高速公路项目机电工程供配电施工技术探讨

李 享

（贵阳电气控制设备有限公司,贵州 贵阳 550001）

机电设备的合理应用与供配电施工技术优化相结合，可以提高设备运行效果，扩展高速公路功能，为安全出行做出贡献[1-2]。在高速公路项目建设中会配备监控系统、通信系统、收费系统等，上述机电系统涉及多领域、多学科、多专业，供配电环节如果存在问题，将会对后续使用带来不便，给高速公路的出行安全带来挑战[3]。

1.1 高速公路机电工程的主要内容

高速公路工程项目建设中，机电工程是不可或缺的组成部分，其功能是其他系统难以替代的。从结构角度分析，机电系统是一个非常复杂的结构体系，包括监控、收费、通信等。监控系统包括传感器、发布设备和中央设备；
收费系统包括传输设备、收费站设备和清算系统；
通信系统包括通信设备、交换设备、传输设备。其中所涉及的电力系统包括照明、供电、配电等[4]。

进行供配电系统施工时，需综合考虑相关影响因素，并进行合理优化，为保障工程建设质量奠定基础。高速公路机电系统主要发挥交通监测、计费结算、电力监控、故障报警等功能，其系统结构与功能图如图1所示。

1.2 机电工程的特点

机电工程由大量集成设备组成，其运行稳定性直接决定了机电工程的使用效果，同时影响高速公路的通车安全。而地质环境、气候条件等因素都会在项目施工中产生不同程度的影响，对施工条件提出了更高的要求。

高速公路机电工程具备一体化特征，特定工序中出现问题将会导致系统瘫痪。供配电系统是影响机电工程质量的重要因素之一，一旦供配电系统失常，将会带来巨大的安全隐患，从而对高速公路的正常运转产生不利影响。

某高速公路机电工程合同段长5.3 km，供配电系统由配电设施和配电线构成，以隧道为系统核心，向重点区域提供照明服务。结合项目工程建设需求，隧道照明系统选用37 kW隧道射流风机，配备216 km低压电缆和166 km照明电线，照明灯具包括LED灯、高压钠灯、中高杆灯和照明路灯，并在站区内配置81个中置式开关柜和26个低压开关柜，采用在线式工频UPS作为管道和电缆基础，同时为路段配置455套灭火装置、107个门阀。

机电工程是高速公路建设中的重要单项工程，其设备、设施种类繁多，供配电系统的设计必须符合工程施工技术要求，因此在施工环节需加强管理。高速公路机电工程中供配电系统由电力电缆、低压配电设备、电力变压器、中压配电设备、电力监控系统、电源设备等构成，相关配电设备及辅助设施均是机电工程系统建设中不可或缺的部分[5]。完善的供配电系统能够为高速公路沿线提供监控、通信、计费、照明等不同服务，确保用电安全与可靠，为高速公路系统稳定运行提供了保障。图2为供配电系统结构图。

图2 供配电系统结构

高速公路项目施工的工艺复杂，技术条件苛刻，应严格遵守各项技术规范和操作规程，特别是机械设备的安装，应清楚标明施工地点，电线材料必须达到要求，焊接和转向操作，应按规定进行。在工程建设中，要着重对敷设电缆、传缆、立杆工序进行监控，强化专业技术人员的技能训练和考核，以提高专业技术人员的综合素质，保证工程的总体质量，降低工程危险率。

3.1 施工图纸会审

施工图纸会审时，应确保机电工程配电系统中电器平面图与系统施工图一致，重点关注动力系统控制方式，结合施工需求进行重点、难点探讨，加强方案交流与协商。如对穿线管道和导线能否完美搭配、配电箱尺寸是否符合箱内开关要求等细节问题，都应在施工前统一规划[6]。

3.2 接地装置安装

接地干线焊接时需保证焊接长度，并于焊接前进行焊面还原，使焊接处有良好的机械强度，确保电气连接符合规范，从而保障接地电阻达到高速公路工程配电设计要求。

施工阶段应预留意外的接地电阻，如果不能满足要求，应立即进行人工接地体、接触点的补接。另外，为了增强防雷接地的可靠性，需严格遵循施工图纸的设计标准，预留接地点并引下接连。同时预留出接地电阻的测试点，为弱电机房、通信机房和配电房等设备提供工作接地点[7]。

3.3 外电引入质量控制重点

高速公路供配电系统电源应就近选择，使用中需进行电源相序的重点检测，确保其与发电组相序保持一致。断电情况下可实现发电机组发电与市电供应的自由切换，保障电动机和UPS等设备不会因常规用电线路中断无法正常使用。此外，需根据项目工程需求进行变压器的调整，防止变压器低压端的输出电压与设备需求不一致影响系统运行质量。

3.4 供配电技术方案设计

整体设计：完成线路上的设备设施布局，确定供电系统的一级用电负荷设计，并对其进行用电负荷合理的分类，从而保证了供电、计费、监控、照明等功能的正常运行。而对收费区、服务区等设施的照明，可降低负荷标准，采用二级负荷设计满足日常需求。

供电方式：根据就近原则，选择单路10 kV的高压电源，在变电站内部进行低压切换，并配有电源开关，以保证供、配电网的无缝连接。

3.5 供配电接线部分控制

合理控制焊接处的机械强度，保证电气连接符合操作规范，以确保接地电阻符合工程配电设计的基本要求。同时做好供配电系统相关设备的接地保护工作，通过电路线路的精准识别，确保设备电力指标正常[8]。

接地时需区别颜色，相线与PE线连接，并利用就近取电的原理，使发电机和供电系统的供电相序保持一致，避免因电压波动而造成的电网故障。

3.6 供电与配电设备的安装与调试

供配电系统在正式运营之前，需调试电气设备，为后续工程正常运转奠定基础。

（1）施工方委派经验丰富的专业技术人员进行现场设备调试，严格遵循操作规范进行操作，明确人员责任和操作细则，根据调试程序现场调度并进行调试操作。此外，供配电厂家应派遣专业人员参与现场调试，严格把好质量关，确保设备正式投入运行前各项指标正常。

（2）对电缆、相变压器耐压性、真空阻断器的合闸情况、直流电阻值等指标，进行重点检查[9]。

（3）调试负责人全权负责现场调试工作，做好项目施工记录，完工后清理现场，消除安全隐患，保障设备质量达标，为顺利送电奠定基础。

4.1 工程现场勘查

施工前需进行现场勘查，检查设备仪器是否到位，核实施工图纸是否有误，确定核心构件到场，组织施工人员二次确认施工细节与流程，清点设备物资是否齐全，避免准备不足影响后续施工进度。

核实外供电源位置，结合项目需求和实际情况勘查现场，发现问题及时整改，确保勘查质量与效果，保障施工建设质量。

4.2 设备采购测试

设备采购需严格执行合同条款，严禁不符合生产要求的产品进场，提前将采购计划发送至原料供应商，并在产品进场后进行抽检，确保设备原料符合施工要求，检测达标后方可进行现场施工。

为确保施工安全，进一步检查设备原料质量，需对重要设备通电检测，不达标者退回，严禁应用于施工现场。

4.3 施工联合设计

联合设计满足项目施工要求，确定施工细节并为项目进行提供参考。监理单位对施工流程和操作细节进行审核，明确高速公路机电工程供配电系统的工作细节，详情如表1所示。

表1 施工联合设计

4.4 机电系统集成

（1）照明系统：重点进行节能设计，照明系统应符合高速公路项目施工的节能标准，确保隧道内照明调光控制方式的合理性，保障各系统功能的正常运行。隧道内照明系统对确保行车安全有重要意义，需于施工完毕后现场反复模拟，通过隧道行车调试确保系统稳定运行，避免交通事故发生[10]。

（2）通信系统：通信系统包括多个子系统，其正常运行是降低交通安全事故发生率的重要影响因素；
通信系统调试完毕后，需对相关流程是否通畅加以验证，确保各环节流畅。

（3）收费系统：负责对高速公路上的车辆进行统计，保证其正常收费；
加强系统的调试，对运行参数进行严格的控制，以保证高速公路的安全运行。

（4）监控系统：监控是处理高速公路突发事件的一种重要手段，通过监控系统发现高速公路运行中的问题，及时根据实际情况加以调整，结合反馈内容调试和处置相关问题。

4.5 技术配套建设

隧道施工：①借助UPS系统将隧道监控和通风设备等所需交流电力转换成直流电力，如隧道监测、通风装置，以保证连续的电压输出，确保电力装置的正常运转；
②隧道口设置变电所，将预埋管二次衬砌，并通过电缆与喷气风机相连，采用电缆桥架完成支路光缆的铺设，选择适当的供电和分配技术，确保电缆敷设与用电设备的安装符合技术规范需求。

沿线施工：①供配电系统施工环节，将10 kV单电源架空引入变电所内，采用TN-C-S低压配电系统确保设备输出电压稳定，将高压进线柜与系统进行“T”连接，如遇外界突然断电情况，可自动激活发电机组供电，确保供配电系统正常运转；
②系统引入通信机房等建筑，以三相五线制连接，变压器为三相Dyn11型干式，配有微机监测系统，完成了供电、配电网的保护，并装有自动补偿装置，使电网的功率因子达到0.90，确保系统运行稳定。

高速公路机电工程供配电系统由多个分支系统组成，施工过程中工作人员必须明确高速公路机电工程供配电系统的施工要点，加强对施工细节的监管，有层次地解决需重点控制的质量问题，确保高速公路项目施工质量，提高行车安全。为确保高速公路项目机电工程供配电的施工质量，需重点优化施工设计，认真执行操作规范，重点控制施工细节，加强施工过程管理，切实提高项目质量，为我国高速公路的顺利运行提供保障。