劉洋洋

（山東大禹水務建設集團有限公司，山東 濟南）

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，在我國社會經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)業(yè)灌溉、城市建筑建設等方面發(fā)揮著重要的作用[1]。近年來，隨著運行時間的加長，以及建設水平的不足，越來越多早期建設的泵站中電氣設備開始出現(xiàn)問題，尤其電纜部分，存在線路老化、防水措施失效等問題[2-3]。面對上述情況，為進一步保證泵站中電氣設備安全，需要對泵站電氣設備進行優(yōu)化，基于此，本研究對泵站電氣設備優(yōu)化過程的要點進行研究，以期明確泵站電氣設備尤其電纜整理部分的優(yōu)化設計要點，提高線管工程質(zhì)量，具體研究內(nèi)容如下。

1 工程簡介

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，主要任務是調(diào)蓄南水北調(diào)東線分配給濟南章丘濱州和淄博等城市的用水量，是國家重要水源地。項目泵站設2 臺TL900-16 型900 kW 同步電動機，2 臺YL560-10 型450 kW 異步電動機，額定電壓均10 kV 泵站總裝機容量2 700 kW。主要建筑物包括入庫泵站、變電設施、分水閘、出水閘、出（入）庫閘、放水洞和排滲泵站工程。該工程已投入運行8 年，設備、設施存在嚴重的老化問題；隨著國家對安全生產(chǎn)的重視和電氣技術的發(fā)展，泵站、閘站現(xiàn)有電氣設備、設施不能滿足現(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，是輸水工程的基礎設施和輸水安全的基礎保障[4]。為排除安全隱患、進一步提高工程運行管理規(guī)范化、標準化水平，需要在不影響南水北調(diào)工程的正常運行的前提下對南水北調(diào)東線一期工程參控建筑物電氣系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的相關盤柜和線纜進行整改。

2 電氣改造技術要點

2.1 本工程泵站電氣設備存在的主要問題

（1） 泵站存在電纜老化問題，尤其電纜接頭處，出現(xiàn)電纜接頭保護層脫落現(xiàn)象，除此之外本工程設計較早，后續(xù)設備添加過程導致現(xiàn)狀電氣設備接地系統(tǒng)不完善，泵站整體電氣設備存在安全隱患。

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

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

（4） 盤柜內(nèi)線纜接頭保護不全，容易斷線或短路，造成設備損壞。

（5） 現(xiàn)有消防設施不滿足現(xiàn)行防火消防要求。

（6） 線纜布放不合理、標識缺失，日常維護不好開展，將不可避免的造成設備穩(wěn)定性差、設備故障率增加等情況。

2.2 泵站電氣改造設計要點

本工程存在的主要問題為電纜老化及保護層脫落問題，針對該問題需對電纜重新進行設計和鋪設，在進行電纜設計時，需要按照下式對電氣系統(tǒng)中電纜設備所允許的最小截面進行計算：

本工程主要是對現(xiàn)有電纜進行檢查、更換并進行重新鋪排，在進行電纜穿管鋪設時，需要對所允許的最大管長進行計算，確保電纜穿管敷設時所允許的最大管長應小于電纜自身的抗拉強度和側(cè)向壓力強度，可表達如下：

2.3 電纜整理流程

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

圖1 電纜整理改造工作流程

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

（2） 拆除后的電纜應進行檢測，不合格電纜應進行報廢處理，符合要求的電纜應進行保護處理，并妥善安置，由專人進行看管。

（3） 鋪設過程中要嚴格按照相關標準進行操作，各部位的鋪設應按照相關特點進行，電纜通過橋架以及機柜內(nèi)應進行捆軋作業(yè)，同時要在電纜線路的接頭以及首尾段、常見位置等進行標識，避免再次混亂。

2.4 本工程電氣設備改造主要要點

針對工程現(xiàn)狀，本工程中電氣設備的改造要點如下：

（1） 電纜要求，導體為退火銅線，導體緊壓系數(shù)不小于0.9，導體表面光潔、無油污、無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，絕緣材料厚度應符合相關規(guī)范要求，以低壓電纜為例，電纜絕緣標稱厚度見表1[6-7]。

表1 低壓電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜絕緣標稱厚度

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

（3） 電纜溝防水處理，本工程過程中需對原有電纜溝內(nèi)電纜支架移除、接地排移除換新。對原電纜溝漏水點進行排查，除標準防水流程外，電纜敷設完畢后再對預埋口穿電纜位置進行防水處理，填充多余空間，粉刷防水材料，再用脂肪酸防水素漿找平。電纜溝防水處理見圖2。

圖2 電纜溝內(nèi)防水示意

（4） 鋪設完成后應對系統(tǒng)進行檢查調(diào)試及試運行。靜態(tài)調(diào)試在所有線纜和橋架整改完成后，對所有涉及線纜整理的設備和系統(tǒng)進行接線檢查，接線無誤后各系統(tǒng)通電檢查各信號、狀態(tài)指示是否正常。

3 結論

本研究以實際工程為研究對象，分析泵站中電氣設備的優(yōu)化改造技術要點，所得結論如下：

（1） 分析泵站電纜設計過程中電氣系統(tǒng)中電纜設備所允許的最小截面、電纜穿管敷設時所允許的最大管長等內(nèi)容。

（2） 明確了泵站電氣設備改造技術要點以及電纜整理流程，并對實際工程中電氣改造要點進行闡述，進一步論證所得結論。本研究內(nèi)容對后續(xù)泵站電氣設備優(yōu)化改造工程的開展具有一定借鑒意義。