高速铁路20kV电力系统施工技术探讨_孙吉.pdf

1工程概况本次项目实施为新建雅加达至万隆高速铁路，正线长142.3 km，桥梁长度76.79 km，占比54.5%；隧道长度16.47 km，占比11.69%；路基长度47.64 km，占比33.81%。建有Halim、Karawang、Padaralang、TegalLuar 4座车站。雅万高铁线路正线长度142.3km，设计最高速度350km/h，双线间距4.6m，其中无砟轨道约83.6km，有砟轨道约58.7 km。牵引网供电方式采用AT供电方式，外部供电电源采用150 kV电压等级，电力系统供电电源采用20 kV电压等级，高速铁路接触网系统腕臂及定位装置采用中国设计的简统化形式。中铁电气化局承担印度尼西亚雅万高铁全线电力及电力牵引供电工程的物资采购、施工任务以及暂列金中外电源引入部分。220 kV 配电所设计方案2.120 kV 主接线及运行方式20 kV主接线采用单母线母联断路器分段、母联自投，设20 kV贯通母线段，经调压器后分别馈出20 kV综合负荷贯通线和20 kV一级贯通线路，调压器中性点经小电阻接地，调压器不设旁路开关。正常运行时两路电源同时供电，母联断路器断开，当一路电源失电，失电侧进线断路器打开，母联断路器自动合闸，由另一路电源承担全所负荷。20 kV贯通母线段设无功补偿装置，补偿后配电所进线侧功率因数不低于0.91。2.2平面布置配电所房屋均与站区生产生活房屋合建，设置在一层，Tegal Luar动车段配电所独立设置，采用单层建筑。不设置电缆夹层。一层包括一级综合贯通的调压器室、无功补偿室、中性点接地装置室、通信机械室、备品储藏室、高压室、控制室、高速铁路 20kV 电力系统施工技术探讨Discussion on Construction Technology of 20 kV Power System of High-Speed Railway孙吉，孔祥杰，张俊强（中铁电气局集团有限公司，北京 100000）SUN Ji,KONG Xiang-jie,ZHANG Jun-qiang(China Railway Electric Bureau Group Co.Ltd.,Beijing 100000,China)【摘要】结合印尼雅加达至万隆高速铁路工程的实际建设情况，分析了 20 kV 配电所的设计方案，并提出了 20 kV 电力系统施工建设集成优化技术，深入剖析了本次工程建设中施工技术的使用注意事项，包括配电所电缆沟布局、配电所调压器室母线安装、配电所电缆支架安装、配电所电缆敷设施工、配电所电缆阻燃防火措施等。【Abstract】Combined with the actual construction of Jakarta to Bandung high-speed railway project in Indonesia,this paper analyzes thedesign scheme of 20 kV power distribution station,and puts forward the integrated optimization technology of 20 kV power systemconstruction,and deeply analyzes the matters for attention in the use of construction technology in this project construction.It includesdistribution office cable trench layout,distribution office voltage regulator room bus installation,distribution office cable bracketinstallation,distribution office cable laying construction,distribution office cable fire prevention measures,etc.【关键词】高速铁路；20 kV 电力系统；施工技术【Keywords】high-speed railway;20 kV power system;construction technology【中图分类号】U238；U227【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）04-0153-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.04.046【作者简介】孙吉（1985），男，四川大邑人，高级工程师，从事高速铁路电力及牵引供电研究。Construction Technology工程施工技术153Construction&DesignForProject工程建设与设计工具间及休息室等。配电所内电缆采用电缆沟敷设，调压器室、无功补偿室、中性点接地装置室与高压室连接采用预埋管的方式。配电所位于站区内，不单独设置外部衔接公路道路和消防通道。配电所室外设置综合管沟，管沟设置了电缆支架，配电所区引入馈出电缆沿管沟敷设，强弱电电缆沿沟内不同侧的电缆支架敷设。其余部分采用电缆沟和穿管敷设。3施工准备1）施工调查:在施工前，施工单位应根据获取的施工设计文件及相关资料进行施工调查，并编制施工调查报告。如施工现场的地形、地质、道路运输、设备房屋条件、综合管沟线等情况。2）施工图核对:施工单位应对批准的施工图进行现场核对，确保无误后方可使用。当发现问题时应及时与建设、设计、监理单位联系解决。3）根据调查情况和施工图编制配电所实施方案及作业指导书，对配电所内关键工序的工艺标准、质量控制要求、接口需求进行明确，进行实名制二维码交底。4）利用BIM技术优化布局。施工前期，应采用BIM技术对20 kV配电所设备安装及电缆敷设进行模拟。实现对房屋结构内的设备安装、沟槽管线的优化布置，室内外电缆沟内的电缆模拟敷设，优化电缆径路，确定支架位置。采用BIM技术的可视化、可模拟，对变电所整体布局进行优化，对电缆支架敷设路径等进行模拟，避免施工作业面发生冲突，提高施工效率。4工艺细节优化4.1配电所电缆沟布局配电所房屋为一层结构，取消各设备室分支电缆沟。在调压器室、电抗器室、小电阻室内基础至高压室和主控室电缆沟采用预埋钢管的形式，钢管伸出高压室电缆沟，高度为从下往上第二层电缆支架的位置。为了便于电缆敷设，将室外综合管沟至高压室电缆沟之间预埋管优化为管沟形式，穿墙处设置穿墙板2。4.2配电所调压器室母线安装调压器室进出电缆终端头固定支架由原设计水平单层支架，优化为水平支架下部增加角钢斜撑，避免支架晃动提高稳定性。电缆从调压器上部接入调压器，支架安装高度为2 500 mm。高压电缆头屏蔽层、铠装层分别接地。所有构支架接地采用扁钢或者圆钢连至接地干线。从电缆终端头至调压器接线柱之间采用铜母排连接，并用带有相色标识的交联辐射套管塑封保护。为方便观察调压器各相接线柱运行情况，在调压器室设置L形不锈钢网栅，并设置不锈钢检修门，门上设置电磁锁，当高压开关出于分断位置时，检修门才能打开。网栅及检修门安装位置应保证人身安全及带电距离。4.3配电所电缆支架安装运用BIM技术进行电缆预敷设模拟实现了电源一侧、电源二侧，一级贯通侧、综合贯通侧电缆的分侧敷设，避免了因一路电源电缆故障烧毁另一路电源线路的故障发生；电缆敷设满足电缆弯曲半径，准确定位每根电缆在支架的位置从而确定了电缆支架形式及位置，通过BIM技术的碰撞试验调整支架高度，避免了电缆交叉。各支架的层间横档应在同一水平面上，电缆支架中心的偏差不应大于5 mm。支架固定在电缆沟壁预埋的钢板上，支架底部距离沟底不小于150 mm。综合管沟内电缆支架采用40 mm4 mm扁钢接地，引出2处扁钢分别与综合接地相连接3。4.4配电所电缆敷设施工1）电缆线的布置原则。不同电压等级电缆在支架上敷设时，原则上应按电压等级由高至低的电力电缆、控制电缆、信号电缆自上而下的顺序敷设。不同等级的电缆、一级负荷的两回路不得在同一层敷设。2）完善设计方案。根据图纸，配电工程电缆敷设施工技术能够对其进行更深入的设计，将配电工程电缆的排列设计得更加完整完善，制订出一套具体的施工技术方案，并且能够方便施工流程的相互衔接，加强施工的安全性，起到有效管理施工质量的作用。3）对牵引力进行计算。运用敷设的方式对配电电缆机械在终点处设置牵引机器，在每隔1 m左右处的位置放置一个电缆输送机器，然后结合以往的经验在拐弯处增加10 cm的距离计算牵引力。4）对施工现场进行检查。根据配电电缆机械敷设施工工程，对所需要的设备安装条件进行检查。为了使配电电缆机械设备的功能性能够起到有效的作用，使牵引的力量小于电缆允许的拉力，在施工前要对配电电缆机械敷设的设备进行安全检测，并且对施工周围的环境进行勘察，检查确定电缆盘具154体的安放位置等，对达不到标准的情况立即进行调整。5）进行电缆敷设。在进行电缆敷设之前要做好准备工作，电缆标签以及编号要由专门的工作技术人员以图纸作为依据进行编号。随后在敷设现场必须要有专业技术人员，监督电缆敷设的位置以及型号的使用是否准确，最后进行配电电缆机械敷设工程，电缆不得有铠装压扁、绞拧、铠装或护套损伤等情况。将电缆盘用吊车吊起放在指定位置，然后使用专业放线架支撑起电缆盘，放线架安置稳妥，这样做有利于电缆在盘上端引出，杜绝电缆与地面摩擦的情况出现，使电缆的敷设质量得到保障。在电缆进行牵引之前要在电缆终端装电缆牵引套，在牵引现场必须要有专业的技术人员在场，以此来保证设备的正确操作，然后进行电缆输送设备的布置。电缆输送设备布置要求电缆在终点处放置电缆牵引机，在敷设线路恰当的位置放置电缆的输送机器，每台电缆输送机之间要间隔80100m，并且要在电缆的转弯位置放置一大转角滑轮。6）对电缆进行固定。在配电电缆机械敷设施工结束之后，在电缆的起始端和末端2个地方以及转弯的两侧都要设置固定点，相邻2个固定点之间要相隔510 m的距离。电缆绑扎固定技术要按照敷设一根绑扎一根的原则进行设定，另外，还要对电缆敷设的起始端往回进行绑扎与整理。对电缆桥架敷设的电缆，在其两侧和拐弯处以及交叉的位置都要悬挂标志牌，在直线段悬挂标志牌的间距是20 m，并且标志牌的悬挂规格要一致，在标志牌当中要明确地将电缆编号、规格型号、始末端以及电压等相关的信息标注清楚。7）对电缆线路进行检验。在配电电缆机械敷设施工结束之后，必须要对电缆线路进行验收，以及对电缆相关的器件和设施进行质量检查，对其进行严格的把关，检查标识牌的内容是否有误、有没有装错或者漏装的现象、检查其质量是否合格。为了使电缆的安全运行得到保证，必须要做到以下方面：对于配电电缆回路各不相同的情况以及电压不同，交流与直流电缆不在同一个桥架结构内敷设的情况下，必须在电缆中间增加一个隔板的设置，保证它们之间没有相互干扰；另外，电缆的盖板要齐全并且沟道内不允许出现障碍物和积水；在完成配电电缆机械敷设之后，要按照相关的操作规范对其进行耐压绝缘以及泄露的实验；在验收时要检查电缆线路的两端相应位置是否一致、是否与电网位置相符合。4.5配电所电缆阻燃防火措施穿越不同防火分区、入户、穿越不同楼板以及高压低柜下孔洞均应进行防火封堵。防火封堵应满足印度尼西亚当地防火封堵材料的性能和试验方法、电缆防火涂料通用技术条件和电缆用阻燃包带技术条件。配电所室内配电采用阻燃型电缆（线），进出入配电所的非阻燃性电缆在配电所室内敷设时应采取捆扎阻燃带、外涂防火涂料等阻燃措施。5建维一体在施工过程中，运营管理单位提前介入，使建设标准与维护标准实现有机统一，为实现内实外美、优质高效的生态高铁奠定了基础。一方面，在设计交底、规格书审查、技术联络会等阶段，与接管单位充分沟通，结合相关文件及运营经验，完善相关工艺标准及设备材料技术性能要求，从源头把好关；另一方面，施工过程中，在满足设计文件及规范要求的前提下，结合运营安全风险源，从提高设备运行安全及维护方便等