1、三级水电站隧洞工程施工临时用电高压电缆引入、铺设专项方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目录一、编制依据2二、工程简介2三、10KV主电架设情况3四、10KV高压搭接架设方案3五、高压电二次进洞方案41、2号支洞变压器选型（参见变电设备布置图）42、3号支洞变压器选型63、2号支洞及3号支洞生活区变压器选型72、高压电缆的选型74、高压电缆线引入105、高压线路铺设106、洞内变压器洞室布置117、接地系统118、继电保护装置及控制119、试验检测1210、安全防护要求12六、用电设备布置原则12七、施工2、注意事项12七、施工现场临时用电安全防范措施13 一、编制依据中华人民共和国安全生产法、水利水电工程施工通用安全技术规程（SL398-2007）水利水电工程土建施工安全技术规程（SL399-2007）、施工现场临时用电安全技术规程JGJ46-2055等法律法规和相关文件要求。二、工程简介xx河三级水电站位于xxxx县境内，是该县境内最大的常年性河流xx河水电规划的第三梯级电站。工程区首尾部右岸有乡村道路连接，该乡村道路向外依次连接有县乡道路、G314国道及S307省道，通过国道、省道干线公路网可抵达xx县、xx市。本工程首部枢纽距离xx县公路里程129km，对外交通条件较好。xx河三级水电站工3、程规模为中型，工程等别为三等，装机容量160MW。电站为引水式开发，枢纽由首部枢纽、引水系统、岸边厂房等建筑物组成。首部枢纽布置在河床左岸，设置进水闸、引水明渠、泄洪冲沙闸、泄水明渠，引水渠系统总长665m。引水系统布置在河床左岸，由分水渠、进水口、引水暗涵、排沙漏斗、压力前池、引水隧洞、调压室、压力管道等建筑物组成。其中：引水隧洞长约12.83km，洞底纵坡i=0.24、0.34，隧洞开挖直径5.94m；调压井高63m，井筒开挖直径16m；压力管道为地下埋藏式压力钢管，采用一管四机的供水方式，全长905.194m，成型洞径1.04.7m。厂房采用岸边式地面厂房，主厂房尺寸为58.5m20.54、m41.3m（长宽高），安装 4台（2台70MW、2台10MW）立轴混流式水轮发电机组，总装机容量160MW。引水隧洞工程施工2标（招标/合同编号：XJXH-MZTHSJ-TJ02-ZB201508-04-0061），主要包括场内4号公路、引水隧洞桩号S7+124S12+822.267段及调压井工程的开挖支护、钢筋混凝土衬砌、固结灌浆、回填灌浆、止水等施工，调压井启闭机室钢筋混凝土工程、事故闸门机电及金属结构安装工程，以及为完成上述主要工程所需的临时工程的建设。三、10KV主电架设情况现业主提供的10KV高压电已由2号路及1号路架设至渠首处，沿线经过3号支洞及2号支洞附近的8号公路及4号公路起5、点处。四、10KV高压搭接架设方案2号支洞10KV高压线由于地势陡峭、坡面土质松散、风力较大。架设铁塔及电杆设架空线极为困难，所以采用95m2高压铠装电缆搭接于8号路起点处业主既有电杆，从既有电杆下线后埋设地下0.8m横穿1号路至右岸，然后通过右岸及左岸架设水泥电杆上跨xx河后再埋设至地下0.8m至左岸二号支洞营地。在二号支洞营地设置一台200KV变压器。主线再沿主2号支洞洞口山谷埋设至2号支洞口处，主线分支采用高压电缆专用分支搭接柜。2号支洞洞口设置一台800KV变压器。3号支洞10KV高压线搭接于2号路与3号支洞施工营地最近处，由于地势陡峭、风力较大。架设铁塔及电杆设架空线极为困难，所以采6、用95m2高压铠装电缆搭接于8号路起点处业主既有电杆，从既有电杆下线后埋设地下0.8m横穿1号路至右岸，然后通过右岸及左岸架设水泥电杆上跨xx河后再埋设至地下0.8m至左岸山顶处后再南北方向分岔，主线分支采用高压电缆专用分支搭接柜。北侧高压电缆沿地面埋设至3号支洞洞口，洞口设置一台630KV变压器。南侧高压电缆沿山脊埋设至3号支洞营地高位水池处（此高位水池负责供应三号支洞及调压井生产用水），在水池旁边设置一台315KV变压器负责3号支洞主营地及抽水机供电。五、高压电二次进洞方案根据总体施工方案，2号支洞双向控制主洞施工3.8km，3号支洞单向控制主洞施工1.9km，前期在支洞口设置变压器时，低7、压最大送电距离需要达到1.8km，按照相关供电规范及施工经验，三相线路供电半径不宜超过1.5km，导致各类大型用电设备（空压机、输送泵、通风机等）不能正常工作。因此，为解决末端电压达不到基本用电设备额定电压的问题，当隧洞单向掘进超过1.5km（含支洞长度）需要实施高压电二次进洞。二次进洞方案：2号支洞再增加两台315KW变压器，两台315KW变压器分别置于至距主支洞交叉处1km处，3号支洞增加一台315KW变压器位于距主支洞交叉处1km处，在变压器置放处扩大开挖及支护空间。高压电二次进洞的原理是通过缩短低压电缆送电距离来减少电压功率损耗，满足空压机、通风机、输送泵的额定功率，保证设备正常运转确8、保设备发挥最大利用率。1、2号支洞变压器选型（参见变电设备布置图）表1 xx2号支洞施工机械配备功率统计表序号设备名称型号数量（台）功率（KW/台）合计（KW）备注1电焊机480802砼输送泵275150单工序作业3砼整体台车21530单工序作业4搅拌站15050单工序作业5砼喷射机215306抽水机25.5117通风机4552208电动空压机21322649照明2306010预留功率50合计715整个洞内电动机的额定功率( KW)：P1=575KW，整个洞内电焊机的额定功率( KVA)：P2=80KVA整个洞内照明设备容量(KW)：P3=60KWP = K ( K1P1/ COS+ K2P29、 + K3P3)根据负荷计算,在确定用电量时应考虑电路能力损失以及同时用电系数。P 为洞内总用电量( KVA) ；P1为整个洞内电动机的额定功率(KW) ；P2为整个洞内电焊机的额定功率(KVA) ；P3为整个洞内照明设备容量(KW) ；K 为备用系数, 1.05- 1.10, 取 1.05；COS为电动机平均功率因数( 在施工现场最高 0.75 0.78, 一般为 0.65-0.75) 取 0.75； K1、K2、K3为需要系数, 如表 2所示。表 2 需要系数 K 值用电名称数量需要系数 K 值电动机3-10 台K10.7电动机11-30 台K10.6电动机30 台以上K10.5电焊机3-10、10 台K20.6电焊机10 台以上K20.5洞内照明K30.9根据现场用电设备情况，K1取0.7，K2取0.6，K3取0.9通过以上估算公式, 则2号支洞洞内施工总用电量P = 1.05 ( 0.7*575/ 0.75+ 0.6*80 + 0.9*60)=671KVA隧道洞内变压器容量的确定根据估算的施工总用电量来选择变压器, 其容量应等于或略大于施工总用电量, 且在使用过程中, 一般使变压器承受的用电负荷达到额定容量的 80% 左右为佳。根据上述计算, 考虑双向掘进，可变因素较多，从变压器产品目录中选择2号支洞洞内外变压器为1台800KW变压器，安装在2号支洞右侧平地处。2、3号支洞变压器11、选型表3 xx3号支洞施工机械配备功率统计表序号设备名称型号数量（台）功率（KW/台）合计（KW）备注1电焊机480802砼输送泵17575单工序作业3砼整体台车11515单工序作业4搅拌站15050单工序作业5砼喷射机115156抽水机15.55.57通风机2551108电动空压机11321329照明1303010预留功率50合计422.5整个洞内电动机的额定功率( KW)：P1=312.5KW，整个洞内电焊机的额定功率( KVA)：P2=80KVA整个洞内照明设备容量(KW)：P3=30KWP = K ( K1P1/ COS+ K2P2 + K3P3)根据负荷计算,在确定用电量时应考虑电路12、能力损失以及同时用电系数。P 为洞内总用电量( KVA) ；P1为整个洞内电动机的额定功率(KW) ；P2为整个洞内电焊机的额定功率(KVA) ；P3为整个洞内照明设备容量(KW) ； K 为备用系数, 1.05- 1.10, 取 1.05；COS为电动机平均功率因数( 在施工现场最高 0.75 0.78, 一般为 0.65-0.75) 取 0.75； K1、K2、K3为需要系数, 如表 4所示。表4 需要系数 K 值用电名称数量需要系数 K 值电动机3-10 台K10.7电动机11-30 台K10.6电动机30 台以上K10.5电焊机3-10 台K20.6电焊机10 台以上K20.5洞内照明13、K30.9根据现场用电设备情况，K1取0.7，K2取0.6，K3取0.9通过以上估算公式, 则3号支洞洞内施工总用电量：P = 1.05 ( 0.7*312.5/ 0.75+ 0.6*80 + 0.9*30)=385KVA隧道洞内变压器容量的确定根据估算的施工总用电量来选择变压器, 其容量应等于或略大于施工总用电量, 且在使用过程中, 一般使变压器承受的用电负荷达到额定容量的 80% 左右为佳。根据上述计算, 从变压器产品目录中选择3号支洞洞内外变压器选用1台630KW变压器，安装在2号支洞右侧平地处。3、2号支洞及3号支洞生活区变压器选型表5 xx2号支洞生活区配备功率统计表序号设备名称型号14、数量（台）功率（KW/台）合计（KW）备注1潜水泵180802生活用电150503预留功率10合计140表6 xx3号支洞生活区配备功率统计表序号设备名称型号数量（台）功率（KW/台）合计（KW）备注1潜水泵180802潜水泵11501503生活用电150504预留功率305合计310根据上述表5、表6计算, 从变压器产品目录中选择2号支洞生活区变压器选用1台200KW变压器，3号支洞生活区选用1台315KW变压器安装在生活区高位水池处。2、高压电缆的选型高压电缆一般按经济电流密度选择电缆截面, 然后用长时允许电流、电压损失和机械强度进行检验所选截面是否合理。2.1 按经济电流密度选择电缆截面15、根据高压电缆线路所带负荷的最大负荷年利用小时及电缆芯线材质, 查出经济电流密度 J( 根据现行电能单价和材料价格分析) , 如表 7所示。然后计算正常运行时的长时最大负荷电流 Imax。表 7 经济电流密度表 A/mm2导线材质年最大负荷利用小时数/h 5 000铜线1.891.381.00铝线0.630.460.33根据变压器的容量和电压, 变压器高压侧的最大电流 Imax= P变/U/1.732，式中, Imax为变压器高压侧最大电流( A) ； P变为变压器容量( kVA) ； U 为高压电压；则Imax= （671+140）kVA/10 kV/1.732= 46.8A。电缆的经济截面 16、S= Imax/J , 式中, S 为电缆经济截面(mm2) ; I max 为变压器高压侧最大电流( A)。最大负荷是电动空压机、混凝土输送泵, 按照每天施工一个作业循环 12 h 来计算, 最大负荷年利用小时为4 380 h, 则电缆经济电流密度根据表 7 取用: 铝芯线0.46 A/mm2, 铜芯线 1.38 A/mm2。高压电缆截面选择为当电缆材质为铝芯电缆时: S= Imax/J = 46.8/0.46= 101.7 mm2， 取标称截面 95 mm2；当电缆材质为铜芯电缆时: S= Imax/J = 46.8/1.38=33.9mm2。高压进洞必需做好安全管理工作, 考虑铠装电缆有17、增强电缆强度、免遭机械损伤的作用, 铠装电缆在施工时无需专门的电缆沟可以直埋, 或直接可以沿墙敷设。综合经济条件与施工角度考虑, 按经济电流密度选用 3 *95mm2的铝芯铠装电缆。2.2 按长时允许电流检验电缆截面电缆的载流量是指电缆在最高允许温度下, 电缆导体允许通过的最大电流。在选用电缆时, 必须确保电缆各部分损耗所产生的热量不使电缆温度超过其最高允许温度。根据按经济电流密度选择的标准截面,查出其长时允许电流 Iy, 应不小于长时最大负荷电流I max , 即 KcIyI max ( Kc为不同设计条件下的载流量校正系数)表 8 10 kV三芯电力电缆允许截流量表 A绝缘类型不滴流纸交联18、聚乙烯钢铠护套无有电缆导体最高工作温度6590敷设方式空气中直埋空气中直埋空气中直埋电缆导体截面/ mm2164759256379100901009035779512311012310550921111461251411207011813817815217315295143169219182214182120168196251205246205150189220283223278219185218246324252320247240261290378292373292300295325433332428328400506378501374500579428574424环境温度40254025419、025土壤阻热系数/( K.m/W)1.22.02.0注: 适用于铝芯电缆, 铜芯电缆的允许持续截流量值可乘以 1.29。根据电力工程电缆设计规范, 10 kV 三芯电力电缆允许截流量表, 如表 4所示; 高压电缆选用95 mm2的铝芯铠装电缆, 电缆沿墙敷设导体按最高温度90, 隧道内环境温度选取最热月的日最高温度平均值另加5, 洞内环境温度取25 , 查表可知95 mm2的铝芯电缆长时允许电流 Iy为214A, 如表8 所示。隧洞内电缆沿墙敷设导体按最高温度90 ,环境温度洞内30 , 查表9得电缆在不同环境温度时的载流量校正系数 K= 1.09。表 9 35 kV及以下电缆在不同环境温度20、时的载流量校正系数敷设位置空气中土壤中环境温度3035404520253035电缆导体最高工作温度/601.221.111.00.861.071.00.930.85651.181.091.00.891.061.00.940.87701.151.081.00.911.051.00.940.88801.111.061.00.931.041.00.950.90901.091.051.00.941.041.00.960.92则 KIy= 1.09*214A=233.26A Imax =46.8A, 选择的电缆截面符合要求。由于洞内施工作业环境差，洞内潮湿、加上洞内车辆行走，结合洞内实际情况根据洞内负荷21、考虑降低电能损失，电缆型号选择为ZR-YJV22-10Kv-3*95 mm2（铝芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆)，电缆长度为10000 m。4、高压电缆线引入2号支洞10KV高压线由于地势陡峭、坡面土质松散、风力较大。架设铁塔及电杆设架空线极为困难，所以采用95m2高压铠装电缆搭接于8号路起点处业主既有电杆，从既有电杆下线后埋设地下0.8m横穿1号路至右岸，然后通过右岸及左岸架设水泥电杆上跨xx河后再埋设至地下0.8m至左岸二号支洞营地。主线再沿主2号支洞洞口山谷埋设至2号支洞口处，主线分支采用高压电缆专用分支搭接柜。3号支洞10KV高压线搭接于2号路与3号支洞施工营地最近处，22、由于地势陡峭、风力较大。架设铁塔及电杆设架空线极为困难，所以采用95m2高压铠装电缆搭接于8号路起点处业主既有电杆，从既有电杆下线后埋设地下0.8m横穿1号路至右岸，然后通过右岸及左岸架设水泥电杆上跨xx河后再埋设至地下0.8m至左岸山顶处后再南北方向分岔，主线分支采用高压电缆专用分支搭接柜。北侧高压电缆沿地面埋设至3号支洞洞口。南侧高压电缆沿山脊埋设至3号支洞营地高位水池处。5、高压线路铺设高压电缆线从10KV的高压电线引出后，采用埋入方法穿越道路及空中跨越河道，挖一条50*80cm的电缆沟，用套管填砂的方法来保护；进入隧洞后，电缆线沿隧洞线路左侧拱腰位置铺设，避免与线路左低压电线相互干扰，23、电缆悬挂高度控制在3m左右。洞内施工大小车辆通行，难免会与洞壁擦碰，为了电缆安全采用高点悬吊电缆敷设方式。为便于电缆线铺设，在隧洞主洞左侧边墙位置每隔5 m设固定点一个(采用16钢筋、35 cm长，电钻打孔，插入10 cm以上，外露25 cm，锚固剂粘结牢固)作为安装悬吊点，吊点安装好后在每一吊点上用一根40 cm长绝缘电线捆绑高压电缆于吊点上。电缆安装固定好后应在短时间内按照电缆头制作工艺要求认真细致地将电缆中间头制作完成并加以固定，电缆中间头固定时不得受拉力太大，否则会使中间头绝缘破坏导致电缆头报废。6、洞内变压器洞室布置变压器选择安装在隧道左洞左侧里程S8+080、S10+080、S1124、+800处，用200mm工字钢焊2个1200*1000*1000mm框架，上面加固并铺上5cm厚的木板作为变台，并做好接地处理，接地极采用BLI-MK-1接地模块。变压器与配电柜采用一字型方式布置，过道侧用200mm工字钢焊成框架作防护装置，并设安全警示标志以加强其安全性。当二衬施工时，将变电站拆除，直接利用洞口变压器低压进洞提供二衬用电。7、接地系统接地装置的合适与否，接地电阻值是否合乎标准要求，直接影响到电力系统设备的正常运行，影响到洞内的安全。接地系统采用接地模块式加强型接地方式。由于是隧洞内施工，洞内基面多为砂石相对比较干燥，介质导电率差无法满足设计要求(用电设计要求为4)，如不采取措25、施接地电阻过高用电时起不到保护作用，会对人体造成一定的伤害。因此为了降低接地电阻，在降压洞室内事先将下基地面全部向下挖60cm，将接地模块直接布置在地面上，用镀锌扁铁(50x5) )将模块之间首尾相互连接,并用扁铁做交叉焊接形成等电位。底板挖开后用细土回填夯实处理，在连接好模块后将模块及扁铁周围撒下一些盐，用洞外导电率较好的土壤进行边回填边撒盐边浇水的方式，分层回填分层撒盐浇水夯实处理，从而改善了土壤的导电率使之达到设计要求。土壤的温度、含水量和时间的变化会影响接地电阻的大小。8、继电保护装置及控制隧洞供电系统的各级继电保护装置应相互配合协调，使其保护可靠，灵敏；各级继电保护时限整定恰当。按照26、用电规范要求，高标准配备线缆，坚持“一机一闸一箱一漏”，线路架空，要严格控制，以确保施工安全。9、试验检测变压器装入洞室接好高、低压线路，接好地线，准备工作完毕后，与地方供电部门联系按照国家电气设备安装运行规范要求，对所有电气设备进行相关电气性能的测试(电气装置安装电气交接试验)；对电缆、真空开关、变压器、配电柜等设备严格按照电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB 50150一2006进行试验。验收合格后联系供电部门对设备送电试行。经检测验收，各项指标均达到验收要求后方可运行。10、安全防护要求高压进洞所用敷设于隧洞内的电力电缆、控制电缆和照明导线均应选择阻燃电缆或阻燃导线，当跨越道路、河道27、及隧洞顶部的电缆，应穿管敷设；所有电器的金属外壳都应保护接地，使用高压电源应有专门的防护措施，电源裸露部分应有绝缘装置(例如电线接头处应裹上绝缘胶布)；10 kV高压线路距离建筑最小的水平安全距离为12 m，垂直距离为5m，为了保障洞内施工人员的生命安全，在降压洞室明显位置悬挂“止步，高压危险”标示牌，在防护栏身贴反光标志，迎车方向提前设置预警标志。六、用电设备布置原则洞内用电设备布置采用安全第一的布置原则，结合利于洞内施工的方案布置。用电设备设安全警示标志以加强其安全性；七、施工注意事项lO kV高压送电在洞内适当位置设高压变电站，将高压电变为低压电后送至工作面，高压电进洞必须做好安全管理及28、防护工作，一般采用铠装或高强度电力电缆，电缆与架空线连接处应有避雷装置，电缆终端设密封的接线盒。隧洞内电缆的选择及安装除应满足电力规程要求外，还应满足防火的消防要求。此方案在实际运行时如有与现场冲突，结合现场，再行研究。另外，空压机安装应请有资质单位对压力表进行检验调试，验收合格后才能使用；变压器安装和接地均应要求专业队伍进行安装，并经当地州级电力部门验收后才能投入使用。相关协调联系工作应统筹规划。表10 xx隧洞2标用电设备及材料列表序号材料名称型号数量备注1变压器200KW1台已新购2变压器315KW4台已新购3变压器630KW2台已新购4变压器1000KW1台已新购5高压电缆ZR-YJV29、22-10kV-3*951000米已新购6低压配电柜8套已新购7连接铝板8套已新购8接地装置8套已新购9终端接头10KV8套已新购10中间接头10KV8套已新购11避雷器10KV4套已新购12跌落保险10KV4套已新购13附件钢材、电线、接地偏铁角铁、槽钢七、施工现场临时用电安全防范措施1 、现场施工用电缆、电线必须采用TN-S 三相五线制。严禁使用三相四芯再外加一芯代替五芯电缆、电线。现场所有配电导线采用橡套软电线，不准使用塑料线及花线，不允许用铁丝、铜线代替保险丝。2、 施工用电投入运行前，要经过有关部门验收合格后方可使用，管理人员对现场施工用电要有技术交底。3 、临时用电线路采用架空敷设30、，潮湿和易触及带电体场所的临时照明采用不大于24V 的安全电压。4、 施工现场供电线路、电气设备的安装、维修保养及拆除工作，必须由持有效证件的电工进行。5、 配电房室内安全工具及防护措施、灭火器材必须齐全有效。6、 对易燃易爆、危险品存放场所的设备，要加强监控、检查工作，发现问题立即整改。7、对固定、移动机具及照明的使用应实行二级漏电保护。并经常进行检查、维修和保养。8、现场电工必须熟练掌握并认真执行建设部施工现场临时用电安全技术规范，及供电局、劳动局安全技术须知有关规定。9、 电工持证上岗，坚守工作岗位，遵守职业道德和操作规程，并做好施工日志。面向生产第一线，做到随叫随到，对工作认真负责，不31、断提高技术水平，全心全意为施工生产服务。10、现场电工应随时掌握现场所有供电线路、用电设备的绝缘程度和使用运行情况，设备增减情况，开关箱、流动箱及用电设备的熔丝匹配情况，插座及开关的保护盖齐全完好情况，如有损坏时应及时更换。11、 现场使用的配电箱、线路、用电设备、零配件齐全无损，无裸露，标记无脱落，外观清洁，摆放整齐。12、必须严格做到三级配电、二级保护。施工现场必须设置总配电箱或柜，不得直接在供电局或建设单位提供的电源系统上向各分配电箱供电。13、 各类配电箱中的RC 熔断器内严禁使用铜丝作保护，必须使用专用的铜熔片，并做到与实际使用相匹配。14、开关箱必须做到一机、一闸、一漏、一箱的要求32、，箱内漏电开关不得大于30mA/0.1S 的额定漏电动作电流要求。15、 开关箱必须固定挂设，不得随地放置，严禁箱体倾斜15以上使用。16、对所有供电线路、用电设备、各类配电箱，现场值班电工班每天至少要进行两次全面细致的的检查，发现问题及时处理并做好记录。17、值班人员按规范要求定期对配电室低压柜进行检查清扫，发现问题及时汇报。18、 对施工现场所有配电箱，每周必须清扫一次。灰尘多、潮湿等场所，根据情况增加清扫次数，保证配电箱的清洁完整。19、用电设备在安装使用前，必须先摇测绝缘电阻，合格后才能投入使用。20、 现场电工必须做好漏电保护开关的动作记录，如动作时间、动作原因、动作次数等，查清动作原因处理恢复后，才能继续投入使用。21、 现场所有用电设备 必须另接三级配电箱，否则不准使用。箱内必须配有开关及漏电保护器，三级箱与二级箱距离不得大于30m，三级箱至用电设备距离不得大于5m。22、 在雨季施工每月必须对漏电开关进行末端试验，发现不动作立即更换，如实记录。