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创新应用智能敷设系统 提升电缆敷设效率

2022-07-01 17:58:59 来源:河北新闻网

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河北新闻网讯 6月29日,雄东—昝西220千伏线路工程(标1)电缆敷设现场,布设在隧道口的一台智能输送机正在高效运转,牵引着电缆不断向前移动,一旁的管理人员和作业人员时刻观察着设备显示屏上的数据和设备运转情况,整个作业面平稳有序。当天,施工人员应用高压电缆智能敷设系统敷设电缆630米。

地下电缆是城市电网的重要组成部分,高压电缆的电压等级高、距离长、输送容量大,对敷设工艺的要求也越来越高。河北省送变电有限公司成立新技术新设备研发团队,研发应用高压电缆智能敷设系统。系统可实时监测电缆敷设时所承受的拉力、夹紧力、侧压力,实现电缆敷设全过程自动控制,进一步提升电缆敷设的效率和质量。

一站式管控体系  提升安全监测水平

电缆隧道敷设空间内安装有电缆支架,作业面空间狭小,给施工过程管控带来挑战。“因交叉作业、机械布置等导致的电缆表面轻微受损都可能影响电缆绝缘强度,给今后电缆安全运行埋下隐患。”雄东—昝西220千伏线路工程(标1)项目经理武曹军介绍。以前在电缆敷设过程中,施工人员主要依靠理论计算、经验判断选择电缆敷设施工机具,制订敷设布置方案,作业过程中往往不能及时发现问题,一定程度上影响了施工质量。

2021年,河北省送变电有限公司组织团队深入研究电缆敷设新技术,决定研发一套高压电缆智能敷设系统,实时监控电缆敷设过程,解决敷设过程中可能出现的电缆异常受损问题。

研发团队确定了一站式集中管理和控制技术研发方案。“一站式集中管理和控制就是整合电缆敷设过程中的数据,利用数字化技术使电缆智能敷设系统具有管理和机械化施工能力,并通过设备上的显示板让技术管理人员及时了解作业期间设备运行的相关数据。”电缆智能敷设系统研发团队技术负责人董艳龙介绍,“我们在电缆敷设过程中还配备了安全检测设备。这些设备具有显示敷设系统运行状况的数据、施工图像等功能,并配备语音通话系统,使现场安全管控更有效。”

中央控制模块  实时跟踪敷设状态 

对于一般的电缆工程,一盘电缆最长为500米左右,雄东—昝西220千伏线路工程需敷设的电缆较长,一盘电缆最长为650米左右,敷设难度进一步加大,对整体敷设过程的有效控制至关重要。

研发团队最初采用“蛇阵”管控方式,以隧道敷设环境为参照物,采用一条龙式管控方法,在一字排开的线段间装设管控装置。但是团队经过反复推敲发现,此方法针对隧道电缆长距离敷设作业具有很大局限性。“就像足球比赛一样,队员只防守各自的点,就达不到整体防守效果,所以我们改变了方案。”董艳龙说。

2021年11月,研发团队根据现场作业实际,经过多次探讨和研究,把攻坚重点放在打造中央控制系统上,决定打造一个相当于人的中枢神经的集中管控模块,让过程控制更加方便。

今年1月,研发团队结合高压电缆敷设施工方法,把敷设控制系统搭建为主系统和子系统结构形式,实现主系统和子系统控制传输功能的组合。输送机、展放机、牵引机的测控模块设计为独立子系统,采用同一控制回路,每个子系统实现监测项目的数据采集、分析、处理、输出,数据通过总线光通道实时传至主系统,为主系统逻辑分析提供判据。主系统通过同样方式把命令传至子系统,实现敷设动力设备对电缆输送的同步控制。

研发团队的安全管控人员党永波介绍:“为了在系统管控失常的情况下可以施加人工干预,我们给系统配置了独立的人工急停开关切断控制功能,在紧急情况下可实现对所有敷设动力设备的急停,确保敷设始终处于能控状态。”

中央控制系统的应用节约了人力,提高了作业效率。在电缆敷设过程中,除了隧道口电缆展放前端需要有两名员工将电缆端头提上滚轮之外,在隧道内每隔70米安排一名施工人员观察滚轮运转情况即可。

针对隧道内通信信号差的问题,研发团队配置了两套通话系统,配合中央控制系统作业。一套步话机采用网线传输信号,另一套对讲机通过同轴电缆传输信号。两套系统独立运行,相当于上了“双保险”,确保电缆敷设中出现异常情况时管理人员和施工人员能第一时间沟通处理。

分布式动力装置 提高敷设质量 

输送机是配合电缆盘转动的装置,研发团队采用双橡胶履带驱动作业原理,在输送机机身安装检测装置和激光对射传感器。当施工人员把电缆送至输送机入口时,输送机轨道带动电缆自动向前移动。每两台输送机之间设有无动力滚轮作为机身的支撑。研发团队还在隧道拐弯处安装了转角滑轮,实现平稳转向,并增加动力模块和相应的辅助设备,使动力分布更均匀。

在对动力系统的开发中,研发团队积极和厂家沟通,根据现场隧道施工对输送机制动承载力大、需要满足不同宽度和外径电缆盘使用需求的情况,采用主动驱动电缆盘转动展放电缆的方式,减小驱动电缆盘转动时电缆所受到的牵引力。输送机制动响应时间快、可靠性高,无需人工干预,能够更好地保护电缆。

武曹军介绍:“我们经过反复的试验和改进,研发的高压电缆智能敷设系统能够展放单根长1600米、截面积2500平方毫米的高压电缆,通过分布式动力装置,使整条高压电缆沿着通道以每分钟6米的速度稳步向前。”

今年2月,研发团队在现场首次对高压电缆智能敷设系统进行现场试用和调试,布设的智能输送机驱动电缆盘转动展放电缆,敷设效果达到了预期目标。

高压电缆智能敷设系统于今年3月首次在电网建设现场应用,截至6月29日已累计敷设电缆3.6千米,提升了作业管控水平。

责任编辑:孙明霞

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