孫濤

【摘 要】介紹優(yōu)化設(shè)計(jì)改造托電公司凈水廠挖泥船電纜卡具，運(yùn)用緩沖防護(hù)襯墊膠皮的細(xì)節(jié)創(chuàng)意和報(bào)廢的輸煤皮帶廢舊利用的環(huán)保理念，在電纜的安全運(yùn)行、延長其使用壽命、增強(qiáng)供電可靠性等方面均成效顯著，而且具有直觀的材料成本費(fèi)用優(yōu)勢。同時(shí)，對電力生產(chǎn)中需要如何固定需要伸縮移動的電纜提供一種設(shè)計(jì)方法和思路。

【關(guān)鍵詞】電纜卡具 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 電纜絕緣 廢舊利用

1 背景

內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司是總裝機(jī)容量為8*600MW+2*300MW的火力發(fā)電廠，發(fā)電生產(chǎn)用水量巨大，全年平均每天用水量高達(dá)約14萬噸，為此在黃河岸邊修建水廠進(jìn)行取水，供給全廠生產(chǎn)及生活用水。黃河水泥沙多極其渾濁，取水口及平流池積沉大量淤泥，，因此水廠特配備挖泥船清理取水口及平流池底部沉淀的淤泥，以防止淤堵保證供水及時(shí)，從而確保全廠用水可靠。因此，挖泥船的可靠運(yùn)行舉足輕重。

挖泥船設(shè)備其動力來源為單一380V三相交流電源，僅通過一根150米長規(guī)格為3*240mm2+1*120mm2交聯(lián)聚氯乙烯絕緣阻燃C級的架空動力電纜輸電?，F(xiàn)在整段電纜絕緣存在不同程度的磨損，絕緣略低，挖泥船安全運(yùn)行可靠性受到威脅。

2 原因分析

挖泥船需要在寬闊水面上行進(jìn)，而為其提供動力并與其相連的動力電纜必須要隨之進(jìn)退移動的，所以為了保證電纜的機(jī)動性能和絕緣性能良好，所以在水面設(shè)置浮橋，于浮橋上每隔1.5m安裝電纜卡具，電纜穿過卡具，電纜架空離開水面保證絕緣性能的同時(shí)，又可以在卡具內(nèi)伸縮移動保證激動性能。但是現(xiàn)有金屬卡具與電纜直接接觸，運(yùn)動中長期摩擦，電纜外絕緣磨損，加之水岸潮濕環(huán)境，絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)較大，以及陽光暴曬、鹽化學(xué)腐蝕，相比其他環(huán)境更橡膠絕緣更易老化，絕緣強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致短路接地，開關(guān)跳閘停電，挖泥船退出運(yùn)行。

本文介紹處理該項(xiàng)隱患所采取的技術(shù)改造方案，描述以電纜卡具的技術(shù)改造為重點(diǎn)的技改辦法，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，實(shí)現(xiàn)挖泥船可靠運(yùn)行，大大提高其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

3 技術(shù)改造方案的比較及最終確立

針對上述情況，制定技改方案如下：

3.1技改方案一：更換新電纜

（1）所需挖泥船電纜長度：150m

（2）電纜規(guī)格：銅芯3*240mm2+1*120mm2

（3）電纜重量：約1000kg

（4）項(xiàng)目工時(shí)費(fèi)用：約10，000元

（5）新電纜費(fèi)用：約90，000元

3.2技改方案二：優(yōu)化改進(jìn)電纜卡具結(jié)構(gòu)，使用舊電纜

（1）按以下圖1和圖2加工電纜卡具。

圖1

圖2

（2）將圖1加工出的部分焊接到浮船的欄桿上。

（3）用廢舊的膠皮襯墊在電纜與金屬卡具之間，不僅減少電纜與構(gòu)件之間的磨損，降低電纜絕緣損壞程度，而且隔離電纜與金屬卡具，增加電纜對地絕緣。（膠皮尺寸參照表1）

（4）將圖2中加工出的半圓構(gòu)件與圖2構(gòu)件組合起來，用螺栓緊固，固定電纜。

表1

電纜長度 電纜卡具數(shù)量 電纜卡具直徑 膠皮數(shù)量 膠皮長度 膠皮寬度

150m 100個(gè) 15cm 100塊 40cm 8cm

（5）技改費(fèi)用：

①膠皮費(fèi)用：基本為零，所用的膠皮均為庫房廢舊輸煤皮帶，只需人工切割即可。

②電纜卡具改造費(fèi)用：A、機(jī)加工金屬電纜卡具材料費(fèi)：約900元。B、搬運(yùn)費(fèi)：200元。

③技改人工費(fèi)：A、專業(yè)焊接人工費(fèi)：300元。B、切割廢舊膠皮人工費(fèi)：100元。C、專業(yè)機(jī)加工人工費(fèi)：1000元。D、放置電纜人工費(fèi)：800元。

3.3 技改方案比較

3.3.1方案一所花費(fèi)用

項(xiàng)目人工費(fèi)用+新電纜費(fèi)用=10000元+90000元=100000元

3.3.2方案二所花費(fèi)用

膠皮費(fèi)用+電纜卡具改造費(fèi)用+技改人工費(fèi)=0元+1100元+2400元=3500元

3.4方案確立

顯而易見，方案二在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯的優(yōu)勢，僅僅通過更換100只改進(jìn)設(shè)計(jì)的電纜卡具，取代重新放置一根長150米，重1000kg的電纜，就將問題解決。從經(jīng)濟(jì)上，總共節(jié)省了10000-3500=96500元的費(fèi)用，相當(dāng)于每米電纜節(jié)省費(fèi)用643元。而且避免了大量人力投入，既避免了多點(diǎn)大面積分散作業(yè)的安全管理問題，又節(jié)省了人工工時(shí)費(fèi)用。另外通過廢舊利廢，將報(bào)廢的輸煤皮帶切割分剝加工處理成緩沖防護(hù)膠皮加以利用，不僅避免了絕緣磨損并提高電纜對地絕緣，而且環(huán)保再生利用材料，節(jié)省了材料采購成本費(fèi)用，。另外，方案二在經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越的同時(shí)，其合理性、可靠性也毋庸置疑。改進(jìn)設(shè)計(jì)的電纜卡具，在尺寸定制時(shí)充分考慮了挖泥船在運(yùn)行使用時(shí)動力電纜既能在其中靈活移動又最大程度限制大風(fēng)舞動的折中取舍，以及在焊接固定方面的機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)力緩沖、彈性形變等因素，提高了加工精細(xì)度和配合表面的粗糙度，而且，配合緩沖防護(hù)襯墊的膠皮，使電纜受到的摩擦盡可能較少，安全性得到最大保障。

4 技術(shù)改造方案的實(shí)施

步驟一：在機(jī)械加工中心進(jìn)行電纜卡具優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，按圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行加工，尺寸參照圖中標(biāo)注，數(shù)量為100個(gè)。

步驟二：切割廢舊的輸煤皮帶，根據(jù)電纜卡具內(nèi)徑，配合使用時(shí)膠皮的卷曲厚度，按照長為40厘米，寬為8厘米、厚度為1.5厘米進(jìn)行切割分剝，總共需104塊。

步驟三：作業(yè)前的安全措施。

（1）停電。斷開水廠平流池廂式變低壓側(cè)電源5124開關(guān)（00BCW01AB01），并將開關(guān)拉至檢修位，同時(shí)在開關(guān)的操作把手上懸掛“禁止合閘，有人工作”標(biāo)示牌。

（2）做好作業(yè)過程中防止工作人員落入水中的安全防護(hù)措施。

步驟四：準(zhǔn)備好電焊機(jī)，焊條，焊帽，手套，接引焊機(jī)電源，將加工成型的電纜卡具固件，按照電纜軸向焊接到浮船的金屬護(hù)欄上，冷卻后并檢查其牢固程度，以鉛垂和水平調(diào)整矯正。

步驟五：將挖泥船動力電纜放入電纜卡具內(nèi)，在卡具內(nèi)側(cè)與電纜之間緊貼卡具內(nèi)表面，用切割好的膠皮沿軸向圍成圓柱形制成內(nèi)襯墊，用雙股鐵絲沿外層周向固定膠皮卷曲，并同時(shí)與電纜卡具相對固定綁緊，然后用合適的螺栓將電纜卡具活動件與固件閉合緊固。給金屬電纜卡具刷上油漆，防止金屬氧化銹蝕。

步驟六：對電纜進(jìn)行絕緣電阻、交流耐壓等電氣試驗(yàn)，確保電纜絕緣及耐壓等電氣性能均符合運(yùn)行條件。對挖泥船電源進(jìn)行試運(yùn)。

步驟七：挖泥船投入運(yùn)行。

5 效果檢查

5.1質(zhì)量控制檢查

挖泥船送電投入運(yùn)行后，每周定期對其動力電纜的磨損情況進(jìn)行檢查，并拍照做好記錄，該項(xiàng)定期工作持續(xù)進(jìn)行3個(gè)月。結(jié)果證明挖泥船動力電纜未出現(xiàn)直觀磨損傷痕。

5.2總體目標(biāo)檢查

技術(shù)改造后，平流池中域內(nèi)挖泥船移動自如，未受電纜牽絆卡滯，機(jī)動性靈活性良好；電纜卡具沒有開焊變形銹蝕，牢固完好；電纜絕緣試驗(yàn)合格，未降低；挖泥船電氣參數(shù)正常，未發(fā)生因電纜絕緣故障而失電停運(yùn)的情況。

5.3整體效果檢查（如圖）

圖3電纜卡具軸向視圖

如圖3按照電纜軸向焊接到浮船的金屬護(hù)欄上，冷卻后并檢查其牢固程度，以鉛垂和水平調(diào)整矯正。在卡具內(nèi)側(cè)與電纜之間緊貼卡具內(nèi)表面，用切割好的膠皮沿軸向圍成圓柱形制成內(nèi)襯墊，用螺栓將電纜卡具活動件與固件閉合緊固。

圖4 電纜卡具雙股鐵絲牢固綁扎視圖

如圖4用雙股鐵絲沿周向固定膠皮卷曲，并同時(shí)與電纜卡具相對固定綁緊。給金屬電纜卡具刷上油漆，防止金屬氧化銹蝕。

圖5 改造后電纜卡具整體效果

挖泥船在運(yùn)行使用時(shí)動力電纜既能在其中靈活移動又最大程度限制大風(fēng)舞動，同時(shí)考慮焊接固定方面的機(jī)械強(qiáng)度、應(yīng)力緩沖、彈性形變等因素，提高了加工精細(xì)度和配合表面的粗糙度，而且，配合緩沖防護(hù)襯墊的膠皮，使電纜受到的摩擦盡可能較少，安全性得到最大保障。

6 結(jié)語

該項(xiàng)技術(shù)改造以“價(jià)值思維”和“效益導(dǎo)向”為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)運(yùn)用，實(shí)際工作當(dāng)中將“經(jīng)濟(jì)性”、“可靠性”、“安全性”、“合理性”等作為支點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)作，總體項(xiàng)目完成后，總共節(jié)約成本費(fèi)用近96500元，相當(dāng)于每米電纜節(jié)省費(fèi)用643元，電纜卡具結(jié)構(gòu)尺寸及緩沖防護(hù)襯墊膠皮的細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)、報(bào)廢的輸煤皮帶廢舊利用等巧妙技術(shù)和環(huán)保理念的運(yùn)用實(shí)踐，不僅具有直觀的材料成本費(fèi)用優(yōu)勢，同時(shí)對于電纜設(shè)備的安全運(yùn)行、延長其使用壽命、增強(qiáng)供電可靠性以及提升挖泥船動作靈活性、減少功率損耗、提高工作效率等方面均成效顯著。另外，改造后對于維護(hù)檢修工作也有著長遠(yuǎn)影響：定期檢查電纜卡具、緩沖防護(hù)襯墊膠皮、電纜外絕緣等，不時(shí)補(bǔ)漆、緊固鐵絲螺栓等簡單工作，即可免除電纜包繞絕緣、做中間頭、甚至更換電纜等費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)錢費(fèi)力的繁瑣工作。