泵站電氣設(shè)備優(yōu)化改造技術(shù)及案例分析

劉洋洋

（山東大禹水務(wù)建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南）

前言

泵站作為電（熱）能與水能轉(zhuǎn)化的重要工具，在城市供水、水力發(fā)電以及農(nóng)田灌溉等方面具有十分重要的作用，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建筑建設(shè)等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。近年來(lái)，隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，以及建設(shè)水平的不足，越來(lái)越多早期建設(shè)的泵站中電氣設(shè)備開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題，尤其電纜部分，存在線路老化、防水措施失效等問(wèn)題[2-3]。面對(duì)上述情況，為進(jìn)一步保證泵站中電氣設(shè)備安全，需要對(duì)泵站電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，基于此，本研究對(duì)泵站電氣設(shè)備優(yōu)化過(guò)程的要點(diǎn)進(jìn)行研究，以期明確泵站電氣設(shè)備尤其電纜整理部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高線管工程質(zhì)量，具體研究?jī)?nèi)容如下。

1 工程簡(jiǎn)介

某工程為南水北調(diào)東線膠東輸水干線上的重要調(diào)蓄水庫(kù)，主要任務(wù)是調(diào)蓄南水北調(diào)東線分配給濟(jì)南章丘濱州和淄博等城市的用水量，是國(guó)家重要水源地。項(xiàng)目泵站設(shè)2 臺(tái)TL900-16 型900 kW 同步電動(dòng)機(jī)，2 臺(tái)YL560-10 型450 kW 異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓均10 kV 泵站總裝機(jī)容量2 700 kW。主要建筑物包括入庫(kù)泵站、變電設(shè)施、分水閘、出水閘、出（入）庫(kù)閘、放水洞和排滲泵站工程。該工程已投入運(yùn)行8 年，設(shè)備、設(shè)施存在嚴(yán)重的老化問(wèn)題；隨著國(guó)家對(duì)安全生產(chǎn)的重視和電氣技術(shù)的發(fā)展，泵站、閘站現(xiàn)有電氣設(shè)備、設(shè)施不能滿足現(xiàn)有規(guī)范的要求，繼續(xù)改造。

電氣系統(tǒng)作為該工程的心臟，是輸水工程的基礎(chǔ)設(shè)施和輸水安全的基礎(chǔ)保障[4]。為排除安全隱患、進(jìn)一步提高工程運(yùn)行管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，需要在不影響南水北調(diào)工程的正常運(yùn)行的前提下對(duì)南水北調(diào)東線一期工程參控建筑物電氣系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的相關(guān)盤柜和線纜進(jìn)行整改。

2 電氣改造技術(shù)要點(diǎn)

2.1 本工程泵站電氣設(shè)備存在的主要問(wèn)題

（1） 泵站存在電纜老化問(wèn)題，尤其電纜接頭處，出現(xiàn)電纜接頭保護(hù)層脫落現(xiàn)象，除此之外本工程設(shè)計(jì)較早，后續(xù)設(shè)備添加過(guò)程導(dǎo)致現(xiàn)狀電氣設(shè)備接地系統(tǒng)不完善，泵站整體電氣設(shè)備存在安全隱患。

（2） 泵站內(nèi)部電纜溝、橋架內(nèi)存在多條電纜層疊混放，導(dǎo)致電纜之間存在電磁干擾和散熱不良等問(wèn)題。

（3） 電纜井、電纜溝道由于建設(shè)時(shí)間較早，出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象，存在很大的安全隱患。

（4） 盤柜內(nèi)線纜接頭保護(hù)不全，容易斷線或短路，造成設(shè)備損壞。

（5） 現(xiàn)有消防設(shè)施不滿足現(xiàn)行防火消防要求。

（6） 線纜布放不合理、標(biāo)識(shí)缺失，日常維護(hù)不好開(kāi)展，將不可避免的造成設(shè)備穩(wěn)定性差、設(shè)備故障率增加等情況。

2.2 泵站電氣改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本工程存在的主要問(wèn)題為電纜老化及保護(hù)層脫落問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題需對(duì)電纜重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和鋪設(shè)，在進(jìn)行電纜設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照下式對(duì)電氣系統(tǒng)中電纜設(shè)備所允許的最小截面進(jìn)行計(jì)算：

本工程主要是對(duì)現(xiàn)有電纜進(jìn)行檢查、更換并進(jìn)行重新鋪排，在進(jìn)行電纜穿管鋪設(shè)時(shí)，需要對(duì)所允許的最大管長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，確保電纜穿管敷設(shè)時(shí)所允許的最大管長(zhǎng)應(yīng)小于電纜自身的抗拉強(qiáng)度和側(cè)向壓力強(qiáng)度，可表達(dá)如下：

2.3 電纜整理流程

圖1 為高壓電纜整理流程，電纜整理過(guò)程如下文所示。從圖中可知，在進(jìn)行電纜整改過(guò)程中，重點(diǎn)內(nèi)容如下：

圖1 電纜整理改造工作流程

（1） 首先需要對(duì)現(xiàn)狀電纜進(jìn)行拆除，拆除過(guò)程中應(yīng)按照相關(guān)要求對(duì)芯線進(jìn)行逐根拆除，拆除后將段子及插件進(jìn)行緊固，防止零件掉落，拆除過(guò)程中垂直橋架以及電纜溝等位置電纜應(yīng)按照相關(guān)要求逐步拆除，盡量避免電纜外包皮損壞[5]。

（2） 拆除后的電纜應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，不合格電纜應(yīng)進(jìn)行報(bào)廢處理，符合要求的電纜應(yīng)進(jìn)行保護(hù)處理，并妥善安置，由專人進(jìn)行看管。

（3） 鋪設(shè)過(guò)程中要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，各部位的鋪設(shè)應(yīng)按照相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行，電纜通過(guò)橋架以及機(jī)柜內(nèi)應(yīng)進(jìn)行捆軋作業(yè)，同時(shí)要在電纜線路的接頭以及首尾段、常見(jiàn)位置等進(jìn)行標(biāo)識(shí)，避免再次混亂。

2.4 本工程電氣設(shè)備改造主要要點(diǎn)

針對(duì)工程現(xiàn)狀，本工程中電氣設(shè)備的改造要點(diǎn)如下：

（1） 電纜要求，導(dǎo)體為退火銅線，導(dǎo)體緊壓系數(shù)不小于0.9，導(dǎo)體表面光潔、無(wú)油污、無(wú)損傷屏蔽及絕緣的毛刺、銳邊，以及凸起或斷裂的單線。絕緣采用XLPE 絕緣料，絕緣材料厚度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，以低壓電纜為例，電纜絕緣標(biāo)稱厚度見(jiàn)表1[6-7]。

表1 低壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜絕緣標(biāo)稱厚度

（2） 對(duì)各站點(diǎn)接地網(wǎng)、桿塔接地及各類設(shè)備與接地網(wǎng)之間的接地電阻進(jìn)行測(cè)量，接地電阻值的要求電氣設(shè)備接地電阻值1 Ω。不合格電阻值的處理方法：檢查設(shè)備接地線間、接線端子與接地線接觸是否良好，接觸面是否存在污漬，設(shè)備面漆或接地線鍍鋅層未打磨等降低導(dǎo)電性的現(xiàn)象[8-9]。若存在，采取清潔污潰、打磨設(shè)備面漆或接地線鍍鋅層等措施，確保接地端子接觸面導(dǎo)電性能良好。

（3） 電纜溝防水處理，本工程過(guò)程中需對(duì)原有電纜溝內(nèi)電纜支架移除、接地排移除換新。對(duì)原電纜溝漏水點(diǎn)進(jìn)行排查，除標(biāo)準(zhǔn)防水流程外，電纜敷設(shè)完畢后再對(duì)預(yù)埋口穿電纜位置進(jìn)行防水處理，填充多余空間，粉刷防水材料，再用脂肪酸防水素漿找平。電纜溝防水處理見(jiàn)圖2。

圖2 電纜溝內(nèi)防水示意

（4） 鋪設(shè)完成后應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查調(diào)試及試運(yùn)行。靜態(tài)調(diào)試在所有線纜和橋架整改完成后，對(duì)所有涉及線纜整理的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行接線檢查，接線無(wú)誤后各系統(tǒng)通電檢查各信號(hào)、狀態(tài)指示是否正常。

3 結(jié)論

本研究以實(shí)際工程為研究對(duì)象，分析泵站中電氣設(shè)備的優(yōu)化改造技術(shù)要點(diǎn)，所得結(jié)論如下：

（1） 分析泵站電纜設(shè)計(jì)過(guò)程中電氣系統(tǒng)中電纜設(shè)備所允許的最小截面、電纜穿管敷設(shè)時(shí)所允許的最大管長(zhǎng)等內(nèi)容。

（2） 明確了泵站電氣設(shè)備改造技術(shù)要點(diǎn)以及電纜整理流程，并對(duì)實(shí)際工程中電氣改造要點(diǎn)進(jìn)行闡述，進(jìn)一步論證所得結(jié)論。本研究?jī)?nèi)容對(duì)后續(xù)泵站電氣設(shè)備優(yōu)化改造工程的開(kāi)展具有一定借鑒意義。