预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用--中国期刊网

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预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：段小金

[导读] 摘要：预制舱式变电站作为一种全新的变电站建设方式，能够在一定程度上满足当前的变电站建设规划需求。

        广西聚源供电设计有限责任公司广西 530022
        摘要：预制舱式变电站作为一种全新的变电站建设方式，能够在一定程度上满足当前的变电站建设规划需求。本文分析了预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用，并提出了有效的应用措施。
        关键词：预制光电缆技术；预制舱式变电站；应用
        当前，我国所使用的预装式变电站主要由电力变压器、高压开关设备、低压开关设备、链接元件以及其他辅助设备等组合而成。根据链接元器件及主接线的不同要求，会将其布置在一个或多个箱体内，也被称为箱式变电站。
        1.预制光电缆技术概述及应用优势
        1.1预制光缆技术概述
        光缆接线通常采取现场熔接的方式，由于具体工艺较为复杂，受操作人员技术水平、周边环境温湿度、粉尘的影响较大，容易出现熔点质量参差不齐的问题，一旦遇到急剧变化的恶劣环境或长期在恶劣环境中运行都容易产生安全隐患。但随着科学技术的进步，光纤科技得到迅速发展，在进行光缆单端、双端预制连接器时，借助即插即用的新型预制光缆技术，可以大幅度降低光缆的现场施工强度，消除传统光缆接线产生的质量风险，大大缩短变电站的施工建设周期。
        1.2预制电缆技术概述
        电缆多用在光缆传输的模拟量信号及硬接点开关量上，传统的电缆接线多使用端子排的接线方式，在屏柜内部两侧安置端子排，并将电缆芯通过端子排进行有效连接，如果电缆芯与端子排连接不牢固，导线尾部压制不合规，就会产生较大的安全风险。另外，导线规格必须与压接压头的规格相匹配，使用专业的压接工具对其进行压接，压接完毕后技术人员要对导线压接点的拉脱力、接触电阻等进行仔细检测。但是在实际的压接作业中，大部分的施工现场都不具备相应的检测设备及检测条件，且一般用螺钉对端子排与导线尾部的压点进行压紧，该过程需要配合使用专门的螺丝刀、钳子等工具，人工操作起来效率较低。
        1.3应用优势
        大部分变电站电气设备的二次接线主要采用电缆与光缆，由于光缆需要应用特定的熔接设备对光缆进行现场熔接；电缆所使用的端子排接线方式，需要技术人员对电缆进行逐一对芯连接，布线工作量大，耗时长，这就导致变电站安装设计规划效率低。而预制式变电站使用预制舱体作为一次、二次电气设备的安装容器，且相关设备的安装调试都是在工厂内完成的，现场二次接线连接工作是影响预制舱式变电站施工周期的主要因素，在预制舱式变电站设计中，应用预制光电缆技术，使用标准化的接线插座与插头，提前制定好对应的针脚配置与接线端口，采取“即插即用”的安装模式，这能够在最大程度上缩短预制舱式变电站的施工周期。
        2.预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用
        2.1预制光缆的“即插即用”应用方案
        2.1.1光缆预制方法
        光缆预制方法有两种，即单端预制与双端预制。其中单端预制指的是光缆的一端在工厂内提前完成预制，另一端则在现场进行熔接；双端预制是光缆两段都事先在工厂内完成预制，无需到现场进行熔接，双端预制与单端预制在工作量上能够节省全部的熔接工作量；在余长控制上，双端预制由于出厂前已经全部熔接预制，因此在长度上无法向单端预制那样根据实际情况进行改变；在备用芯上，双端预制的备用芯也全部采用预制的模式，需要对其进行收纳，而单端预制可以采取熔接加跳线的方法来减少对备用芯的收纳压力。
        笔者在本文主要讨论预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用。由于预制舱是变电站主要采取模块化设计方式，各预制舱壁安置的光电缆转接箱，成为舱体对外部进行链接的主要接口设备，加上预制光缆的长度可以根据舱体接口规格进行精准计算，因此预制舱式变电站在设计中多选用双段预制光缆，在预制舱安装完毕后，用预制双端光缆对各预制舱进行链接，实现二次接线的“即插即用”，减少现场熔接工作量。

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        2.1.2预制光缆连接器
        预制光缆连接器作为预制光缆的核心部位，应与光缆成为一体化结构，具有结构小巧、对接简单牢固、紧凑、耐腐蚀等特点。常见的预制光缆连接器外部为高强度金属外壳，能够抵御施工时发生的挤压、时踩踏等偶发事故，与光缆固定连接处采用尾管及注胶的工艺结构，不仅强度大，还具有较高的拉力水平，能够满足光电缆施工中遇到的各种复杂路径施工要求。此外，预制光缆连接器的衰减小、对接精度高，能够显消除光路损耗，降低光路熔接断点的出现概率，保障光电缆信号的传输质量。
        2.1.3设备侧预制光缆连接方式
        预制光缆连接器作为预制光缆与其他元件的链接插头，需要与设备侧连接组件进行配合使用，如此才能实现即插即用功能。常见的设备侧连接组件有预制光缆配线架、舱壁光电缆转接箱等。其中，预制光缆配线架的一侧需与预制光缆圆形连接器连接，另一侧借助兰头采取跳线形式将每一根光缆芯进行引出，并与柜内设备进行连接；而舱壁光电缆转接箱需要在工厂内将屏内装置与电气接口箱内部的端子进行连接，待其抵达现场后，再进行舱外连接。
        2.2预制电缆的“即插即用”应用方案
        2.2.1预制电缆连接器
        预制电缆主要采用航空插头进行连接，根据外形可将航空插头分为矩形航空插头与圆形航空插头。在相同的外形长度条件下，与其他截面形状的航空插头相比，圆形航空插头外形更为小巧、占用空间小、截面积最大、连接器触针排布密度更高，再加上圆形航空插头外壳带点性能佳，能够实现360°电磁屏蔽。因此，在实际的应用中，圆形航空接头的应用范围要比矩形航空接头大很多。需要注意是，预制舱式变电站施工现场灰尘较大，需要做好连接器的防尘处理，防止灰尘影响连接器的正常使用。
        2.2.2 设备侧预制电缆连接方式
        预制电缆同预制光缆一样，需要与“插座”进行配合使用才能实现“即插即用”功能。这就需要在将配线箱或接线柜内的集成电缆插头集中在预制舱一侧的舱壁上，以此完成预制电缆连接。其中预制电缆接线箱一侧与预制电缆航空进行链接，一侧借助端子排将电缆芯注意引出，与柜内设备背板进行链接。预制舱式变电站舱体内只有一小部分的电缆进行舱外接线，大部分都是链接在直流分屏与二次设备间的主屏双路电源电缆上，技术人员可以在此基础上在舱壁集中配线箱沙发加装２个电缆连接器插座，以实现“即插即用”。
        3.预制光电缆技术在预制舱式变电站设计中的应用实例
        当前，预制光电缆技术已经在全国多地的预制舱式变电站设计中进行实例应用，特别是在智能预制舱式变电站的设计中。由于智能预制舱式变电站光电缆较多，预制光电缆技术应用能够有效降低工作量、缩短变电站建设周期。如在建漳州恒苍110kV变电站的设计中，原先预定的完工周期为3个月，应用预制光电缆技术后，大大减少了现场熔接工作量以及施工建设工作量，将工期缩短到原先的1/3，在提高建设效率的同时，也大幅度降低了变电站的建设成本。
        4.结语
        在预制舱式变电站中有效应用预制光电缆技术，可以大大节省现场施工工作量，实现真正意义上的“即插即用”，这在提升变电站施工质量与效率的同时，也标志着变电站的建设即将迈入“标准化设计、模块化建设”的新时期。
        参考文献
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        [3]蔡晶.预制舱式变电站的设计与建造应用研究[J].中北大学学报(自然科学版),2019(5):407-413.
        [4]吕志娟.智能变电站的预制舱及机架式组屏方案研究[J].中国高新区,2019,000(002):121,123.
        [5]董喜平,刘勇,王金龙,等.预制舱变电站特点及土建施工的探讨与研究[J].工程技术与发展,2019,001(005):P.157-158.