摘　要：要在福建棉花滩水电站108 m的竖井中垂直敷设高压交联聚乙烯(XLPE)电缆，需考虑电缆的径向机械受压、轴向受拉、电缆扭转、钢丝绳绑扎等问题，为此，对施工前出现的诸多问题进行分析并提出解决办法，重点介绍高落差电缆敷设的技术措施 。施工的圆满完成，为同类型工程提供了经验借鉴。
    关键词：XLPE电缆  高落差  敷设
 
　　福建棉花滩水电站共装设4台150 MW机组，每2台发电机与1台主变压器相连接，共2台变压器。高压侧电压为220 kV，共5回出线（其中一回备用，本期不安装）。厂房为地下式，主变压器洞也在地下，2回252 kV主变压器回路电缆从主变压器洞经过电缆竖井垂直引至180 m高程GIS配电装置中，电缆敷设路径最大高差108 m，5回出线电缆由GIS配电装置引至同高程的出线场地。要在108 m无任何坡度的竖井中无损伤敷设252kV电缆，难度极大，为国内先例。

1 施工前存在的问题
1.1 设计方面的数据资料不全、不正确
　　a）提供的电缆型号、重量、外型、电缆盘内孔的外型尺寸有严重失误（提供的电缆截面为500mm2，实际是630 mm2）。
　　b）不能及时提供完整的设计材料（至今未提供设计说明书），没有在设计图纸上反映某些细节，如回流线的换位位置。在设计技术交底时，施工现场土建杂乱无章，无法对现场仔细勘察，对编制施工方案造成极大困难。
　　c）大量套用日本厂家的施工图纸，图纸中出现把弯曲半径设计成为施工中的1.8 m ，电缆在竖井口出现交叉，不符合国家标准。
1.2 施工环境问题
　　电缆敷设前，以下问题尚待落实：电缆隧道土建尚未完工，弯曲半径是否符合规范要求？预埋件是否符合设计，安置是否牢固？隧道、竖井等处地面是否平整，是否存在危及电缆安全的尖锐物体及建筑废料？施工通道有无照明，要求的施工电源（负荷容量20 kVA）是否已提供？
1.3 消耗性材料供应问题
　　由于电缆及附件由业主方面提供，所订消耗性材料是否充足不得而知。
1.4 电缆敷设要求高
    a) 按设计要求，水平敷设的电缆 5 400mm间距电缆单侧偏置弧垂为(170±30)mm,除电缆上终端及转向位置采用电缆固定码固定外，其余部位均用尼龙绳十字绑扎；竖井内高落差电缆的敷设要求两个3 000 mm间距蛇行波电缆两侧偏置弧垂为(170±30)mm，且不同部位的电缆码型号要求不同，此种电缆敷设方式对于施工人员是第一次尝试。
　　b）安装220 kV电缆附件比安装110 kV电缆附件严格，主要前者的户外终端瓷套重，况且因为场地限制，4组户外终端头不能使用吊车吊装瓷套管，如何进行安装是一个新课题。
1.5 通信问题
　　由于电缆竖井屏蔽的原因，所用对讲机功率不够，竖井内相隔10 m左右就没有信号 。竖井内敷设电缆，讲究施工配合，这是一个必须解决的问题。
1.6 如何控制工期及进度
　　在108 m的竖井中垂直敷设高压XLPE电缆，需考虑电缆的径向机械受压、轴向受拉、电缆扭转、钢丝绳绑扎等重点技术问题，不解决好这些问题，势必影响整个高落差电缆敷设的施工质量和进度。
2 存在问题的解决办法
2.1 解决设计方面的问题
　　请建设单位召开施工图设计会审，组织专业技术人员对施工图中的疑问和缺陷向设计单位质疑，使问题在施工之前尽早解决。
2.2 解决施工环境方面的问题
　　进入施工现场前，对电缆敷设走廊进行检查时又发现新的问题：隧道、竖井等处地面非常粗糙不平整，危及电缆安全的尖锐物体及建筑废料到处都是；电缆隧道的弯曲半径不符合规范的要求；预埋件不符合设计；施工通道拥挤、土建尚未完成，照明线路需自行安装；施工电源需购买；竖井顶部可承重50 kN的挂钩、起导向作用可受力20 kN的横梁尚未安装就位。由于存在这些问题，根本不能进行电缆施工。技术人员详细分析现场情况，对施工方案进行了多次修改，重新确认电缆的敷设方式，计算出输送机敷设的位置，综合考虑拉力、交通等问题，确定电缆盘的合理布置及安全措施，并采取了变通方法：敷设至满足长度，先放置在地下并做好保护后，再敷设第二相电缆，同样敷设各回路各相电缆，等到场地移交后即将各条电缆送上终端位置。
2.3 解决消耗性材料的问题
　　为了避免由于消耗性材料不足导致停工，我们自带充足材料，以做备用。
2.4 解决通信问题
　　请专业公司解决，提供2种备用方式。
2.5 电缆敷设准备工作
　　按照安装110 kV电缆终端瓷套的吊装方式进行施工，用承载30 kN的2套吊链进行吊装。为了满足电缆附件厂家对电缆附件施工的温度、湿度、洁度环境要求，在电缆户外终端搭建外型尺寸为9 m×3．8 m×3 m的工作平台，中间横梁可承载15 kN。
3 电缆敷设的技术措施
3.1 电缆敷设的技术参数
　　施工所用电缆型号为252 kV－Cu／XLPE／Al／PVC1×630 mm2，本体及附件均由日本住友电缆公司制造、提供。线芯导体直径d＝26．5 mm，电缆外径D＝107 mm，电缆单位质量ρl＝13．7 kg／m。电缆敷设技术参数：根据国标GB50168—1992，采用铜芯做为受力部位，将牵引头与电缆线芯牢固连接，允许最大牵引力为35 kN；采用铝护套为受力部位，允许最大牵引力为18．46 kN，铝护套不变形牵引力实测结果为5 kN，允许最大侧压力为3 kN／m；最小弯曲半径在施工中为2．5 m（设计提供1．8 m）。通过电缆主隧道水平敷设4回路电缆，每回路电缆全长分一段，隧道内的电缆均放在已安装好的支架上，用电缆码固定，摆波形利用电缆自重及电缆扳弯机进行施工，保证5 400mm跨距电缆的偏置弧垂为（170±30）mm，另从GIS开关室经竖井敷设两回路电缆至主变压器室，电缆全长分一段，电缆线路敷设时最大落差108m。竖井内的电缆用电缆码固定在墙上。按设计要求，两个3 000 mm间距蛇行波电缆两侧偏置弧垂为（170±30）mm。
3.2 电缆敷设的施工方案
3.2.1 出线场至GIS开关室4回电缆的敷设　　
    出线场至GIS开关室4回电缆的敷设可采用以下2种方案：　　
    a）采用卷扬机牵引，电动滑轮、托辊滑轮配合敷设的形式。将电缆盘放置在出线场隧道南侧尽头地面上，牵引机放置在GIS室正对2号交通洞位置上进行牵引（牵引机位置应预埋锚钩或有可借力牢固的物体），速度小于15 m／min。牵引完毕后用人力将电缆送上GIS开关预定位置。经计算，全线的总牵引力6．958 kN，最大侧压力2．461 kN／m,均小于电缆最大允许载荷。出线场至GIS开关室间各回交联电缆（三相）为一个电缆盘。因此当L1相敷设完毕，留出全线及终端制作长度后，两侧各留出约2 m的预留长度（注意考虑波形摆线长度），将电缆锯断封口后，进行下一相敷设。采用多点捆扎，在电缆上每隔1 m左右绑一根绳子，共绑3～5次，以平均护套受力，使侧压力符合规范要求。
　　b）电缆盘位置不变，采用人力进行导引，配合电动滑轮、电缆输送机、托辊滑轮的敷设形式。由上述计算可知，电缆较短，牵引力较小，可采用3人进行导引，在电缆上每隔3 m左右放置托辊滑轮，动力采用4～8台电缆输送机与20部电动滑轮辅助配合，这种方法使敷设简化，较适合本次施工。计划在每回三相电缆敷设完毕后，即进行人力摆线及电缆固定工作。位于上层构架的电缆摆线需用脚手架每隔3～5 m搭建外型尺寸为3 m×1．2 m×1．5 m的作业平台，用人力将电缆先移动到平台上，再移至电缆支架上，利用平台逐渐将全线电缆放置到设计位置。
3.2.2 GIS开关室至主变压器的电缆敷设
　　GIS开关室至主变压器Ⅱ、主变压器Ⅰ两回电缆的敷设，采用机械、人力混合的敷设方法。特别要求在竖井顶部安装可承重50 kN的挂钩，起导向作用可受力20 kN的横梁。两回电缆每三相盘绕一个电缆盘，采用30 kN慢速卷扬机制动溜放，电缆输送机、电动滑轮、托辊滑轮配合敷设的形式。此种形式把钢丝绳绑扎在电缆上，使电缆受力分散，以降低电缆受自身重力产生的影响。现以最长的主变压器Ⅱ回L1相电缆敷设为例加以说明 ：
　　a）首先将电缆盘放置在出线场地面上，把电缆经由平面段（2号交通洞隧道、GIS开关地下隧道、1号交通洞）一直敷设至竖井口，卷扬机放置在竖井正对1号交通洞位置进行制动溜放。电缆盘支架应放置在牢固物体上，并准备好三角木垫或其他代用物以备急用，卷扬机可靠固定，钢丝绳通过上部挂钩（承载50 kN）及起导向作用的横梁上的定滑轮挂在电缆上。平面部分直线滑轮每隔1．5～2m布置1个，入竖井及出竖井转弯位装置满足弯曲半径的导向架，减少对电缆的侧压力。
　　b）溜放速度保持6 m／min。在平面段采用12台固定牢靠的电缆输送机起电缆平面输送及电缆入竖井后的备用制动作用，防止因卷扬机突然制动失灵导致电缆坠落。竖井段安排16人，设4人专门绑绳。竖井底部安排5人，采用2台电缆输送机与电动滑轮与卷扬机同步。钢丝绳采用弹性变形的尼龙绳绑扎在电缆上，借弹性作用，使绑扎绳扣都均匀受力。采用规格为6×（19）、直径为13 mm、安全系数为5的钢丝绳和直径为5 mm的尼龙绳双股绑扎方法。为防止钢丝绳滑脱，尼龙绳在电缆上采用分别间隔式绑扎。由于电缆匀速施放，竖井顶部与底部导线架侧压力可不予考虑。当电缆放至竖井底部时，钢丝绳的总受力为14．5 kN，按每扣可承力0．5 kN计算（小于护套允许最大受力），共需至少30个扣，因此竖井放线至少每隔1 m绑一个扣，原则上绑扣越多越好。采用动态作业，即保持电缆以6 m／min的速度匀速施放，布置4人分别在两层间隔进行绑绳。电缆在平面段，因范围较短（约50 m），且电缆隧道无弯曲，不考虑拉力的问题。
　　电缆被牵引到终端头位置后，悬挂在竖井的电缆应及时固定，切不可放置时间过长 。虽然竖井上部有卷扬机及电缆输送机起制动作用，竖井中的电缆重量由钢丝绳承受，但毕竟不是安全的状态，一旦发生意外，竖井中的电缆重量将由竖井口的电缆自身承担,轴向受力14．5 kN尚在允许值以内，电缆在竖井顶部导线架侧最大压力为5．8 kN／m，超过允许值，电缆外护层有损坏危险。竖井内电缆的固定方式必需从竖井底部开始向上进行，使电缆承受的重力逐步予以解除，并使电缆蛇行布置较为容易，因为当下部安装好后，借助上部卷扬机调整好电缆长度和蛇行波后，即可安装向上的第二个电缆固定夹,如果由竖井口向下安装，当上部第一个电缆固定夹固定后，上部的卷扬机即失去作用，整个竖井中的金具无法安装，同时电缆自重转由该电缆固定夹承受，可能迫使电缆固定夹的压力大于电缆承受侧压力，导致电缆损坏。
3.3 施工情况
    本次施工基本按照预定的施工方案进行，但在现场施工时有以下不同之处：
    a) 由于电缆施工现场人员较为复杂，为确保施工安全，决定采用当天放线当天固定的方式进行，即电缆在竖井内悬空不过夜。为实现这一目标，在钢丝绳上每扣扎2匝、在电缆上扎1匝，每扣间距离为300～500 mm,用活扣收尾，该方法大大提高电缆钢丝绳的绑扎效率。
    b) 施工中发现电缆输送机与卷扬机的速度不能同步，为保证钢丝绳受力，决定采用电缆不落速度略快于钢丝绳下放的速度的放线思路。由于电缆输送机速度不可调，利用人手根据现场情况进行卷扬机速度的动态调整，圆满完成了任务。
4 结论
    a) 在竖井敷设电缆时，未发生电缆溜滑现象，外护套、铝护套未有出现损坏变形情况；
    b) 电缆敷设后，对电缆PVC护层进行绝缘电阻测试和1 min的10 kV的直流耐压试验，全部敷设电缆通过，没有出现敷设质量问题。
参考文献

[1] GB 50168-1992,电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].