摘要：针对火力发电厂电缆设计、施工过程中存在的电缆布置方式不当、电缆材料和规格选型偏保守、电缆桥配置不合适，以及施工管理等方面存在的问题，结合神华内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司一期工程的实际情况，通过采取严格控制电缆长度、合理安排电缆走向、科学选取电缆材质和截面积等手段，对电缆设计进行了优化并提出了建议。
关键词：火电厂；电缆敷设；选择
我国电网工程改造后，许多大型电力项目正积极开展，这为缓解国内输电、用电压力提供了极大的方便。电缆敷设是电网施工中的基本项目，通过将各线路连接起来组成大型网络，及时为各地区用户输送了大量的电量。电缆敷设并非简单地将电缆电线埋设在地下或架空到地面，而是要按照工程设计图纸严格操作，这样才能让电缆在电力系统中发挥预期的作用。针对早期的电缆敷设存在的缺陷，施工单位要制定更加科学的敷设方案，让电线电缆发挥更好的作用。文章据此提出相应优化措施。
1电缆敷设路径优化的意义
1.1节约电缆及敷设材料
在进行发电厂电缆敷设设计时，优化设计工艺设备及电气设备的布置，优化配置电气设备，优化电缆敷设路径，减少电缆敷设长度，不仅可节约材料，也节省了电缆投资，进而减少工程总投资。
1.2降低电缆损耗
电缆长度缩短，相应减少了电缆中的电量损耗；同时电缆长度缩短，电缆中的对地容性电流降低，减少了电缆中的无功损耗；在电缆敷设时电缆之间距离保持一定的裕度，减少电缆的发热量，使电缆工作在温度较低的环境中，即相应增加了电缆的载流量，减少了电缆的损耗。
1.3减少火灾的发生及电缆的损坏
电缆的合理敷设，使电缆受周围环境的影响降低，避免与工艺高温管道及高温区域接触，可以避免电缆因周围环境温度高而引发自燃，同时也消除了电缆燃烧对周围环境及设备的影响。选择合理的电缆路径及敷设材料，可减少周围环境和电缆相互干扰而引起的事故概率。本文以某火力发电厂设计工程为例，从工程设计及计算机辅助电缆设计两方面阐述了电缆敷设路径的优化方法，并给出了优化前后的技术经济分析结果。
2电力电缆的分类及应用
2.1电力系统
电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。
2.2信息传输系统
用于信息传输系统的电线电缆主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。
2.3机械设备、仪器仪表系统
此部分除架空裸电线外几乎其他所有产品均有应用，但主要是电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等。
3火力发电厂电缆敷设优化
3.1电缆敷设方式及路径优化
由于电缆沟敷易因地面积水涌入沟内引起电缆绝缘破坏，且存在煤灰沉积到沟内引发火灾事故的隐患，国华宝电一期工程在设计时对电缆沟敷设方式有所限制。该工程主厂房及集控楼内的电气电缆设计采用了架空敷设方式，主厂房内原则上不挖电缆沟。为了便于安装接线，只在个别配电室（集控楼0mUPS交流电源、直流系统配电室）局部挖设了电缆沟。根据本工程设备的实际安装情况，对电缆的路径选择进行了现场分析，确定了“走近路，躲高温，避管道”的原则。设计时，将锅炉一次风管道上部的桥架转移到了炉前区，采用普通电缆，大幅降低了设备采购成本，提高了设备的安全可靠性。
3.2材料优化
①耐高温电缆
随着科技的进步，目前许多电缆制造商推出了不同耐受温度等级的耐高温电缆，材料为氟塑料或硅橡胶，据介绍使用温度可达250℃甚至更高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有些电厂主厂房内的低压电力电缆、控制电缆、直流电缆等都采用了耐高温电缆，致使工程投资大幅提高。另外，耐高温电缆目前都是按企业标准生产的，并没有相关的国家标准，其使用寿命、阻燃特性及毒性等参数都难于考核。本工程按照有关规范的要求，选择电缆路径时考虑了电缆敷设和维护的便利性，并且尽量避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等的危害。
②耐低温电缆
国华宝电一期工程位于内蒙古呼伦贝尔地区，冬季气候严寒干旱，最低温度可达－47℃。有关规范要求，-20℃以下环境应按低温条件进行电缆选型设计，选用交联聚乙烯、聚乙烯绝缘、耐寒橡皮绝缘电缆。根据运行经验以及电缆厂家的说明，交联聚乙烯、聚乙烯绝缘电缆可以在-40～70℃条件下使用，电缆允许敷设在环境较差的区域。主厂房外部敷设电缆时，不论是耐低温电缆或其他电缆，都需要合理安排电缆敷设时间，在进入冬季之前完成电缆敷设工作，以免电缆绝缘受到破坏。
③电缆截面优化
国家标准已经将热控测量及控制回路用电缆的线芯截面下限从1.0mm2调整为0.75mm2，工程应用实例表明新标准能够保证接线端子压接牢固，并且在一些密集接线的机柜中占据的空间更小。另外，由于热控电缆绝大部分敷设在电缆桥架上，受外力破坏的机会极低，只要在拉放电缆过程中按照规定的方法施工，其机械强度能够满足要求。本工程DCS开关量采集电压为直流24V，从安全角度考虑，开关量信号采用了截面为1.5mm2电缆；模拟量信号采用了截面为1mm2电缆；热电偶补偿电缆截面由2.5mm2更改为1.5mm2。
④电缆总屏蔽
国华宝电一期工程将电缆总屏蔽由铜丝屏蔽改为了铜带屏蔽，采购成本降低了5%左右，生产周期缩短1倍以上，接地性能也得到提高。
⑤电缆绝缘材料
除脱硫室外部分使用了聚乙烯电缆，辅助车间其他热控电缆都使用了聚氯乙烯电缆，电气控制电缆也全部采用了聚氯乙烯电缆。
⑥电缆长度
设计阶段对电缆长度进行了优化，机敷电缆以网络节点间的实际距离为准计算长度，人工敷设电缆则控制了电缆的裕度。采用增加就地接线盒或接入端子箱的方式尽量合并了电缆，对于始端较近、终端相同的电缆也进行了合并。在规程允许的范围内，严格控制了电缆备用芯数量，7芯及以下电缆一般不留备用芯。
3.3阻燃电缆和耐火电缆的选用
国华宝电一期工程严格按照规程要求完成电缆的各项防火措施，并与主体工程同时投产。选择阻燃电缆的类别时，重点明确了阻燃电缆的应用范围，考虑了各种类型阻燃电缆的价格差别，通过技术经济比较后，最终确定阻燃电缆的种类。
3.4电缆桥配置优化
集控楼是整个电厂的控制中心，电缆夹层为电气、热控以及通信电缆最为集中的部位，电缆桥架的布置方式非常重要。设计和配置不当时，经常会出现因桥架不够电缆严重溢出，或桥架过多导致闲置无用的情况。根据DCS控制柜内电缆集中的特点以及桥架走向，在电缆桥架设计阶段通过与热控专业进行沟通，适当增加了7.8m汽轮机房电子间下夹层电缆桥架的规格和层数，减少了电子间后2列电气部分的电缆桥架层数，使得电缆敷设更加合理，也保证了电缆敷设工作的顺利进行。
3.5降低电缆损耗
电缆长度缩短，相应减少了在电缆中的电量损耗，同时电缆长度缩短，在电缆中的对地容性电流降低，减少了电缆中的无功损耗，在电缆敷设时电缆之间距离保持一定的裕度，减少电缆的发热量，使电缆工作在温度较低的环境中，即相应增加了电缆的载流量，减少了电缆的损耗。
结束语
综上所述，通过以上对火力发电厂电缆及电缆敷设的选型优化，以及结合电气系统配置、工艺设备的布置对电缆敷设设施及电缆路径的优化，可实现在火力发电厂节约投资、减少施工及维护工作量、保证电厂的安全运行、避免火灾等灾害的发生以及火灾时尽量减少损失。对火力发电厂的投资及运行有着重要的意义。
参考文献：
[1]刘晓明.火力发电厂电缆敷设优化选择分析[J].水能经济，2015（11期）：57-59.
[2]徐小锋.影响电缆敷设质量因素分析及对策[J].科技创新导报，2015（16）：188-188.
论文作者:袁也
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：电缆论文; 火力发电厂论文; 工程论文; 国华论文; 截面论文; 长度论文; 路径论文; 《基层建设》2019年第25期论文;