地铁低压配电质量分析

1工程概况

2021年年底,南昌地铁将开通4号线,目前正在施工配合,处于设备安装调试阶段。南昌地铁4号线一期工程(白马山站一鱼尾洲站)线路全长40.0km(高架线长约7.1km,地下线长约32.9km),共设车站29座(高架站5座,地下站24座),平均站间距1404m。本工程设1座车辆段、1座停车场和3座主变电站,全线网在地铁大厦站附近设置1座控制中心,实现资源共享。

2质量问题与分析

结合在建南昌地铁4号线项目和其他城市已建地铁项目(如广州地铁14号线、知识城线)施工配合中遇到的问题进行分析总结,为今后设计工作的开展积累宝贵经验。

2.1存在问题

(1)公共区照明配电管线问题。施工过程中公共区照明配电管线采用吊杆敷设,每一盏灯拉一根配电线管垂直引下的"水帘洞"现象,使得整个公共区的视觉效果很差。(2)高架站24h过街通道相关配电问题。为提高服务质量,方便乘客,高架站均设置了24h过街通道,通道的配电及需求按实际情况合理优化。(3)区间综合管线布置问题。在区间管线施工过程中有多家单位交叉作业,在多个区段发生区间管线碰撞,需专门组织各施工单位、设计、监理等进行现场协调。(4)高架区间防雷扁钢设置问题。在高架区间,由于防雷的需要,低压专业在疏散平台的两侧各设置了一条防雷扁钢。根据运营部门反映,防雷扁钢现场安装并不完全可靠,扁钢发生脱落时可能与列车擦碰,影响行车安全。(5)0.4kV低压开关柜基础预埋件问题。车站0.4kV低压开关柜基础预埋件安装有误,导致开关柜沿基础预埋件顶边安装后柜间距离过宽,柜间母线长度不够。(6)区间射流风机控制柜问题。区间设备安装进度及施工质量检查时发现区间内隧道旁安装有4台射流风机控制柜,经查验控制柜防护等级均为1p54,且可能存在侵限风险。(7)三角机房疏散指示安装问题。在施工过程中取消三角机房,原安装在三角机房墙面的疏散指示无法安装。(8)0A机柜摆放在照明配电室中央的问题。现场巡查过程中发现部分车站0A机柜摆放在照明配电室中央。(9)车站和区间废水泵电缆接入问题。车站废水泵及区间废水泵控制(箱)柜已到货,控制柜内现有接线端子最大可满足1×35mm2的电缆接入要求,无法满足区间动照提供的2根1×95mm2双拼接入的要求。

2.2质量分析及处理措施

(1)公共区照明配电管线问题。根据装修的最终施工图,在现场由施工单位沿公共区走向在灯具上方10cm左右敷设配电及控制管线的线槽,所有管线均在线槽内,极大地缩短了管线至灯的距离,整体提升了公共区的装修效果。

(2)高架站24h过街通道的相关配电问题。过街通道照明按照单独回路配电,白天的智能控制模式同站厅公共区,夜间的智能控制模式同天桥出入口。过街通道与公共区分界处均设置了宽幅电动防盗卷帘门,需配电到位,且就地控制箱做隐蔽处理。相关各专业管线通过该卷帘门门框区域时,施工单位需特别注意,避免返工。

(3)区间综合管线布置问题。有些特殊线路,高架段存在多处路基段,如果采用快慢线的交路方式会在多个车站存在越行线,配线情况较复杂,因此线路的特点导致了区间管线布置的复杂性。在单纯的地下线线路中,由于线路变化较小,综合管线的布置问题尚不算突出,但在复杂多变的线路中区间综合管线的规划显得特别重要。由于有些项目工点并无区间综合管线专业,综合管线仅负责车站范围内的管线布置,区间管线缺乏统一规划和协调。在既有专业中,也只有限界专业图纸反映了主要区间管线的断面,因此在区间管线协调中,是由各专业将本专业管线提资给限界,再由限界专业牵头协调各专业布置管线剖面。但由于限界图仅能反映剖面的布置情况,尚难以完全反映区间的布置情况,因此在现场施工时须各专业互相协调,避免差错漏碰。

(4)高架区间防雷扁钢设置问题。从区间结构专业的图纸分析,防雷扁钢所在位置并未侵入限界。但由于现场施工误差,区间疏散平台偏向一侧,导致有一侧的疏散平台侵限,进而导致防雷扁钢侵限。在施工过程中,现场已发现原有的位置存在侵界的风险,故经设计现场确认,将防雷扁钢由侧边安装改为在疏散平台下方安装。但由于疏散平台施工质量参差不齐,施工过程中存在固定不规范、焊接未达要求等问题,在调整防雷扁钢的安装位置后仍存在扁钢无法有效固定在疏散平台的情况,扁钢容易脱落并对列车造成安全隐患。对此,组织设计、施工、监理等多家单位现场协调,重新调整防雷扁钢的安装位置,由施工单位对原防雷扁钢进行整改。

(5）0.4kV低压开关柜基础预埋件问题。根据规范要求,当两出口之间的距离>15m时应增加出口。车站由于单段母线开关柜加变压器长度超过15m,故中间打断留空作为出口。在出降压所电气设备基础预埋件布置图及与变电专业配合提资的过程中,0.4kV开关柜均按照1000mm×1000mm(宽×深）考虑,但后期设备招标厂家深化后进线柜及母联柜等改为800mm×1000mm(宽×深）,因此柜体安装时均靠变压器侧缩进,打断处柜间距离变大。解决方案一是将长度不够的柜间母线替换为合适长度的柜间母线;解决方案二是现场将0.4kV开关柜基础预埋件续接至符合原母线长度处。根据现场的实际情况及整改代价,最终采用方案二。且基于该现场问题,后续线路建议开关柜打断处基础预埋件保持连续,无须打断。

(6）区间射流风机控制柜问题。区间隧道内安装有射流风机控制柜,柜体防护等级不满足运营的要求,且柜体距轨道较近,操作维护空间狭小。经事后核查,区间设有8台射流风机,距离车站平均距离达800m,且就近无区间跟随所。考虑到一级负荷末端切换的要求,设计在射流风机就近轨旁设置控制柜。解决方案一是将射流风机控制柜挪至100m远处区间废水泵房内安装。优点是安装在室内,检修环境较好,柜体防护等级无须修改;缺点是考虑到压降,需更换加长电缆、通信线等,经济成本高。解决方案二是将射流风机控制柜柜体改为1P65,并将柜体改为箱体,采用挂墙安装。优点是经济成本较小,工程实施难度较小,并增加了操作检修空间;缺点是控制柜依旧安装在隧道内。根据现场的实际情况及整改代价,最终采用方案二。

(7）三角机房疏散指示安装问题。根据规范要求,疏散通道拐弯处、交叉口、沿通道长向每隔不大于10m处应设置疏散指示。由于地下站站台疏散指示均为挂墙型,且多安装在柱子及墙面上,故取消三角机房后该处的疏散指示无处安装。经现场核查研究,最终确定补充不锈钢安装底座以便完成安装。

(8）oA机柜摆放在照明配电室中央的问题。部分车站照明配电室中央安装oA机柜,严重影响了照明配电室的使用空间,导致了配电箱箱前操作空间不足、室内人行通道狭窄等问题。经事后核查,oA专业未经低压专业会签同意,自行将oA机柜摆放在配电室中央。通过与oA专业负责人协商以及与施工单位、监理沟通确定整改方案,后将oA机柜调整为靠墙安装。此外,今后需严格把控进入低压设备房内的外专业设备,统一规划室内布置。

(9）车站和区间废水泵电缆接入问题。区间废水泵单泵功率为18.5kw,一用一备,可能同时启动,电量按37kw考虑,计算电流为73A,选择100A断路器,满足规范要求;进线采用16mm2电力电缆,电缆载流量104A,满足实际要求。区间动照专业考虑电缆压降,每回路设计2根4×95mm2＋1×50mm2双拼供电,满足规范要求。但控制柜内接线端子无法满足区间电缆接入要求。解决方案一是对断路器扩展接线端子,外接接线端子安装需要10～15cm的安装空间,控制箱接线端子下部有20cm的空间,但离其他金属设备距离太近,且控制箱内不满足外部电缆转弯接线的要求。解决方案二是增加外部电缆转接箱,规范要求电缆转接箱至水泵控制箱的断路器电缆长度<3m,电缆转接箱内可不设置断路器。电缆转接箱贴临水泵控制箱安装即可满足要求,箱内不设置断路器等保护器件,仅安装接线端子和连接铜排即可,箱体表面喷涂"废水泵供电期间严禁打开,有触电危险",并设置锁具。只需将外部电缆和控制柜内同规格引出电缆接入电缆转接箱,即可完成供电接入。根据现场实际情况,采用方案二。

3工程借鉴意义

本工程的设计质量总结分析,对今后的设计工作有以下经验可供借鉴:(1）熟识设计区域的运营习惯及做法,针对不同地区的项目形成最优的设计方案。(2）施工过程中,因不可控边界条件需实时跟进项目进度,与施工单位及监理保持紧密的联系,对现场发生的突然改动适时调整,保证项目的持续平稳推进。(3）加强与外专业的接口管理,严格把控专属电房的使用要求,对于必要的外专业设备进入电房进行统筹规划,保证电房的正常格局。(4）地铁建设涉及专业众多,管线复杂,特殊情况的线路应由区间综合管线专业牵头对区间管线布置进行统一规划协调,减少现场的管线碰撞。(5）设计人员不能停留于图纸,应对现场施工情况有预判,图纸是静态的,现场是多变的,也许图纸上合理的东西在现场难以实施,或无法保证效果,或带来其他问题,图纸的一笔一画到了现场是怎样的效果应做到心中有数。

4结语

设计人员只有分析设计过程中遇到的问题,在工程中学会总结,不断积累经验,才能不断提升技术水平,针对今后在工程中遇到的问题提出有效的改进方案,保证低压配电的工程质量及运维安全。