-中铁电化院长沙分院QC小组——降低变电所电缆支架用钢量

1、发 布 人：何臣文2014年4月| 选题背景| 小组简介| 现状调查| 设定目标| 原因分析| 要因确认| 对策制定| 对策实施| 效果检查| 巩固措施| 回顾体会| 选题背景选题背景选题背景供电系统供电系统动力照明动力照明牵引供电牵引供电绿色地铁绿色地铁两型社会两型社会降低变电降低变电所电缆支所电缆支架用钢量！架用钢量！ 变电所是城市轨道交通供电系统的重要组成部分之一，变电所是城市轨道交通供电系统的重要组成部分之一，实现了电能的变换，承担着机车的牵引负荷和地铁系统的各实现了电能的变换，承担着机车的牵引负荷和地铁系统的各类低压负荷。电缆在供电系统的电能变换及电能传输中起到类低压负荷。电缆在供电

2、系统的电能变换及电能传输中起到了重要作用。在变电所内电缆敷设于电缆支架上。了重要作用。在变电所内电缆敷设于电缆支架上。| 小组简介小组简介小组简介长沙分院QC小组成立于2009年9月，共活动12次。小组种类：攻关型。李汉卿李汉卿 王王 胜胜 孙才勤孙才勤陈陈 敏敏田田 松松黄黄 琳琳 郝郝 峰峰 付付 锴锴| 现状调查现状调查现状调查 2009年年9月月QC小组对电力系统及国内其它城市地铁线路小组对电力系统及国内其它城市地铁线路变电所电缆支架情况进行了调查。变电所电缆支架情况进行了调查。 其它地铁供电系统其它地铁供电系统系统方案、交直系统方案、交直流电压等级不同流电压等级不同复合支架复合支架钢

3、支架钢支架成本高约成本高约4050%电力系统电力系统长沙二号线供电系统长沙二号线供电系统现状调查现状调查序号序号工程名称工程名称用钢量用钢量牵引所（牵引所（t/座）座）降压所（降压所（t/座）座）1广州广州5号线号线103.82广州广州3号线号线93.73南京南京2号线号线1044上海上海6号线号线6.53.25上海上海11号线号线73.56天津天津3号线号线73 以标准车站为例，以标准车站为例， 与长沙地铁与长沙地铁2号线类似工程的地铁线号线类似工程的地铁线路电缆支架用钢量调查结果如下表，其中变电所分为牵引所路电缆支架用钢量调查结果如下表，其中变电所分为牵引所和降压所两类。和降压所两类。现状

4、调查现状调查 根据以上各地区地铁线路数据分析，根据以上各地区地铁线路数据分析，牵引所牵引所电缆支架总电缆支架总用钢量平均约为用钢量平均约为8.3t/座座，降压所降压所电缆支架总用钢量平均约为电缆支架总用钢量平均约为3.6t/座座；其中；其中牵引所牵引所电缆支架用钢量最低为电缆支架用钢量最低为6.5t/座座，降压所降压所电缆支架用钢量最低为电缆支架用钢量最低为3t/座座。| 设定目标设定目标设定目标1 1、在满足现场安、在满足现场安装要求及保证安装要求及保证安全性的前提下降全性的前提下降低电缆支架用钢低电缆支架用钢量。量。2 2、降低变电所、降低变电所电缆支架用钢电缆支架用钢量，选取最低量，选取

5、最低变电所用钢量变电所用钢量下调下调0.5t/0.5t/座作为座作为本次活动目标本次活动目标值，即牵引所值，即牵引所为为6t/6t/座座, ,降压所降压所为为2.5t/2.5t/座。座。3 3、安装形式尽量简便，、安装形式尽量简便，节约人力，方便维护。节约人力，方便维护。| 原因分析原因分析原因分析电缆支架电缆支架数量多数量多 单个电缆单个电缆支架重量重支架重量重电缆路径电缆路径长度长长度长电缆重量重电缆重量重电缆根数多电缆根数多变电所平面变电所平面布置不合理布置不合理电缆支架电缆支架最大跨距小最大跨距小电缆支架电缆支架型式不合适型式不合适电缆支架电缆支架规格不合适规格不合适变电所系统变电所系

6、统方案不合理方案不合理电缆支架电缆支架用钢量多用钢量多| 要因确认原因一：变电所系统方案不合理原因一：变电所系统方案不合理 在变电在变电所电缆夹层所电缆夹层内，共敷设内，共敷设有变电所电有变电所电缆和低压配缆和低压配电电缆。电电缆。变电所系统方案变电所系统方案电缆根数电缆根数电缆重量电缆重量电缆支架数量电缆支架数量电缆支架单重电缆支架单重电缆支架用钢量电缆支架用钢量原因一：变电所系统方案不合理原因一：变电所系统方案不合理序号序号电压等级电压等级电缆截面（电缆截面（mmmm2 2）电缆根数电缆根数备注备注1AC35kV1*30012环网进出线2AC35kV1*9512变电所馈线3DC1500V1

7、*40082直流系统4DC1500V1*15019直流系统51kV1*4002接地电缆1*240113*446变电所控制/信号/电源电缆14*2.5310*2.5205*2.575*1.5310*1.576光缆GYTZA538通信线缆7屏蔽双绞线WDZ-STP5e/2P+14 1、变电所电缆、变电所电缆原因一：变电所系统方案不合理原因一：变电所系统方案不合理非要因非要因 2、低压配电电缆、低压配电电缆序号序号电压等级电压等级电缆截面（电缆截面（mmmm2 2）电缆根数电缆根数备注备注11kV5*101121kV5*161231kV4*25+1*16941kV3*35+2*16251kV4*35

8、+1*16861kV5*35271kV4*50+1*251681kV3*70+2*351091kV4*70+1*354101kV3*95+2*504111kV4*95+1*504121kV4*120+1*502131kV4*185+1*951014共计92典型牵引降压混合变典型牵引降压混合变电所设备平面布置电所设备平面布置典型降压变电所设典型降压变电所设备平面布置备平面布置原因二：变电所设备平面布置不合理原因二：变电所设备平面布置不合理设备平面布置设备平面布置电缆路径长度电缆路径长度电缆支架数量电缆支架数量电缆支架用钢量电缆支架用钢量原因二：变电所设备平面布置原因二：变电所设备平面布置不合理不

9、合理非要因非要因序号车站名称车站类型电缆路径长度（m）1望城坡站牵引所1402西湖公园站牵引所1453湘江中路站牵引所1554 4袁家岭站袁家岭站牵引所牵引所1701705万家丽广场站牵引所1406长沙大道站牵引所1407长沙火车南站牵引所1458 8光达站光达站牵引所牵引所1601609金星路站降压所7010溁湾镇站降压所651111橘子洲站橘子洲站降压所降压所757512五一广场站降压所6013芙蓉广场站降压所6514迎宾路口站降压所7015长沙火车站降压所7016锦泰广场站降压所7017人民东路站降压所6018沙湾公园站降压所6519杜花路站降压所70 根据对长沙地根据对长沙地铁铁2号线

10、变电所统号线变电所统计分析，电缆路径计分析，电缆路径长度基本相同，牵长度基本相同，牵引所电缆长度平均引所电缆长度平均约为约为150m，降压，降压所电缆长度平均约所电缆长度平均约为为67m。 如果需继续优如果需继续优化，则将导致车站化，则将导致车站土建结构调整，使土建结构调整，使整个工程的投资增整个工程的投资增加。加。原因三：电缆支架最大跨距小原因三：电缆支架最大跨距小非要因非要因电缆特征电缆特征敷设方式敷设方式水平水平垂直垂直未含金属套、铠装的全塑小截面电缆未含金属套、铠装的全塑小截面电缆400mm*1000mm除上述情况外的中、低压电缆除上述情况外的中、低压电缆800mm1500mm35kV

11、以上高压电缆以上高压电缆1500mm3000mm 电力工程电缆设计规范（电力工程电缆设计规范（GB50217-2007）中对电缆支架）中对电缆支架最最大大允许允许跨距跨距有明确规定（见有明确规定（见GB50217-2007中中6.1.2条款）条款）注：能维持电缆较平直时该值可增加注：能维持电缆较平直时该值可增加1倍。倍。电缆支架最大跨距电缆支架最大跨距电缆支架数量电缆支架数量电缆支架用钢量电缆支架用钢量原因四：电缆支架型式不合适原因四：电缆支架型式不合适电缆支架型式电缆支架型式电缆路径长度电缆路径长度电缆支架规格电缆支架规格电缆支架数量电缆支架数量电缆支架单重电缆支架单重电缆支架用钢量电缆支架

12、用钢量 电缆支架按电缆支架按照固定型式共分照固定型式共分为底部固定、侧为底部固定、侧壁固定及顶部固壁固定及顶部固定三种，其所占定三种，其所占比例如右图。比例如右图。原因四：电缆支架型式不合适原因四：电缆支架型式不合适侧壁固定侧壁固定顶部固定顶部固定底部固定底部固定“H”型支架型支架要因要因| 对策制定序序号号要因要因对策对策目标目标措施措施负责人负责人时间时间地点地点1 1电缆支电缆支架型式架型式不合适不合适研究替研究替代代ZJ1ZJ1型支架型支架的电缆的电缆支架型支架型式式变电所电变电所电缆支架用缆支架用钢量达到钢量达到目标设定目标设定值：牵引值：牵引所为所为6t/座座、降压所、降压所为为2

13、.5t/座座1、提出替代、提出替代ZJ1型电缆支架的替型电缆支架的替代型式代型式2、对新型式电、对新型式电缆支架结构受力缆支架结构受力验算并统计用钢验算并统计用钢量降低效果量降低效果3、工程实施、工程实施何臣文何臣文凌升旺凌升旺2009.11天津天津长沙长沙对策制定对策制定| 对策实施1、提出新的型式：将、提出新的型式：将“H”型支架改为型支架改为“丰丰”字型支架字型支架“丰丰”字型支架字型支架实施：研究出新电缆支架型式替代实施：研究出新电缆支架型式替代ZJ1型支架型支架2、对新型电缆支架的结构受力进行验算，其受力满足现场安装要求，、对新型电缆支架的结构受力进行验算，其受力满足现场安装要求，且

14、更便于电缆敷设且更便于电缆敷设。电缆支架型式优化前后电缆支架钢材重量对比见。电缆支架型式优化前后电缆支架钢材重量对比见下表。下表。序号序号支架型式支架型式重量（重量（kgkg）安全性安全性备注备注1 1ZJ1-AZJ1-A3232安全安全三层三层ZJ1-AZJ1-A18.0518.05安全安全2 2ZJ1-BZJ1-B40.1840.18安全安全四层四层ZJ1-BZJ1-B23.0923.09安全安全3 3ZJ1-CZJ1-C48.3848.38安全安全五层五层ZJ1-CZJ1-C28.1328.13安全安全实施：研究出新电缆支架型式替代实施：研究出新电缆支架型式替代ZJ1型支架型支架3、20

15、13年年8月，施工单位按照设计图纸制作并安装，满足工程需要。月，施工单位按照设计图纸制作并安装，满足工程需要。 牵引所牵引所所内电缆支架所内电缆支架总重平均约为总重平均约为5.5t/座座，降压，降压变电所所内电变电所所内电缆支架总重量缆支架总重量平均约为平均约为2.2t /座座。实施：研究出新电缆支架型式替代实施：研究出新电缆支架型式替代ZJ1型支架型支架| 效果检查（一）效果验证（一）效果验证 电缆支架钢材及膨胀电缆支架钢材及膨胀锚栓按照长沙地铁锚栓按照长沙地铁2号线号线施工招标价格计算；其中施工招标价格计算；其中电缆支架节省造价电缆支架节省造价39.7万万元，膨胀锚栓节省造价元，膨胀锚栓节

16、省造价4.8万元，总计节约工程万元，总计节约工程投资约投资约44万元万元。（二）经济效益（二）经济效益 （三）技术效益及社会效益（三）技术效益及社会效益 变电所电缆夹层内变电所电缆夹层内“H”型电缆支架改为型电缆支架改为“丰丰”字型电缆支架，字型电缆支架，满足现满足现场安装要求，且安全可靠。场安装要求，且安全可靠。施工时，更有利于电缆敷设及后期运营更换，施工时，更有利于电缆敷设及后期运营更换，节省了人力。节省了人力。同时也为长沙同时也为长沙“绿色地铁绿色地铁”及及“两型社会两型社会”建设作出了响应建设作出了响应及贡献。及贡献。效果检查效果检查（四）附加效益（四）附加效益 QC小组活动中提出过一

17、个方案，即在小组活动中提出过一个方案，即在低压配电系统与供电系统同路径低压配电系统与供电系统同路径区段合设电缆支架区段合设电缆支架，此方案对降低整个工程的电缆支架用钢量及工程投资，此方案对降低整个工程的电缆支架用钢量及工程投资效果显著。效果显著。效果检查效果检查 此方案的实施此方案的实施共计共计减少了减少了34t钢材，配套钢材，配套锚栓共计减少锚栓共计减少136000套（后扩底锚栓套（后扩底锚栓M10-60）。）。电缆支架钢材电缆支架钢材及锚栓按照长沙地铁及锚栓按照长沙地铁2号线施工招标价格计算；号线施工招标价格计算；其中电缆支架节省造价其中电缆支架节省造价约约35.5万元，后扩底锚万元，后扩

18、底锚栓节省造价约栓节省造价约340万元，万元，总计节约工程投资约总计节约工程投资约376万元万元。效果检查效果检查| 巩固措施巩固措施巩固措施 降低变电所电缆支架用钢量的成果已写成总结，纳入长沙地铁降低变电所电缆支架用钢量的成果已写成总结，纳入长沙地铁2号号线设计总结中，成果报告经过设计所及长沙分院评审，措施符合技术及线设计总结中，成果报告经过设计所及长沙分院评审，措施符合技术及现场需求，并提交供变电设计所、长沙分院存档。现场需求，并提交供变电设计所、长沙分院存档。 本次活动的成果将应用于长沙地铁本次活动的成果将应用于长沙地铁2号线西延一期工程、长沙地铁号线西延一期工程、长沙地铁1号线等后建线路及其它地区类似地铁工程。号线等后建线路及其它地区类似地铁工程。| 回顾体会回顾体会回顾体会 通过本次通