铁路牵引变电所现场施工工法

铁铁路路牵牵引引变变电电所所施施工工工工法法 中铁二十局电气化工程有限公司 1.1. 前言前言 铁路电力牵引变电所是将国家超高压电网110KV 的电压转变为适应于铁路牵引 机车使用的 25KV（±10%）的转换设备，该设备为铁路运输提供了可靠的、安全的、 环保的能源动力。铁路牵引变电所的施工是铁路站后四电工程中重要的一环，它的 建成为铁路最后的开始运营起到了至关总要的一步。铁路牵引变电所施工工法是一 种新型的、先进的施工工艺方法，尤其是该工法采用平行作业的施工方法，缩短了 施工时间，合理地安排了施工工序，极大地提高了施工效率，确保了施工安全，应 用于大西高铁工程、集通铁路工程、黄韩侯铁路工程等，并于2015 年 12 月通过中 铁二十局集团工程有限公司科技成果鉴定，经专家评审为国内领先水平，对类似工 程施工具有积极的借鉴和推广作用。 2.2. 工法特点工法特点 采取平行作业，极大地提高了施工效率采取平行作业，极大地提高了施工效率 室内外展开平行作业，室内设备安装和室外设备安装同时展开，合理地利用地 理地形、人力资源、施工器具，最大限度地多方位开展施工工序，不仅使各种资源 得到了充分的利用和发挥，而且缩短了施工时间，极大地提高了施工效率。 施工标准化、工艺程序化施工标准化、工艺程序化 基础施工、构架安装、主变压器安装、避雷器安装、母线施工、电缆施工等等 施工工艺，已在多条铁路线上牵引变电所施工中应用，形成了很成熟的施工工艺， 具有施工工艺程序化、施工技术标准化，具有施工工艺简单、节约材料、提高效率 等特点。 应用广泛具有推广价值应用广泛具有推广价值 我国现有电气化铁路已经超过 2 万公里，在新建的高铁、国家铁路、地方铁路 中，机车牵引的制式以电力牵引为主，在对既有的铁路改造过程中也是将内燃机车 牵引改为电力供电牵引，所以说铁路牵引变电所施工是未来铁路机车动力的主打制 式，该技术具有应用广泛，极具推广价值等特点。 3.3. 使用范围使用范围 本工法适用于高铁变电所、铁路专用线、客货共线、地铁、城市轻轨等铁路牵 引变电所工程项目的施工。 4.4. 工艺原理工艺原理 牵引变电所的功能是将三相的110KV(或 220KV)高压交流电变换为两个单相的的 交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为 25KV)供电，牵引变电 所每一侧的接触网都被称做供电臂。该两臂的接触网电压相位是不同的，一般是用 分相绝缘器隔离开来。相邻变电所间的接触网电压一般是同相的标准电压，期间除 也用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器或隔离开关的操作， 实行双边(或单边)供电。 牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、动力变 压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几种；根据接线方式不同，又有单相变压器、 三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别， 但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。 适合电力机车使用的的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波 含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和 抗短路冲击的能力要强，这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。动力变 压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电，电压等级一般为10KV，容量从几百至几 千 KVA 不等。自耦变压器(AT)是 AT 供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引 网每 10～20km 设一台，用以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。 5.5. 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 工艺流程工艺流程 铁路牵引变电所施工工艺流程见图 施工准备 牵引变电所施工程序流程图牵引变电所施工程序流程图 测量硬母线安装 操作要点操作要点 设备基础断路器安装施工文件的准备：施工单位应对批准的设计的文件和图纸进行审核，包括牵引 开挖 变电所施工图、馈线保护二次接线图、主变压器保护二次接线图、配电装置安装图 基础浇制故障盘安装 以及有关的施工技术标准和设计说明文本，如发现问题应及时联系设计单位解决并 构架（支架）互感器安装 上报建设单位和监理单位。组立 室外设备安隔离开关安 遗漏或与设计规范、施工规范以及验收标准相违背的地方；室内、外设备的安 装装 装位置是否合理，管道、线缆径路，是否与设计图相符。综合自动化系统软母线安装 安装 设备进场道路、施工环境、防雷接地、施工驻地等状况进行调查，当调查结果 主变压器安计量装置设备安 装装 不符合设计要求时应及时通知设计单位，按照规定程序进行变更。 室外施工室外施工 设备连接施 工 标志牌安 测量 装 室内、外设备检 测调试 ① 根据基础平面布置图引入标高，作为各类基础和基坑的标高设定，以便进行 全所联调、 基坑开挖和基础浇筑。 试验 缺点处理 运行交接 ②将设计规定标高用水准仪引入施工场地，标高点用混凝土制作并进行保护。 ③依据房建位置，用经纬仪测定一基准线，作为各基础的测量依据。用经纬仪 测定各基础的中心桩，并做轴桩。在基础的轴桩之间拴上白线绳，标出基础的横、 竖中心线。根据基础的深外形尺寸和利用白线绳标出的中心线，采用平行推移法测 出基坑的开挖边线。 ④将测出的边线撒上白石灰粉标出，复核无误后，撤出白线绳即可开挖基坑。 基础开挖及浇筑 接地网施 工 网栅安装 基础开挖包括主变压器基础、隔离开关基础、电流互感器基础、电压互感器基 础、断路器基础、避雷针基础等。 ①构架电杆基础开挖按照设计深度进行开挖，按照构架的高度进行高度复测后 就可以进行构架的组立和焊接。 ②室外设备基础开挖：开挖前，用砖块将基础侧设的辅桩围起来，防止作业过 程中因为碰撞而移位。沿着基坑的开挖边线开挖，边开挖边修整，挖至设计桩。 ③用水准仪复测坑深，无误后均匀夯实坑底。基坑挖好后，预留回填土，其余 弃土全部外运。 ④复核坑位尺寸及深度无误后，根据基础类型支立钢模，并在钢模表面涂刷脱 模剂。支立后的模板中心与基础中心重合，偏离误差小于1mm；预埋螺栓间距及外露 尺寸符合设计要求，误差不大于 2 mm。杯形基础杯底略低于标高 30mm，便于立杆调 整。 ⑤基础浇注采用原坑胚膜就地浇注法，当基坑易坍塌时采用模板支护浇注。混 凝土用机械拌和，配合比、水灰比经试验选定，并在现场对水、砂、石料严格计量。 浇注中避免发生离析现象，同一基础一次性连续浇注完毕；每层浇注厚度不超过 300 mm，并用电动振捣棒充分捣固。本工程混凝土施工避开冬雨季。 ⑥浇注完成后复核预埋螺栓尺寸，并按规定制作混凝土试块。基础的养护据气 候条件和规范要求，派专人负责实施。 构架（支架）组立 ①混凝土基础强度达到设计强度的 70%以上时， 方可进行电气设备安装和杆上作 业； ②用于构架或支架的预应力钢筋混凝土电杆不得有纵、横向裂纹。电杆不应有 混凝土脱落及外漏钢筋等缺陷，弯曲度不应大于其全长的1%。 钢圈连接的混凝土电杆的焊缝不得有裂缝、夹渣及气孔，其咬边深度：当钢圈 厚度小于或等于 10mm 时，不得大于；当钢圈厚度大于10mm 时，不得大于1mm。焊接 后的电杆弯曲度不应大于全长的 2%。 ③构架的电杆杆顶应封堵；杆段连接处的钢圈或法兰应作防腐处理