升压站继电器楼电气施工关键技术研究

1 工程概况与施工难点

1.1 项目背景

闵行燃气—蒸汽联合循环电站位于上海市闵行区丽江路2 号，是上海市重点能源基础设施项目。升压站II段继电器楼作为电站的核心控制枢 承担着升压站设备监控、电力调度及继电保护等关键功能。该建筑为 3层钢筋混凝土框架结构，总建筑面积 1357.8m2，地上建筑高度 14m，设计使用年限 50 年。其电气系统涵盖低压配电、防雷接地、应急电源及弱电系统，需满足极端工况下的安全性与可靠性要求。

1.2 施工难点

1.2.1 高土壤电阻率环境下的防雷接地施工

1）接地电阻达标困难

工程项目区域土壤电阻率最高可达 120Ω·m，远超常规接地系统适用条件（通常≤ 50Ω·m），传统垂直接地极或单一降阻材料难以满足设计值 ⩽1Ω 的要求。

2）长效防腐需求严苛

土壤含盐碱成分高（pH 值 ⩾ 9.5），且邻近化工厂区存在腐蚀性介质渗透风险，接地体易发生电化学腐蚀，威胁系统寿命。

3）空间受限与交叉干扰

接地网需避让地下既有管线（给排水、暖通管道）及建筑桩基，网格间距与埋深调整空间受限，易引发跨步电压安全隐患。

1.2.2 密集电缆敷设的电磁兼容控

1）动力—弱电交叉干扰严重

总计多达 1600m 的桥架中 12 类电缆（含 ZR-YJV 动力电缆与 SYV-75-5 视频线）多层交叉敷设，动力电缆启动瞬间产生的瞬态电磁场（峰值 ⩾ 2000V/m）易导致弱电信号失真甚至设备误动作。

2）空间布局冲突

建筑层高仅 14m，桥架需在有限空间内分层排布（垂直间距 ⩾300mm） ，且需规避通风管道及消防设施，路径规划复杂度高。

3）屏蔽与接地协同难题

弱电系统需同时满足单端接地（防地环路干扰）与桥架整体接地（防静电积累），接地策略矛盾易引发二次干扰。

1.2.3 复杂工况下的电气配管可靠性保障

1）管线交叉冲突频发

电气配管（镀锌钢管与 PVC 管）与给排水、消防管道水平间距不足 200mm，交叉处需上翻 / 下穿处理，易造成管材机械损伤或绝缘性能下降。

2）防腐与绝缘双重挑战

埋地镀锌钢管需同时应对土壤腐蚀（氯离子浓度≥ 1.5%）与地下水浸泡，而弱电 PVC 管在动力电缆强电磁场下易产生感应电压（实测≥15V），威胁信号传输稳定性。

3）连接工艺质量控制

镀锌钢管螺纹连接易因套丝精度不足导致接触电阻超标 （⩾0.1Ω） ），PVC 管胶粘连接固化不充分可能引发接口渗水（湿度敏感区域故障率提升30%）。

2 关键技术实施方案

2.1 防雷接地系统施工

防雷接地系统采用“水平—垂直复合接地网”设计，通过材料改良与工艺优化，解决土壤高电阻率（120Ω·m）环境下的降阻难题，最终接地电阻实测0.78Ω（设计值 ⩽1Ω ）。具体步骤如下：

2.1.1 网格化接地网施工

防雷接地系统采用水平—垂直复合接地网结构。水平接地体使用 50×6 镀锌扁钢按“日”字形敷设，网格间距 5m×5m，沟槽开挖深度 0.8m， 并采用三面满焊工艺（焊缝高度≥ 4mm），焊缝经渗透探伤检测合格率 100%。垂直接地 镀锌钢管（单根长度 2.5m），垂直打入土层间距 5m，顶端与水平扁钢双面焊接固定，同时每根钢管内灌注15kg 活性离子降阻剂，形成立体降阻体系。

2.1.2 降阻材料优化

在防雷接地系统施工中，针对土壤降阻与长效防腐需求采取专项措施。沟槽回填土掺入 5% 石墨粉（局部高阻区增至 8%），经分层夯实后土壤电阻率从初始 120Ω·m 降至 45Ω·m，有效改善接地网导电性能。同时对接地体实施环氧沥青漆涂覆、与防腐胶带缠绕双重防护，盐雾试验表明防腐寿命由常规 15 年提升至 30 年，显著增强系统耐久性。

2.2 电缆桥架敷设与抗干扰处理

本工程电缆桥架总长超1600m，包含动力电缆（ZR-YJV-4×25）与弱电电缆（网线、视频线）共12 类线缆，敷设路径涉及3 层垂直交叉。通过分层布局、屏蔽隔离及接地优化，实现电磁兼容性指标优于设计值。

2.2.1 桥架分层敷设

1）空间分层设计

电缆桥架敷设采用分层布局设计以优化电磁兼容性。动力电缆层布置于上层桥架（距顶板 0.3m），采用200×100mm 镀锌槽式桥架，跨距1.5m，同层桥架水平间距≥300mm。弱电电缆层设置于下层桥架（距地面2.4m），选用 100×50mm 镀锌托盘桥架，跨距 2.0m，与上层动力桥架保持垂直间距≥ 300mm，通过空间隔离有效降低电磁干扰风险。

2）桥架安装工艺

桥架安装严格实施标准化工艺。支架采用 M12 膨胀螺栓固定于混凝土梁体，间距 1.5m，通过激光水平仪校准确保水平度偏差≤ 2mm/m。桥架节段间采用 16mm² 铜编织带跨接，接触面经打磨除锈后涂覆导电膏，使过渡电阻≤ 0.02Ω，保障电气连通可靠性。弱电桥架转弯部位按弯曲半径≥ 10 倍电缆直径控制（如 SYV-75-5视频线弯曲半径≥150mm），采用液压弯折机成型，避免线缆弯折导致的绝缘层破损。

2.2.2 抗干扰综合措施

1）物理隔离与屏蔽

电缆抗干扰控制通过物理隔离与接地优化协同实施。在动力与弱电桥架间全段加装 1.5mm 厚镀锌钢板隔板（覆盖率 100%），经 EMF-828 电磁场测试仪检测， 高频 干扰衰减值 ⩾ 20dB，较未安装前提升 3 倍。同时采用弱电电缆屏蔽层单端接地技术（仅在配电箱侧接地，接地电阻 ⩽1Ω; ），成功消除地环路干扰，使信号噪声比从35dB 提升至48dB，达到高精度控制系统的传输要求。

2）线缆敷设优化

动力与弱电电缆交叉区域采用45°斜向过渡敷设，最小间距控制≥500mm，通过角度优化降低平行段长度，抑制电磁耦合效应。视频线预留 2 路独立备用通道，网线选用六类屏蔽双绞线（STP）并配置金属外壳水晶头，其屏蔽层通过 16mm² 接地线与桥架连通，形成端到端全屏蔽结构。该策略在保障信号传输稳定性的同时，实现系统容错能力与抗干扰性能的双重提升。

3）接地系统协同

桥架整体通过 40×4 镀锌扁钢每 30m 与防雷接地网可靠连接，引下线焊接点经环氧沥青漆 + 热缩套管双重防腐处理，保障全路径电气连续性。终端设备（摄像机、交换机等）外壳通过 4mm² 黄绿双色接地线接入等电位端子箱，与建筑联合接地体形成等电位连接网络。该设计既满足桥架系统防静电积累需求（过渡电阻 ⩽0.1Ω） ），又实现终端设备接地电阻≤ 1Ω 的精度要求，全面符合《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2015 标准。

2.3 电气配管系统施工

2.3.1 管材选型与敷设规划

1）管材选型

电气配管系统采用差异化管材选型策略。动力系统主电源回路选用SC50 热镀锌钢管（壁厚≥2.5mm，抗压强度≥ 300MPa），分支回路采用 SC32 钢管（壁厚≥ 2.0mm），通过套丝连接工艺确保大电流传输的机械强度与电气连续性。弱电系统则配置 Φ25＼～Φ40 阻燃 PVC 管，其低介电常数特性可有效降低视频、网络等高频信号传输损耗。两类管材通过分层敷设（与给排水管水平间距≥ 300mm）及弯曲半径控制（钢管≥ 6D，PVC 管≥ 4D），实现复杂路径下的绝缘防护与电磁兼容性平衡。

2）敷设路径设计

管线敷设路径设计遵循“避让优先、弯曲规范”原则。电气管与给排水管道水平间距严格保持 ⩾ 300mm，交叉区域优先采用电气管上翻或下穿方式处理（交叉点间距≥ 100mm），避免机械损伤与热传导干扰。弯曲半径按管材特性差异化控制，镀锌钢管弯曲半径≥ 6 倍管径（如 SC50 钢管≥ 300mm），保障穿线顺畅性与管壁结构强度，阻燃 PVC 管弯曲半径≥ 4 倍管径（如 Φ40 管≥ 160mm），防止高频信号传输畸变。通过空间避让与弯曲协同设计，实现复杂建筑结构下的管线安全敷设与系统兼容性优化。

2.3.2 配管连接与工艺控制

电气配管系统施工通过差异化连接工艺与特殊部位强化处理保障可靠性。

1）镀锌钢管施工。采用套丝螺纹连接（螺纹长度≥ 1.5 倍管径），外露螺纹经防锈漆 ⁺ 沥青胶双重防腐，每段钢管两端以4mm² 黄绿双色线跨接，确保过渡电阻≤0.05Ω ；

2）PVC 管施工。胶粘连接承插深度≥ 1.5 倍管径（如 Φ40 管≥ 60mm），胶合剂固化时间 ⩾30min ，直线段每15m 设置伸缩节（补偿量≥20mm）以消除热应力；3）特殊部位处理。穿墙部位采用防火泥封堵（厚度≥ 50mm）并加装防水罩，防爆区域配置 ⩽ 1m 防爆挠性管且两端压接铜质接地端子，实现防水防爆双重防护。

通过螺纹精度控制（水平仪校准）、胶粘固化温湿度监测 （20±5^∘C ，湿度 ⩽ 75%）及防火泥密实度检测（敲击法空鼓率≤5%），全面满足规范要求，管线系统绝缘电阻≥100MΩ，弯曲半径偏差≤10%。

2.3.3 防腐与绝缘强化措施

电气配管系统防腐与抗干扰措施通过分级防护体系实现。

1）镀锌钢管防腐处理。埋地部分外壁采用“三油两布”环氧煤沥青漆涂覆工艺（底漆 + 玻璃布 + 面漆循环施工），干膜厚度≥ 400μm，盐雾试验验证防腐寿命 ⩾ 15 年。穿线前内壁使用压缩空气吹扫毛刺并喷涂绝缘清漆，耐压强度≥2kV，避免线缆绝缘层划伤与漏电风险。

2）PVC 管抗干扰优化。弱电管与动力管平行敷设时保持间距≥ 200mm，交叉处采用铝箔全包裹屏蔽（搭接长度≥50mm），抑制高频电磁耦合效应。金属桥架与PVC 管连接处增设截面积≥16mm² 接地铜排，形成屏蔽层-桥架- 接地网的低阻抗通路，实测感应电压从15V 降至≤3V，满足弱电系统抗干扰要求。

通过外壁防腐层针孔检测（电压法≤ 3kV 无击穿）、铝箔屏蔽覆盖率测试（100%）及接地回路阻抗抽检（⩽0.1Ω） ），系统整体防护性能优于规范指标，保障复杂工况下的电气安全与信号稳定性。

结语

闵行燃气- 蒸汽联合循环电站 复合接地网”“分层抗干扰”“分级配管”等关键技术，有效攻克 管线交叉防护难题。防雷接地系统采用网格化布局与降阻材料 阻并延长使用寿命。电缆敷设通过物理隔离与屏蔽接地策 差异化选材和路径优化为核心，强化管线绝缘与抗干扰性能。 安全可靠的同时，可显著降低施工与运维成本，为高干扰、高腐蚀环 了系统性解决方案

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简介：赵志祥，1986 年 8 月 19 日，性别男，籍贯江苏省扬州市，学历本科，职称工程师，研究方向新能源工程管理专责