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摘要:本文從供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、變電所的選址和布置、電纜敷設(shè)方式的選擇、電線電纜的選用、照明照度、室外配電柜(箱)、防雷接地等幾個(gè)方面分析了港口工程電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,并提出了相應(yīng)的解決措施,為工程高質(zhì)量完成并交付使用提供了前期保障。
關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng)變電所電纜敷設(shè)電線電纜照明照度室外配電柜(箱)防雷接地
1.供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
供配電系統(tǒng)是整個(gè)電氣工程的核心,良好的供電系統(tǒng)在保障供電可靠性的同時(shí),還能減少供電事故的發(fā)生。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要確定工程的用電負(fù)荷等級(jí),然后根據(jù)負(fù)荷等級(jí)確定高壓進(jìn)線回路和高低壓母線的接線方式,在設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到由于當(dāng)?shù)毓╇姉l件限制,外部高壓電源不能滿足使用要求的情況,比如一、二級(jí)負(fù)荷需要由兩路高壓電源供電,但是有些地方條件不允許,只能提供一路高壓電源,那么對(duì)于一級(jí)負(fù)荷,我們就需要考慮設(shè)置相應(yīng)的變電站;對(duì)于二級(jí)負(fù)荷則可以考慮采用柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。對(duì)于一、二級(jí)用電負(fù)荷,我們通常采用兩路高壓電源同時(shí)使用、互為備用,低壓采用單母線分?jǐn)嗟慕泳€方式。但是對(duì)于當(dāng)?shù)貤l件有限的二級(jí)負(fù)荷,也可以采用兩路高壓電源一備一用,低壓采用單母線不分段的接線方式?;蛘咭宦犯邏弘娫垂╇?,采用柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源的接線方式。
2.變電所的選址和布置
變電所的設(shè)置牽扯的問(wèn)題比較多,也是電氣設(shè)計(jì)中的重要組成部分,設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)碰到一些問(wèn)題,比如:為了不占用港區(qū)堆場(chǎng)或其它場(chǎng)地而把變電所設(shè)置在港區(qū)的某個(gè)角落;對(duì)電纜出線回路較多的項(xiàng)目,不確定采用電纜溝還是電纜夾層;排水措施不到位,致使電纜泡水等問(wèn)題。其實(shí)在符合規(guī)范的前提下,變電所應(yīng)該盡量設(shè)置在負(fù)荷中心,這樣才能做到供電距離短,減少電纜長(zhǎng)度和電壓損耗,節(jié)約電纜。變電所室內(nèi)盡量布置緊湊,節(jié)約空間。如果饋線電纜不是很多,采用電纜溝敷設(shè)就能滿足的情況下,盡量采用管溝敷設(shè),但是對(duì)電纜出線較多,并且還有后期建設(shè)的項(xiàng)目,應(yīng)盡量采用電纜夾層,電纜夾層不僅利于后期電纜的更換和維護(hù),而且為后期增加電纜提供很多便利。不管采用哪種敷設(shè)方式,電纜夾層和電纜進(jìn)出口必須采用有效的防水措施,方法有沿地下室的外墻內(nèi)側(cè)設(shè)置排水明溝和集水坑,在電纜進(jìn)出口采用隔水設(shè)施等。
3.電纜敷設(shè)方式的選擇
港區(qū)常用的電纜敷設(shè)方式有直埋敷設(shè)、穿管敷設(shè)、橋架敷設(shè)、電纜溝和電纜隧道敷設(shè)等。這幾種敷設(shè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn),從技術(shù)上來(lái)講,電纜溝和電纜隧道敷設(shè)方式便于施工、維護(hù)和檢修,大大降低了反復(fù)開(kāi)挖路面的情況和重復(fù)投資的次數(shù),但電纜隧道初期投資巨大,并且排水、通風(fēng)等方面要求較高,因此這種敷設(shè)方式在項(xiàng)目規(guī)模大,同路徑敷設(shè)電纜數(shù)量很多的情況下才考慮使用。穿管敷設(shè)分為排管包封和直接穿管敷設(shè)兩種方式,穿管敷設(shè)每間隔50-70m做一個(gè)電纜井,在拐角處做電纜井,由于這種方式在穿管保護(hù)電纜的同時(shí),更換電纜比較靈活,也不用開(kāi)挖路面,投資相對(duì)較少,因此是港區(qū)最為通用的敷設(shè)方式。相對(duì)來(lái)說(shuō),直埋敷設(shè)和電纜橋架敷設(shè)則是屬于經(jīng)濟(jì)型的敷設(shè)方式,直埋方式雖然經(jīng)濟(jì),但不利于電纜的維護(hù)和檢修,一旦遇到電纜故障,即使使用測(cè)試儀測(cè)出故障點(diǎn),也要開(kāi)挖路面才能維修,非常不方便。電纜橋架通常在碼頭和引橋區(qū)等電纜不能采用埋設(shè)的情況下使用,橋架敷設(shè)安裝簡(jiǎn)便、維修方便、敷設(shè)時(shí)考慮電纜的散熱即可。因此在設(shè)計(jì)中,對(duì)電纜敷設(shè)方式的選擇要結(jié)合實(shí)際情況,根據(jù)工程條件、環(huán)境特點(diǎn)、電纜型號(hào)和數(shù)量等因素,用發(fā)展的眼光,按照滿足運(yùn)行可靠性、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則確定。
4.電纜的選擇
電纜的選擇一般包括電纜型號(hào)和規(guī)格(導(dǎo)體截面)的選擇。
4.1電纜型號(hào)選擇
選用電纜時(shí),要綜合考慮電纜的用途,敷設(shè)條件及安全性。根據(jù)用途的不同,可選用電力電纜、架空絕緣電纜、控制電纜等;根據(jù)敷設(shè)條件的不同,可選用塑料絕緣電纜、鋼帶鎧裝電纜、鋼絲鎧裝電纜、防水電纜、防腐電纜等;根據(jù)消防或安全性要求,可選用阻燃電纜、耐火電纜、無(wú)鹵阻燃電纜等。
4.2電纜規(guī)格選擇
確定電線電纜的使用規(guī)格(導(dǎo)體截面)時(shí),一般應(yīng)考慮發(fā)熱,電壓損失,經(jīng)濟(jì)電流密度,機(jī)械強(qiáng)度等選擇條件。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大,故一般先按發(fā)熱條件選擇截面,然后驗(yàn)算其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度;低壓照明線因其對(duì)電壓水平要求較高,可先按允許電壓損失條件選擇截面,再驗(yàn)算發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度;對(duì)高壓線路來(lái)說(shuō),則應(yīng)先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面,然后驗(yàn)算其發(fā)熱條件和允許電壓損失;而高壓架空線路,還應(yīng)驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度。
5.照明照度
照明設(shè)施在港口的主要作用是為港區(qū)和碼頭的生產(chǎn)和生活提供照明,工作環(huán)境中亮度過(guò)低或者過(guò)高就會(huì)影響到人們的正常視力,有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)眩光的情況,這都會(huì)對(duì)生產(chǎn)和作業(yè)產(chǎn)生不利影響,因此照明設(shè)施的配置必須以合理和實(shí)用性為主,否則就達(dá)不到使用需求。要想達(dá)到理想的照明,必須選擇合適的照明照度,照度的選擇必須嚴(yán)格參照規(guī)范和相關(guān)規(guī)定,光源和燈具的選擇要符合實(shí)用、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)性原則,以往港口室外照明主要以高壓鈉燈、金鹵燈等傳統(tǒng)光源為主,室內(nèi)照明主要以高壓鈉燈、熒光燈為主,隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型LED光源由于具有發(fā)光效率高、耗電量小、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度低、安全可靠性強(qiáng)、反應(yīng)速度快、單元體積小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),逐漸取代大部分傳統(tǒng)照明光源,成為新型的港口照明型式。
6.室外配電柜(箱)
港口室外配電柜(箱)大多采用金屬材料制成,在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題:(1)自身導(dǎo)電,存在安全隱患;(2)耐腐蝕性差,使用壽命短;(3)銹蝕嚴(yán)重,涂層易剝落,嚴(yán)重影響環(huán)境美觀。以上問(wèn)題的出現(xiàn)主要有兩個(gè)方面的原因,一是電箱的制作材料選取不合適,二是IP等級(jí)選擇不合理。IP等級(jí)是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí),IP等級(jí)由兩個(gè)數(shù)字組成,第一個(gè)數(shù)字表示防塵,第二個(gè)數(shù)字表示防水,數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越佳。相關(guān)規(guī)范規(guī)定室外電源進(jìn)線箱防護(hù)等級(jí)不低于IP54,防水配電防護(hù)等級(jí)可按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作參考,配電箱IP值越高說(shuō)明防水等級(jí)越高。由于港口經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)的影響,在設(shè)計(jì)中,配電柜(箱)的安裝高度、防護(hù)等級(jí)和制作材料都要考慮,目前港口室外配電柜(箱)的防護(hù)等級(jí)已經(jīng)可以做到IP67或以上,配電柜(箱)密封也非常好,既防水也防灰塵等,而且還耐酸耐堿,防水配電箱的箱體材料采用優(yōu)質(zhì)的冷軋鋼板靜電噴塑處理,采用全絕緣防護(hù)。
7.防雷接地
防雷接地設(shè)計(jì)是港口工程中必不可少的一部分,防雷接地設(shè)計(jì)不合理會(huì)直接造成安全隱患,危及港口人身安全。因此必須引起重視。在設(shè)計(jì)之前,需對(duì)工程所在地區(qū)的雷擊情況進(jìn)行詳細(xì)的了解,確定一年中的平均雷擊次數(shù),而后根據(jù)規(guī)范確認(rèn)防雷等級(jí),然后再進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì),而不是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者推測(cè)直接確定防雷等級(jí),這樣反而會(huì)引起一系列的錯(cuò)誤。在碼頭接地中,我們常用碼頭沉箱或樁基內(nèi)的鋼筋作為接地引下線,采用扁鋼或圓鋼作為接地連接線,而類似游艇和浮躉這樣的碼頭,由于碼頭是通過(guò)滑輪掛在樁上上下浮動(dòng)的,是無(wú)法采用扁鋼或圓鋼作為接地連接線和采用樁基作為引下線的,最好的做法就是采用有撓性的銅芯線作為接地連接線,如果接地電阻不能滿足要求,則在岸上加打接地極。以上從幾個(gè)方面對(duì)港口工程電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析和提出了相應(yīng)的解決措施,為了保證施工質(zhì)量,避免浪費(fèi)成本,保證施工進(jìn)度,所有電氣專業(yè)可能存在的問(wèn)題要以施工前的預(yù)防為主,設(shè)計(jì)人員不但要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中做好自查和把關(guān),而且要做好檢查記錄,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)改正。以確保工程高質(zhì)量完成并交付使用。
作者:宋曉莉 單位:廣東省航運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司
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