风力发电工程中35kV集电线路施工与质量控制

风力发电工程中35kV集电线路施工与质量控制摘要：风能作为一种无污染和可再生的绿色能源，有着巨大的发展潜力，并日益受到重视。合理利用风能，既可减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺压力。近几年来，风电产业在我国发展较快，呈现出“爆发式”增长。风电场的集电线路是工程的重要组成部分，其中出线方式的选择和施工对工程投资、进度和运行安全性等方面都有着重要的影响。基于此，本文主要对风力发电工程中35kV集电线路施工与质量控制进行分析探讨。

关键词：风力发电工程；35kV集电线路；施工；质量控制

1、前言

风电场集电线路工程主要由杆塔基础、杆塔、导线、横担、绝缘子、金具、拉线等组成，具有线路长，杆塔、附件、箱式变电站（箱变）、风机数量多，可施工的时间短，技术难度大等特点。风电场集电线路工程通常采用EPC/交钥匙总承包的形式，合同范围涵盖监理、设计、施工、设备材料采购、调试。

2、工程概括

某风电场由33台1500kW风机、33台箱式变压器、35kV集电线路、进场道路及一座110kV升压站组成，工程等级为Ⅲ等，工程规模为中型。采用风力发电机与箱式变电站组合的“一机一变”的单元接线方式，箱变布置在风机塔架基础附近。箱变0.69kV侧按发～变组接线，35kV侧为线路～变压器组接线，两侧采用电缆馈线。风电场的33台风机分为3组，每组箱变35kV侧并联至1回35kV集电线路，3回35kV集电线路经电缆沟至升压站35kV配电室开关柜内。

3、风电场35kV集电线路方案及施工

集电线路的送出方式主要包括架空线、电缆和两者的混合方式。根据该风电场所处的地理位置、海拔高度和气象条件，架空线宜采用重覆冰线路考虑。针对本项目，直埋式电缆敷设方案具有以下优点：（1）相对重覆冰架空线路，投资稍低。（2）不易受周围环境和污染的影响，送电可靠性较高。（3）线间绝缘距离小，占地少，无干扰电波。（4）地下敷设时不占用地面空间，不暴露，既安全又可靠。通过技术及经济比较，该风电场35Kv集电线路采用直埋式电缆敷设方案。

3.1直埋电缆线路的布设原则

该风电场地处高海拔山区，山顶、山脊部位坡积层总体较薄，而山凹及喀斯特溶蚀洼地（多为耕地）部位坡积层普遍较厚。为减少直埋电缆长度，降低工程造价，根据设计方提供的35kV集电线路布置原理图，确定直埋电缆线路的布置原则如下：（1）集电线路主线按风机位置的布设情况可分为1～3回，每回主线都能最大限度将聚集在一个区域的各台风机串接起来。（2）为降低施工成本，风机之间的集电线路尽量按最短距离布设。（3）不同回路集电线路尽可能布设在同一电缆沟中。

3.2直埋式电缆敷设施工

（1）电缆沟土建施工。电缆沟的开挖：电缆沟采用液压反铲挖掘机辅助以破碎锤进行开挖，开挖出的土石放置于电缆沟两侧，以备电缆敷设完成后回填所用。某些坡度较大的电缆沟采用人工开挖。电缆井砌筑：根据不同风机分接箱之间的距离和电缆的长度，在合适的位置采用红砖砌筑直径3.5米的电缆井，保证电缆中间接头在电缆井里。电缆还应绕电缆井中墩盘出2至3圈作为富裕量。电缆井盖板与井内预埋的挂钩联接，保证盖板不被掀开，在检修时可通过电缆井进人孔解开挂钩即可拆除盖板，进人孔盖板上安装防盗锁。电缆铺砂铺砖：采用人工或机械方式将沟底整平，清除残余块石，将细黄砂均匀铺在沟底，厚10cm。在电缆敷设及相关电气试验完成后，按设计和规范要求将电缆和通迅光缆进行理顺，再次将细黄砂覆盖电缆。铺砂完成后，用红砖将电缆处密实铺好，红砖两边应超过电缆处范围10cm。土石回填：应再次通过电气试验确认电缆完好无损，然后采用人工方式先铺30cm厚的土，再用机械进行回填。回填时应避免土石的冲击力损坏电缆。电缆沟中心处应比两边要多回填20cm左右，不能用机械碾压夯实。

（2）电缆敷设。电缆敷设采用人机结合办法进行施工。在地势相对平缓，交通相对良好且敷设电缆较短的区域采用人工与电缆滚筒或原木配合的办法进行施工：即在电缆沟中相隔10米设置一个电缆滚筒或在电缆沟上放置φ80的原木，每二个电缆滚筒间或原木间安排5～6人，一共设置6～8个滚筒，30～40人按指挥移动电缆，并放置在滚筒或原木上，放入电缆沟底，分段敷设到位，整个敷设过程应保证电缆不落地。

具体施工时采取了专门的质量控制措施：（1）增加电缆敷设专业设备，如角滑轮、支线单滑轮、单轮转角滑轮、20吨单轮滑轮等，安排专人负责。（2）在有山石的电缆沟区域，增加支线滑轮密度，必要时在工装之间的电缆沟地面上铺设光滑木料。（3）准备了三级牵引绳（3t）、5级牵引绳（6t）、钢丝绳（φ11）及钢丝网套，一般情况下用牵引绳即可，特殊情况下用牵引绳绑住电缆，然后再用钢丝绳绑住牵引绳进行敷设。（4）在用角磨牵引时速度不宜超过15m/min。（5）在电缆过公路或平台区域应穿保护管，穿电缆时不得损伤护层，可采用无腐蚀性的润滑剂（粉）进行管路润滑。（6）电缆工程施工后，进行各回路的绝缘检查，并作好记录。

3.3电缆终端和接头的制作

（1）电缆终端与接头的制作由经过培训的熟悉工艺的专业人员进行。（2）在室外制做35kV电缆终端与接头时，其空气相对湿度宜为70%及以下；当湿度大时，可提高环境温度或加热电缆。严禁在雾或雨中施工。施工时应做到防风防沙。

4、风电场集电线路工程施工建议

4.1因地制宜，严把设计关

在工程开工前，总包和监理应组织各专业技术力量，细致审核设计施工图，敦促设计一定要出箱变、杆塔、风机之间的相对位置布置图以及整个工程规划布置图。土建、结构、电气专业有交叉地方的图纸必须有专业会签栏，且各专业人员一定要会签。采集原始数据资料时一定要准确可靠，不能死守设计规程或仅以当地气象局所提供的资料作设计依据，而是要具体情况具体对待，根据现场的实际情况在风速大的地方立风机及立杆塔挂线时，应设观测点采集数据，以风载、杆塔本身荷载和覆冰荷载几种情况的叠加作为设计依据，提高抵御自然灾害的能力。

4.2抓住预控和现场2个基本点，做好工程监理

监理单位应配备高素质、高水平、经验丰富的监理人员保证工程质量。抓住预控和现场2个基本点是监理控制的基本要求。预控是监理控制工作中最具科学性的一环，体现了监控的前瞻性；只有坚持现场控制才能及时发现问题、解决问题，才能保证预控得以落实。

4.3合理安排施工，减少干扰与损坏

在工程实施中，对于不同施工分包商及单位工程间施工的相互交叉情况，要合理安排好施工分包商及单位工程施工的先后顺序，减少重复施工和相互损坏，以节省投资。所以，总包要提前敦促设计出集电线路图纸，先进行集电线路的施工，开挖好箱变高低压侧电缆沟，敷设好电缆，做好杆塔接地后再进行箱变、风机接地网的施工，这样就不会因施工顺序不当而损坏风机的接地网。

风电场的集电线路工程因线路长，杆塔、箱变、风机和附件多而工程量大，特别是北方严寒地带可施工的时间短，因此，确定2个施工单位同时施工很有必要，这样既可以在两者之间比工程质量和进度以形成良性竞争，确保工期，又可避免因增加施工分包商而增加交桩次数。合理确定交桩时间可减少交桩次数。在设计图纸满足工程进度要求的前提下，在施工分包商开工准备工作已做好的情况下，应让设计来交桩，这样一交桩就立即施工开挖，可以避免因风机和箱变基础工程施工损坏桩和时间久而丢失桩。

结语

集电线路工程在整个风电场工程中占据着十分重要的地位，它线路长，杆塔、附件、箱变、风机数量