敷设通道检查
5.电缆隧道、电缆沟通道、工井通道清理,保证电缆敷设通道内畅通、无积水。
6.电缆排管疏通检查及管口保护
对电缆敷设所用到的每一孔排管管道进行检查,先用软布清洗排管管内泥沙,再用排管
疏通器,进行双向疏通清理,处理排管接头毛刺;排管疏通器是长约600mm外径为0.85
倍排管孔内径的短段厚壁钢管,钢管的重量宜相等于同长度电缆,两端焊接有牵引环,其后
串接一个橡胶塞组成,如图5.2.2-1所示,在试通一段排管孔后,如发现钢管表面有纵向刮
伤痕,表明管内壁有毛糙尖角。
橡胶塞是为了排除管孔内残余的屑末或淤泥等。
图5.2.3-1排管疏通器
7.复测电缆路径长度及敷设位置,复核电缆接头位置。
5.2.3现场布置、调试通信和动力设备
1.在电缆盘、牵引端、转弯处、竖井、隧道进出口、终端、电缆输送机及控制箱等关键部
位设置载波电话,载波电话应由同一电源供电,调试载波电话(其他通信设备)保证通
信畅通。
2.电缆敷设前,在电缆盘处、电缆隧道内搭建电缆放线支架,放线支架要求平稳、牢固可
靠。
安装井口滑车,井口滑车与井圈牢固固定,避免坠入井下。
搭建好的放线支架和井
口滑车的布置位置应满足电缆弯曲半径要求。
3.排管口、高差起落处均安装环型滑车,以防电缆划伤、跳位。
电缆排管敷设,牵引电缆
时,由于工井内工作面积小,牵引设备一般设置在地面上,这时就需要在工井内临时安
装开口单轮滑车,以便改变自上而下的牵引力方向,滑车的规格应和牵引力相配,滑车
开口是为了便于取出或放进牵引绳,校正安放滑车挂钩位置。
4.根据牵引力计算结果,确定电缆输送机布置方案。
一般每隔20m左右放置一台电缆输送
机,每隔3〜4m放置一个滑车(以电缆不拖地为原则),在敷设路径转弯、上下坡等地
方应增加电缆输送机,并加设转弯滑车。
敷设机具布置见图5.2.3-1。
5.电缆敷设工作井垂直落差较大时,应根据电缆本体重量计算结果,在工作井口放线架处
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
放缆机2放缆机1、、、、
或工作井垂直向下中、'控制位加设电缆输送机。
6.牵引机、电缆输送电源控电气控制系统全放缆机子后应进行调试,确保所有输送机同步运
施工电源行,且运行性能良好电源控制箱,控制右侧所有放缆机
控制
图523-1敷设机具布置示意图
1)按主控箱正转按钮,听到接触器吸合声后,检查主控箱和分控箱电压正常,分控箱上指电源线、控制纟
示灯指示正常;
2)把电缆输送机电源线插到分控箱上,转动电缆输送机上倒顺开关,使电缆输送机运行方
向与实际相符后,输送机上开关位置不能转动;
3)各输送机运行方向调定后,按主控制箱上停止、正转、反转按钮电缆输送机应能同时停
止,正转启动,反转启动。
4)启动电缆输送机,按动任何一个分控箱上停止按钮都可使全线停止工作。
5.2.4电缆敷设
1.电缆盘运至施工现场后,核对电缆型号、盘长、拆盘、检查电缆外观。
如采用现场电缆
放线架,电缆按敷设方案运输到位,现场吊装电缆盘安放至的电缆放缆架(钢轴)架起。
2.将电缆尾端固定在电缆盘上,隧道、电缆沟一般通过人力展放牵引绳,一般电缆出厂都
装有牵引头,如果缺少这种牵引头,安装钢丝网套,由于钢丝网套只是将牵引力过渡到电缆外护层上,而护层的允许牵引强度小,因此不能代替牵引端,只有经过计算,牵引
力小于护层允许牵引力时才能使用,一般只做辅助牵引用。
在电缆牵引头和牵引绳之间
安装防捻器。
机械敷设电缆时最大牵引强度宜符合表524的规定。
电缆最大牵引强度(N/mm?
)表5.2.4
牵引方式
牵引头
钢丝网套
受力部位
铜芯
铝芯
铅套
铝套
塑料护套
允许牵引强度
70
40
10
40
7
3.电缆隧道井口,排管口处专人看护,防止硌伤电缆。
4.电缆敷设过程中,电缆盘处设1〜2
名人员负责检查电缆外观有无破损,协助牵引人员把电缆牵引头从电缆盘上端引出,顺利送到井口下方或牵
引至电缆输送机上见图5.2.4-1。
5.将电缆导入滑车和电缆输送机,操作分控箱启动电缆输送机,旋紧电缆输送机紧固螺杆使履带夹紧电缆。
电缆
在人工和电缆输送机的共同作用下向前输送,电缆到达下一台电缆输送机时,重复上述
操作。
6.使用电缆盘制动装
置控制电缆盘停止
和转动速度,电缆
盘线速度应与电缆
输送速度同步,电
缆盘制动装置控制
见图524-2。
电缆
敷设的速度不宜超
过15m/min,一般取
图5.2.4-2控制电缆盘制动装
6m/min。
7.敷设过程中,如果电缆出现余度立即停机、刹紧电缆盘制动装置,将余度拉直后方可继续敷设,防止电缆弯曲半径过小或撞坏电缆。
8.当电缆脱离滑车时,操作电缆输送机人员在出线方向扶正电缆;发生异常情况马上按
动跳闸按钮,及时向主控台负责人报告情况,主控台负责人允许后方可排除故障。
9.当盘上电缆剩约2圈时,应立即停机、刹紧电缆盘制动装置,在电缆尾端捆好绳,将电缆用人力缓慢放入井下,防止电缆坠落。
10.电缆敷设过程见示意图524-3电缆隧道内敷设,图524-4工井、排管电缆敷设。
放缆车
转弯滑车
电缆输送机
电缆盘刹车装置
——,
LI!
I
直线滑车
524-3电缆隧道内敷设示意图
1
V
.■
■
524-4电缆在工井、排管敷设示意图
11.电缆终端头预留安装余度1〜1.5m。
中间接头处同相两条电缆一般重叠3m以上,作为
接头安装余度。
不同相电缆中间接头之间距离符合设计要求。
临时切除电缆余度后,应
立即对电缆头部进行密封处理,电缆切断口套上配套的聚乙烯热缩管及热缩帽,采用热
缩喷枪(汽油喷灯)对其进行加热、密封。
必要时进行金属护套搪铅封金属帽。
12.每条电缆标识路名,将相色带缠绕在电缆两端的明显位置。
13.检查电缆密封端头是否完好,如有问题及时处理。
14.检查电缆外护套是否损伤,如有损伤,采取修补措施。
525电缆固定
8.电缆就位后,施工人员用拿弯机具调整电缆的波幅,测量波幅符合设计要求。
箍和皮垫将电缆固定在支架上或地面槽钢上,见图5.2.5。
10.紧密品字型排列的电缆用尼龙绳每隔
1m进行绑扎。
11.
在电缆隧道转弯两侧的切点和坡道引上、引下部位进行连续固定。
12.电缆抱箍固定电缆时,橡胶垫要与电缆
接触紧密。
13.外护套试验通过后,电缆抱箍或固定金具安装防盗螺母。
5.2.6质量检验
1.电缆支架、电缆固定应符合设计要求,电缆弯曲半径应满足最小弯曲半径、蛇形波幅应
符合设计要求。
2.直埋电缆隐蔽前填好签证记录。
直埋敷设电缆的埋设深度符合设计规程要求,一般
0.7-1m,覆土的土层或黄沙填实,电缆盖板应前后衔接,不能有间隙。
3.排管内电缆敷设后排管孔密封严实。
4.电缆敷设完毕后做好三级检验工作,检验合格后填写检验记录并签字确认,施工相关记
录归入工程竣工资料。
5.2.6。
5.2.7人员组织
电缆敷设应根据工程量和施工环境合理安排施工,具体施工人员组织见表
表5.2.6劳动力组织情况表
序号
岗位
数量
职责划分
1.
现场总指挥
1
负责现场组织、工器具调配、关系协调等工作
2.
技术负责人
1
负责现场的敷设技术指导把关工作
3.
质量负责人
1
负责现场的质量监护和检查工作
4.
安全负责人
1
负责现场的安全监护和检查工作
5.
施工人员
30
负责现场施工工作
6.
起重人员
4
负责设备吊装工作
6.材料与设备
本施工方法无特别需要说明的材料,采用的机具设备见表6-1、消耗材料表见表6-2。
表6-1机具设备表
(以隧道内敷设220kV2500mm,电缆段长500m为例)
序号
工具名称
规格
单位
数量
用途
1.
吊车
60吨
辆
1
电缆吊装
2.
凹型拖车
20吨
辆
1
电缆运输
3.
发电机
80kW
台
1
电源
4.
电缆输送机
JSD-5B
台
30
电缆敷设
5.
井口滑车
一
个
1
电缆敷设
6.
转弯滑车
ZCL
个
8
电缆支撑
7.
直线滑车
HCL
个
150
电缆支撑
8.
控制系统
一
套
1
电缆输送机控制
9.
载波电话
HB925
台
20
隧道内通信
10.
防捻器
一
个
1
消除扭力
11.
电缆校直器
CB-160
套
1
调直或弯曲电缆
12.
电锯
HRB-300
把
1
电缆切断
13.
有害气体检测仪
PGM-2000
台
1
有害气体检测
表7-2消耗材料表
(以敷设220kV2500mm,电缆段长500m为例)
序号
材料名称
规格
单位
数量
用途
1.
无水酒精
一
瓶
1
清洁
2.
丙酮
一
瓶
1
清洁
3.
玻璃
3mm
2m
0.05
去除外电极
4.
电源线
2.5mm2
m
500
临时电源
5.
医用手套
一
付
2
清洁
6.
保鲜膜
一
卷
1
清洁
7.
①28尼龙绳
一
m
30
牵引
8.
相色带
20mm/(黄、绿、红)
盘
3
做标记
9.
记号笔
一
支
1
做标记
7.质量控制
8.
7.1.工程质量控制标准
DL/T5161-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》
7.2.质量控制措施
7.2.1电缆转弯处最小弯曲半径符合验收规范要求。
详细见表7.2.1。
表7.2.1电缆最小弯曲半径
电缆型式
多芯
单芯
橡皮绝缘电力电缆
无铅包、钢铠护套
1OD
裸铅包护套
15D
钢铠护套
2OD
塑料绝缘电力电缆
无铠装
15D
2OD
有铠装
12D
15D
注:
表中D为电缆外径
7.2.2电缆敷设允许最低温度符合厂家要求,厂家无要求时,应符合验收规范规定的电缆
允许敷设最低温度,低于此温度时应采取加热等措施。
详细见表7.2.2。
表7.2.2电缆允许敷设最低温度
电缆类型
电缆结构
允许敷设最低温度(C)
橡皮绝缘电力电缆
橡皮或聚氯乙烯护套
-15
铅护套钢带铠装
-7
塑料绝缘电力电缆
-
0
7.2.3电缆穿管或穿孔时设专人监护,防止划伤电缆。
724电缆及其管、沟穿过不同区域之间的墙、板孔洞处,应采用非燃性材料严密堵塞。
如安装阻水法兰,应密封严实,其材质为非铁磁性材料。
7.2.5排管内经过清理后仍有疑问时,应在排管电缆敷设时用血6-8尼龙绳缠绕电缆保护避免外护套损伤
7.2.6电缆就位应轻放,严禁磕碰支架端部和其它尖锐硬物,调整蛇形波幅时,严禁使用
有尖锐棱角铁器。
7.2.7电缆敷设时,控制转弯处的侧压力符合厂家的规定;无规定时,不应大于3kN/m。
7.2.8设专人看守转弯滑车两侧,防止电缆出现余度损伤电缆。
每台输送机间需派专人随时调整滑车的位置,防止滑轮移动与翻转。
7.2.9电缆敷设完成后,对电缆外护套进行绝缘电阻测试和直流耐压试验,如试验未通过,
应及时查找电缆外护套破损点,对破损处外护套进行绝缘密封处理,直到试验合格。
7.2.10每条电缆标识线路名称,将相色带缠绕在电缆两端的明显位置,电缆线路名称及两端
相色带正确清晰,确保相位正确。
7.2.11电缆蛇形波幅误差一般控制在土10mm以内。
7.2.12电缆悬吊固定、引上固定过程中应多处固定,防止局部受力过大,损伤电缆。
7.2.13电缆引上位置裕度符合设计要求,端部密封良好。
7.2.14电缆敷设位置、排列及固定正确、可靠,牢固美观。
7.2.15电缆敷设完成后,及时填写敷设记录和相关资料并整理归档。
9.安全措施
9.1电源系统采用三相五线制。
接电源时,两人操作,做到一人监护一人操作。
9.2隧道内临时照明电源电压应为36V。
9.3施工时井口四周装设围栏和安全警示标志,设专人看护,夜间施工井口处应装设警示
灯。
9.4电源配电箱应接地良好,漏电保安器安装符合要求,电缆输送机及控制箱接地良好。
9.5在隧道内使用电源,遇潮湿结露地段导线接头必须用防潮接线盒,防止人员触电。
9.6电缆敷设施工人员进入隧道前,要进行有害气体检测,氧气、一氧化碳、可燃性气体、
硫化氢气体含量合格后方可下井工作,不符合要求时采取通风措施,符合要求后方可
下井工作。
在隧道内工作区域应持续监测或定时监测,并应做好记录。
9.7工作人员上下井时配备速差自控器。
9.8在工作井起重、运输重物时,如电缆输送机、转弯滑车等,使用机械吊装或人工吊装的方法,并采取保护措施,保证设备和其它附件完好。
9.9吊装电缆盘前,检查起重工具,如钢丝绳型号是否符合要求,钢丝绳套有无断股,轴
承座及吊装环是否开裂等,吊装时起重臂下严禁站人,设专人指挥。
8.10电缆凹型拖车水平就位,防止电缆盘偏向一侧受力。
8.11在电缆敷设中注意对运行电缆的保护,勿登踏、磕碰运行电缆。
8.12敷设电缆过程中,主控箱处设专人指挥工作,保持通信畅通,如果失去联系应立即
停止敷设,通信畅通后方可继续敷设。
8.13每人看守电缆输送机不能超过两台,重点部位一人一台。
8.14每台电缆输送机要有专人经常检查,发生故障及时处理。
8.15电缆牵引时,施工人员严禁在牵引内角停留。
8.16电缆输送时,严禁用手在滑车进线方向调整滑车或垫放东西。
8.17电缆上、下支架时动作一致,防止电缆碰撞电缆支架。
8.18隧道内动火必须履行动火手续,专人监护,并配备消防器材。
8.19进入隧道人员配备手电等应急照明器材。
8.20电缆外护套试验时,电缆对端专人看护,试验区域设好围档,试验完毕对电缆放电接地。
8.21每天工作结束后清点人数,人员全部上井后盖好隧道井盖,无人看守时断开电源。
10.环保措施
10.1施工前,合理选择电缆敷设地点,尽量避免占用土地植被、林地树木等地区。
10.2施工过程中,注意保护周围环境、做到少破坏植被,余土、弃渣妥善处理。
10.3施工过程中,注意做好土建成品的保护,对施工中临时做的施工标志在施工后及时进行清除。
10.4合理安排工作计划和资源调配做到节能降耗,减少施工过程对电能、车辆等的使用。
10.5施工完毕后及时清理施工现场,杂物和包装物品集中存放、及时运走,做到工完、料尽、场地清,恢复地貌。
11.效益分析
10.1电缆敷设施工环境较为复杂,空间
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- 110 kV 以上 电力电缆 敷设 施工 方法