摘要：旧电站大多注重机电设备和保护系统的升级改造，而对电缆系统的改造关注较少。由于早期完成电厂电缆和防火要求选型，和当前的实现，有许多差异结合几个技术改造的新规范新电缆，电缆浪费，和旧电缆混合在一起，导致电缆槽容积率超标，功率控制电缆不能独立，电缆加热等问题频繁。因此，这些运行时间较长的电站存在很大的安全风险。本文以某电站电缆处理工程为例，提出了相关电缆改造工程的设计思路和注意事项。
关键词：水电站；电缆；综合治理；设计
一、工程概况
某电站位于松江河干流，电站总装机容量160MW，单机容量为80MW。电站于1994年开工，1997年9月下闸蓄水，12月份两台机组全部并网发电，投产至今已运行21年。
二、治理前存在的问题
某电站投运以来已进行了多次技术改造，技改过程中安装的新设备配置了新的电缆，但废弃的电缆均未从电缆桥架中抽出，造成多处桥架容积率超标，部分桥架严重倾斜、变形，存在垮塌的危险。多处电缆桥架内存在动力电缆与控制电缆混杂敷设的情况，而且控制电缆缺少金属屏蔽层，极易受到强电的干扰，严重影响电站二次系统的正常工作。
部分技改后新增盘柜下方未设置电缆桥架，导致新敷设的盘柜进线电缆长距离悬吊且无固定，既影响美观也不满足规范对电缆敷设的要求。电缆桥架穿墙孔洞和盘柜下方进线电缆孔洞的封堵不满足规范要求，全厂电缆均为非阻燃电缆，相关防火措施不满足现行规范要求。
某电站电缆及桥架改造前部分部位现状如图1所示。
图1某电站未改造前电缆桥架及电缆部分现状
三、改造方法和内容
改造项目与新建项目相对比，不同之处在于进行设计时，电站已经建成，所有设备、管路等都安装运行，必须在现有状态下进行设计。因此在规划路径时不仅要避开已有的管路等障碍，还需按照规范要求避开有可能漏油的区域、变压器等电气设备的正上方、有爆炸危险的区域等等。若新增电缆桥架穿越墙体或楼板等土建结构，需要复核新开的孔洞对土建结构的影响。在施工时需要先将桥架内电缆从桥架中吊起，才可以进行旧桥架的拆除和新桥架的安装，并且在进行电缆敷设时需要结合电站的发电和检修计划分阶段进行，一般选在机组大修期间并结合冬季枯水期进行更换机组自用电和部分公用系统的电缆，待此部分电缆更换完毕后，就可以通过厂用系统的投切来更换其余电缆。在进行电缆敷设前必须先理清所有电缆并将废旧电缆移除，再将需要更换的电缆剪断抽出，最后敷设新电缆并使用电缆扎带与电缆桥架绑扎牢靠。待全部电缆都敷设完毕后，就可以制作电缆及桥架穿墙孔洞的防火封堵和电缆桥架及电缆沟阻火段的设置。
1、电缆桥架改造
大部分电缆桥架按照原路径布置，有些不满足现行规范要求的部位重新布置。例如：油箱下方不能设置电缆桥架，改在两机组段中间设置电缆桥架以增加母线层上下游电缆敷设通道；在电气盘柜或变压器等电气设备的正上方的电缆桥架全部移开；每个盘柜孔洞下方至电缆桥架之间均增加垂直布置的梯级式电缆桥架以解决盘柜至电缆桥架的电缆固定问题，以此避免电缆长距离悬吊问题，如图2。
图2盘柜下方竖直梯级式电缆桥架
因电站投运时间长原设计电缆沟不尽合理，水轮机层电缆沟积水严重。虽然多次使用水泵抽排积水，但效果均不理想。盘柜进线电缆长期浸泡在水中，易造成电缆绝缘的水树老化现象，久而久之最终导致电缆绝缘被击穿，严重影响电站的安全运行。故将水轮机层的电气盘柜由下进线方式改成上进线或使用明敷电缆槽盒的方式敷设电缆。
户外开关站新增电缆沟一条，用以敷设主厂房至户外副厂房和油库等部位的动力电缆、控制电缆和通信光缆等。以此将开关站各部位电缆与副厂房电缆分离，方便以后的检修和维护。
2、电缆敷设
在电缆选型时，考虑到交联聚乙烯绝缘电缆具有耐热性强和绝缘性能优等特点，将全厂动力电缆全部更换为交联聚乙烯绝缘阻燃A级电缆，控制电缆更换为交联聚乙烯绝缘阻燃A级铠装电缆。
电缆敷设时优先选择最短路径，同一侧多层桥架内敷设的电缆，按照电压等级由高至低的顺序排列。将动力电缆布置于上层桥架，控制电缆、通信电缆布置于下层桥架，做到强电至弱电电缆分层布置，同时抑制强电回路动力电缆对弱电回路控制和信号电缆的干扰。对于双电源供电回路的动力电缆使用不同路径或分层设。动力电缆敷设时不可堆叠，综合电缆敷设系数和电站未来增容改造的计划电缆桥架容积率不应大于70%。控制电缆敷设时需要捆扎并排列整齐，堆叠层数不可超过三层。对于各条原埋管敷设的电缆因电站投运时间较长及相关规范的更新等原因，将通过电缆桥架到各个负荷点的电缆全部采用明敷的形式，这样不仅降低了施工难度还方便后期运行维护。在电缆敷设过程中还需要将印有电缆编号和起终点设备编号的标识牌布置于电缆的直线段每20m、转弯及首尾处。
3、电缆防火封堵
每层电缆桥架底部均需装设耐火隔板，同时在电缆桥架的分支处和电缆竖井每隔7m（建筑物楼层）设置防火阻燃段。所有电缆贯穿的孔洞均使用防火堵料封堵严密，对盘柜下方和电缆桥架穿墙孔洞进行封堵时，可在适合位置布置数根两头用防火堵料封堵严密的镀锌钢管作为穿墙孔洞的预留电缆孔，以后如有新电缆需要敷设时只需将镀锌钢管从封堵中取出，再将新增电缆穿过孔洞的防火封堵并用防火材料将电缆与防火材料之间的缝隙封堵严密即可，这样在最大的程度上对原孔洞的防火封堵的损坏降至最小。某电站户外开关站规模较小，因此户外电缆沟在分支处和每隔60m的直线段设置防火隔断。以上所有孔洞的封堵和防火隔断的左右或上下1.5m内的电缆均需刷防火涂料。
结束语
老旧电站存在不同程度的电缆选型、电缆敷设和防火封堵等不满足现行规程
规范要求，电缆桥架容积率超标等问题，严重危及电站的安全运行。因此在进行改造时必须重视电缆的综合治理，在进行电站改造时必须认真察看现场实际情况，因地制宜地选择合理的改造方案，以满足现行规范要求，保证电站的可靠运行。
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论文作者:张富斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：电缆论文; 桥架论文; 电站论文; 孔洞论文; 电缆沟论文; 穿墙论文; 动力论文; 《基层建设》2019年第16期论文;