摘要：目前传统的110kV电缆敷设方式其实还存在些不可控的环节，给电缆敷设质量、成本、工期保障带来不确定因素，本文通过实际案例，分析了现有的作业模式存在的缺陷，探讨利用先进的技术和装备为工程建设服务，为今后智能化技术的应用提供借鉴和参考。
关键词：110kV电缆；敷设；智能化
引言
我国经济建设快速发展，用电容量日益增加，对供电可靠性、安全性提出了更高的要求，电缆是供电系统的大动脉，为了保证电缆线路安全、经济运行，应把电缆的敷设施工摆放在重要的位置。电缆敷设是一项技术性很强、工艺水平高的重要工作，由于施工现场条件复杂，电缆型号规格各异，技术要求不同，给施工造成了一定的困难，尤其是场地条件差，机械无法施展，工井之间位差大，一条电缆经常上下变化几次位差，拐弯多，工程量大，所有这些因素，始终是困扰施工单位的一个难题[1]。
随着科学技术的发展，涌现出许多先进的技术和仪器设备，因此，探讨利用可行的智能化技术去协助完成工程建设，对提高工程质量、提升人机功效、缩短作业工期都有非常大的帮助。
1.案例分析
1.1工程概况
东莞某输变电配套电缆线路工程，线路基本沿着某大道人行道走线。从220kV某站110kV侧间隔出线后左转，沿着变电站围墙绕行至某路东侧，电缆路径沿着某路东侧人行道边往南，接着沿着规划中的某路南侧走线，后再往东敷设至某大道西侧的人行道上，沿着某大道人行道往南敷设行至某路路口，以顶管施工方式穿过某路行至某路南侧，沿着某中路南侧人行道预留的位置往西走线，穿过现有道路及规划路后以顶管方式穿过某河道后从某路左转行至某路东侧，然后接入110kV某某变电站。
该项目共新建变电站三回110kV出线，电缆通道长约5.04km，其中新建钢筋混凝土电缆沟3730米，新建12孔电缆顶管通道708米，埋管通道317米；新建电缆工作井41座、中间接头井5座。第一回为110kV某某线，敷设电缆长度5190m：第二回为：110kV某某甲线，敷设电缆长度5190m：第三回为：110kV某某乙线，敷设电缆长度5190m。三回110kV电缆线路均采用FY-YJLW03-Z-64/100-1×800mm2电缆。
1.2电缆敷设施工方案
1）敷设电缆施工步骤
准备好施工机具→全面清理电缆沟内杂物→导轮就好位，特别注意转弯处→牵引机的就位→电缆盘就位，起开包装，拉出电缆头→施放牵引绳，并作好两端连接→牵引电缆→校正电缆位置，并检查电缆→电缆沟内填细砂和盖混凝土盖板→电气试验及验收。
电缆敷设方式是将电缆放置在滑车上，利用机械牵引电缆放置到位。
2）电缆敷设存在的风险
1、电缆外护套损伤，造成外护套绝缘不合格；
2、电缆铝护套受外力挤压变形，造成铝护套与电缆线芯之间的间隙不合格；
3、电缆转弯半径不合格，给外护套、铝护套留下质量隐患；
以上的质量风险在竣工验收试验可能是合格的，但在运行了一段时间后，这些隐患将影响电缆的安全稳定运行。
3）电缆敷设风险防控措施
1、敷设电缆前，对电缆沟内进行清理，防止杂物、尖利物在施放电缆过程中，损伤电缆；
2、敷设电缆过程中，设专人指挥，并跟随电缆一起前进，随时指挥控制电缆的牵引速度；电缆敷设时，应按从转角内侧到外侧的顺序敷设，以避免电缆间相互磨损；每个转弯处、电缆孔洞处应设专门监护人，施工人员手扶电缆进排管时应加强监护，并随时提醒施工人员注意，以防走神；
3、在较复杂的路径敷设时候，其速度应适当放慢，转弯处的侧压力不应大于3KN/m，电缆最小弯曲半径不应小于20D（D为电缆外径）。电缆敷设后在终端头与接头附近宜留有备用长度；
4、电缆连续两次转弯时，为满足弯曲半径要求，应满足：L≥（4R×X-X²）×0.5，L=弯曲段投影长度，m；（X=弯曲段水平或垂直偏移距离，m；R=电缆允许弯曲半径，m）；
5、电缆牵引需安装牵引头（由厂家配套），在电缆牵引头和牵引绳之间安装防捻器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆敷设电缆时最大牵引强度不超过70N/mm²；
6、电缆隧道口、桥架口检修通道进出线口处派专人看护，防止刮伤电缆及牵引绳；
7、电缆敷设过程中，电缆盘处设3～4 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，顺利送到桥架或检修通道下方；
8、将电缆导入滑车，启动绞磨，电缆在机动绞磨的作用下向前输送，在电缆到达下一台电缆滑车时，应减慢牵引速度，避免牵引头卡在滑车上损坏电缆桥架及电缆，待牵引头全部通过滑车后方可加快牵引速度；
9、使用人工控制电缆盘的转动、停止和转动速度，电缆盘转动速度应与绞磨牵引速度同步，电缆敷设的速度控制在6~15m/min；
10、电缆牵引头处始终跟随一个人员监护，每个转弯滑车处派专人负责查看电缆在牵引过程中的弯度，始终让电缆在施放过程中使其弯度大于20倍电缆外径，以避免电缆因弯曲损伤；
1.3电缆敷设竣工总结
该项目电缆敷设路径需穿越河道、工厂、马路，周围环境复杂，转弯、爬坡等各种路况都有，且接头井间的距离也远大于常规设计，在电缆敷设过程中可谓困难重重，也走了些弯路，有时候为了防止电缆变形，就各种方案进行现场反复验证，最终保质完成了电缆敷设任务，但较计划工期、计划成本都有所增加。对该项目电缆敷设施工进行总结，存在以下问题：
1、土建施工的电缆沟道部分设计没有考虑到后期电缆敷设的便利，导致部分位置转弯半径临界于规范，要靠专项措施辅助；
2、为减少牵引力想利用电缆输送机辅助敷设，但电缆沟道设计时没有考虑到放置电缆输送机的位置，导致无法放置电缆输送机；
3、在电缆敷设过程中某些受力点靠人为判断电缆是否变形来评估侧压力是否超标，这是最不可控的风险；
4、对于管道内的利物（比如水泥块或者其他异物）清理的是否干净只能够靠经验判断，并不能做到眼见为实；
5、敷设过程中当牵引力过大时，又要重新调整转弯角度、考虑增加电缆输送机、增加滑车，导致延长工期；
以上问题的存在，都增加了人力成本，导致工期的延长，甚至给电缆后期的安全运行留下隐患，这些问题其实一直终困扰着施工单位，是迫切需要解决的问题。
2.智能化敷设技术的探讨
现在科学技术的发展日新月异，已经涌现出许多新的技术和装备。将这些新技术、新装备充分应用到我们的生产中，可以提高我们的施工质量，降低施工作业成本，并确保工期可控。
2.1 BIM信息系统的应用
BIM 是 Building Information Modeling 缩写，中文意思即：建筑信息化模型，也可理解为建筑数字模型。是近年来在建筑设计行业中新兴的一种工程数字化设计方式，通过整体虚拟建筑信息模型实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等工作。涉及领域广泛，目前大量用于设计、建造、管理等的数字化管理工作，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，采用 BIM 技术，不仅可以实现设计阶段的协同设计，施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护和设施管理，同时打破从业主到设计、施工运营之间的隔阂和界限，实现对建筑全生命周期管理，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少工程风险及浪费[3]。
在设计阶段应用BIM系统建立电缆敷设路径的仿真模型，该模型能够立体的展现电缆敷设路径转弯、爬坡、下坡等实际路况，并且精度可以具体到转弯的角度、上下坡的坡度等等，然后结合电缆的各项参数，形成电缆敷设施工工况与主要材料力学性能分析，进行电缆应力应变仿真模拟，通过该模拟仿真系统，可以提前考虑在哪里放置电缆输送机、在哪里放置滑车，甚至可以优化到电缆敷设的顺序，转弯的滑车应该怎么摆放和固定等等，通过这套仿真系统模拟现场施工，可以在土建施工阶段就考虑到电缆敷设的便利性，大幅提高敷设效率、减少不必要的投入，缩短工期等，并绝对保证电缆的敷设质量。
2.2传感器的应用
“传感器”是指能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。其在工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、工程系统、甚至文物保护等等领域已经得到广泛的运用。
结合电缆敷设工程实际，我们可以应用压力传感器来测量电缆所受到的外应力，与牵引电缆的机械装置配合使用，当传感器测量到电缆所受外力超过设定的极限值时，立刻发出警报信号，同时将该信号传送给电缆的牵引装置让其立即停止作业，保证电缆铝护套不受外力的损伤，另外，传感器也可将数据即时传送到施工人员手中，使施工人员随时可以监测到电缆所受到的外应力大小。
2.3针孔摄像头的应用
“针孔摄像头”，即超微型摄像机。它的拍摄孔径确实只有针孔一般的大小，摄像头的大小则大概有一元硬币那么大，其可以向外发出数据，发射范围可以达到数十米甚至上百米，只要在这一范围内安装接收机就可以收集到视频信号。
对于管道内是否有异物的检查，可以利用针孔摄像头结合照明装置一起使用（现在市面上已经有专业的“管道摄像检测仪”，其使用更加便捷高效），确保管道内无异物，进而保障电缆的外护套不受利物损伤。
2.4陀螺仪的应用
陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，目前已经发展到集成式的振动陀螺仪。陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等优点，目前在管道定位测量领域应用已经非常成熟。
电缆管线的走向并不能完全按照设计的图纸施工（只能够确定入口位置和出口位置），在地底的走向存在很大的随机性，利用陀螺仪探测可以准确的测绘出地下管线的走向图，为电缆敷设各类参数的测量计算提供有力的依据，也为今后建设场地及交通工程建设的设计、迁改、施工的顺利开展提供了重要依据和基础资料。
3.结语
智能施工技术已经越来越多的应用到工程实体中，以上新技术新装备应用在电缆敷设工程中只是我们对智能化技术应用的探讨，随着科技的发展也许有更加好的智能化应用。施工过程中肯定会存在各式各样的问题，只要我们敢想、肯干，就一定会取得成功。
参考文献：
[1]葛维平；朱传兵.高压电缆敷设方法的改进及效果[J].安徽电力，2003年 第3期
[2]电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准
[3]中国 BIM 论坛[EB/OL]./www．bim123．com.
[4]百度百科
论文作者:林龙标
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
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