電纜橋架在石化企業(yè)中的應(yīng)用

摘要：論述了在石化企業(yè)中電纜橋架敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)、設(shè)計(jì)選型、安裝，以及根據(jù)石化企業(yè)的環(huán)境特點(diǎn)提出了應(yīng)積極選用鋁合金橋架。同時(shí)，對(duì)于橋架設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)選用提出了一些看法，并對(duì)于橋架施工安裝提出了一些基本要求。由于石化企業(yè)供電可靠性要求高，用電負(fù)荷大，供電故障產(chǎn)生的后果嚴(yán)重，環(huán)境危險(xiǎn)性大，而供電線路又是供電系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著電能的輸送，這就決定了其敷設(shè)方式應(yīng)具有容量大、運(yùn)行安全、巡檢維護(hù)方便的特點(diǎn)。電纜橋架敷設(shè)無(wú)疑是目前比較理想的一種方式。

石化企業(yè)生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，原料和產(chǎn)品絕大多數(shù)為易燃、易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，生產(chǎn)工藝 連續(xù)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，稍有不慎就可能發(fā)生破壞性很大的事故，對(duì)供電的可靠性、連續(xù)性和安全性要求很高[1-8]。因此電 纜橋架在石化企業(yè)中的選用就顯得十分重要。

1 電纜橋架敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)

1)電纜橋架可以和工藝管道共架敷設(shè)，不單獨(dú)占用電纜通道，節(jié)省空間9,同時(shí)也避免了和地下管線的交叉問(wèn)題，見附圖1。

2)電纜敷設(shè)在空氣中，散熱條件好，且不必通風(fēng)排水0,運(yùn)行費(fèi)用低，一旦電纜發(fā)生故障，處理也很方便。

3)裝置改擴(kuò)建時(shí)，增設(shè)的新電纜，可充分利用電纜橋架的備用位置敷設(shè)，十分方便。

4)隨著火災(zāi)報(bào)警系列產(chǎn)品的日趨完善，可采用纜式探測(cè)器對(duì)電纜進(jìn)行監(jiān)護(hù)，一旦某處溫度過(guò)高，超過(guò)了探測(cè)器的設(shè)定值，可及時(shí)報(bào)警，使值班人員及時(shí)巡檢，消除隱患。

5)電纜橋架與其他電纜敷設(shè)方式相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，不論廠區(qū)主干線路或某個(gè)裝置內(nèi)的配電線路，均可采用電纜橋架敷設(shè)方式。電纜采用直埋敷設(shè)雖然土建造價(jià)較低，但其占地面積大，裝置擴(kuò)建時(shí)增加電纜及電纜故障事故處理時(shí)要重新開挖，常因擴(kuò)建施工等損壞電纜，造成停電事故，且事故處理困難，恢復(fù)供電所需時(shí)間較長(zhǎng)。采用電纜溝方案雖然和電纜直埋相比，具有一定的靈活性，但石化企業(yè)大多都是易燃易爆場(chǎng)所，電纜溝易聚集危險(xiǎn)氣體，造成隱患，并且石化企業(yè)地表水大多含有石化物料，時(shí)間長(zhǎng)了，必然會(huì)對(duì)電纜溝造成污染。電纜隧道只能在電纜集中地段使用，電纜引出后，仍需采用直埋或電纜溝方式，不可避免地又出現(xiàn)了該 方式的缺點(diǎn)。

2 電纜橋架的型號(hào)規(guī)格

2.1 電纜橋架種類

電纜橋架種類很多，按材質(zhì)分類有：鋼制、玻璃鋼制、鋁制、復(fù)合環(huán)氧樹脂橋架等；按結(jié)構(gòu)分類有：槽式、有孔托盤、無(wú)孔托盤、組裝式托盤、梯架勢(shì)等；按表面處理工藝及材料分類有：噴塑、噴 漆、噴涂、熱鍍鋅、熱浸鋅、鍍鋅鎳、熱噴鋅等。

2.2 電纜橋架規(guī)格尺寸

常用規(guī)格高有40、50、60、80、100、150、200mm等，寬有100、150、200、250、300、400、500、600、800、1000、1200mm 等，長(zhǎng)度有2000、 4.000、6000mm 等。不同材質(zhì)及不同廠家生產(chǎn)的橋 架規(guī)格會(huì)有所不同。

3 電纜橋架的選型及荷載等級(jí)的確定

3.1 選型

一般情況下多采用梯架和有孔托盤型橋架，其中，梯架型橋架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自身重量輕、便于安裝、投資少等優(yōu)點(diǎn)，在石油化工裝置中得到了非常廣泛的應(yīng)用。當(dāng)需要屏蔽外部的電氣干擾時(shí)，應(yīng)選用無(wú)孔金屬托盤加實(shí)體蓋板，如儀表電纜橋架大多采用無(wú)孔金屬托盤。當(dāng)敷設(shè)交流單芯電力電纜時(shí)，應(yīng)采用玻璃鋼、環(huán)氧樹脂等不宜構(gòu)成磁性閉合回路的非金屬電纜橋架，例如大連石化公司全廠或區(qū)域變電所35、66kV系統(tǒng)電纜橋架就是采用環(huán)氧樹脂材質(zhì)的。高溫、腐蝕性液體或油的濺落等需要防護(hù)場(chǎng)所，宜選用托盤，最上一層橋架應(yīng)設(shè)置實(shí)體蓋板。

3.2 橋架特點(diǎn)分析及應(yīng)用情況

1)在電纜橋架的實(shí)際應(yīng)用中，防腐層型式選擇的得當(dāng)與否以及質(zhì)量好壞將直接影響到電纜橋架的使用壽命，是另一個(gè)極其重要的技術(shù)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)選型時(shí)只有充分考慮所建裝置生產(chǎn)環(huán)境條件、氣候環(huán)境條件和項(xiàng)目建設(shè)的資金情況等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，才能在既經(jīng)濟(jì)合理又使用可靠的情況下，最大可能 地滿足其使用年限。

2)電纜橋架的材質(zhì)，以往多為普通電鍍鋅鋼質(zhì)橋架，逐步發(fā)展到熱浸鋅鋼質(zhì)橋架、鋁合金橋架。由于鋼質(zhì)橋架自重大，耐腐蝕性差，使其應(yīng)用受到一定的限制，而近幾年興起的鋁合金橋架因其重量輕，耐腐蝕性好，正在日益受到人們的重視，特別是其耐腐蝕性遠(yuǎn)比鍍鋅鋼質(zhì)橋架好，尤其適合在腐蝕性較強(qiáng)的化工企業(yè)中應(yīng)用，所以在石化行業(yè)中應(yīng)首選鋁合金橋架。例如：大連石化公司225萬(wàn)ta'催化汽油加氫脫硫裝置電氣電纜橋架就是選用鋁合金橋架。

3)鋁合金橋架具有良好的性價(jià)比。鋁合金橋和鋼橋架相比，具有明顯的技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，這些早已為大家所熟知，雖然兩者每噸價(jià)格相差好幾倍，

但是每噸敷設(shè)距離也相差好幾倍。鋁合金的比重大約是鋼材的三分之一多，敷設(shè)同樣長(zhǎng)度的橋架，所需的投資兩者幾乎是一樣的。同時(shí)還應(yīng)看到鋁合金橋架壽命約50年，而鋼橋架僅15~20年。根據(jù)一些工程的總結(jié)，同規(guī)格、同負(fù)載能力的鋁合金橋架和熱浸鋅鋼橋架相比，敷設(shè)同樣長(zhǎng)度，其總造價(jià)是基本相同的。

3.3 荷載等級(jí)的確定

載荷等級(jí)是滿足電纜橋架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有的設(shè)計(jì)人員僅僅靠經(jīng)驗(yàn)選擇，大多數(shù)情況下選用等級(jí)過(guò)高造成不必要的浪費(fèi)，也有個(gè)別情況是安裝結(jié)束后檢測(cè)強(qiáng)度不夠，又采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施的。所以荷載等級(jí)的確定需進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。

當(dāng)與工藝管道共架敷設(shè)時(shí)，由于工藝管架間距多在6m及以上，電纜橋架宜采用大跨距電纜橋架?？赡苁茄匾u過(guò)去的設(shè)計(jì)習(xí)慣，自控專業(yè)設(shè)計(jì)的電纜橋架當(dāng)支架間距超過(guò)2米以上時(shí)，沒(méi)有采用大跨距橋架，而是采用沿電纜橋架底部縱向布置兩根10*槽鋼托舉的方式，這樣做，既增加了施工成本、增加了橋架總荷載，又占用了有限的管架空間，可謂勞民傷財(cái)，畫蛇添足。例如西北某石化廠煙氣脫硫裝置配電室至PTU部分電氣和自控電纜橋架，電氣和自控電纜橋架并排沿工藝管架敷設(shè)，電氣采用的是大跨距橋架，而自控采用的是2m一節(jié)的槽盒并且底部采用10°槽鋼托舉形式，施工單位為了使并排敷設(shè)兩個(gè)專業(yè)的電纜橋架敷設(shè)高度整齊一致，不得不在每個(gè)管架處給電氣橋架底部再墊高一塊10°

4 電纜橋架的安裝

1)電纜橋架嚴(yán)禁作為人行通道、梯子或站人平臺(tái)，其支吊架不得作為吊掛重物的支架使用，在電纜橋架中敷設(shè)電纜時(shí)，嚴(yán)禁利用電纜橋架的支吊架做固定起吊裝置，做拖動(dòng)裝置及滑輪和支架。當(dāng)電纜橋架表面有絕緣涂層時(shí)，應(yīng)將接地點(diǎn)或需要電氣連接處的絕緣涂層清除干凈。電纜橋架在振動(dòng)場(chǎng)所及電氣接地部位的連接螺栓應(yīng)加裝彈簧墊圈。對(duì)于安裝在鋼制支吊架上或用鋼制附件固定的鋁合金電纜橋架，當(dāng)鋼制件表面為熱浸鋅時(shí)，可以和鋁合金橋架直接接觸。當(dāng)其表面為噴涂粉末涂層或涂漆時(shí)，則應(yīng)在與鋁合金橋架接觸面之間用聚氯乙烯或氨丁橡膠襯墊隔離。在有腐蝕性環(huán)境條件下安裝的電纜橋架，應(yīng)采取措施防止損傷電纜橋架表面保護(hù)層，在切割、鉆孔后應(yīng)對(duì)其裸露的金屬表面用相應(yīng)的防腐涂料或油漆修補(bǔ)。

2)電纜橋架安裝時(shí)應(yīng)做到安裝牢固，橫平豎直，沿電纜橋架水平走向的支吊架左右偏差應(yīng)不大于10mm, 其高低偏差不大于5mm1];  電纜橋架與工藝管道共架安裝時(shí)，電纜橋架應(yīng)布置在管架的一側(cè)，當(dāng)有易燃?xì)怏w管道時(shí)，電纜橋架應(yīng)設(shè)置在危險(xiǎn)程度較低的一側(cè)。

3)當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，電纜橋架層間距離、電纜橋架最上層至溝頂或樓板及最下層至溝底或地面距離不宜小于以下的數(shù)值。電纜橋架層間最上或最下層至溝頂或樓板及溝底或地坪距離：控制電纜不小于200 mm;10 kV 及以下電力電纜(除交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜外)不小于250mm;6~10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜不小于300mm;35kV單芯電力電纜不小于300mm;35kV三芯電力電纜不小于350mm;最上層電纜橋架距溝頂或樓板不小于350~450mm;最下層電纜橋架距溝底或地坪不小于100~150mm。

電纜橋架應(yīng)在具有腐蝕性液體管道上方；電纜橋架應(yīng)在熱力管道下方；易燃易爆氣體比空氣重時(shí)，電纜橋架應(yīng)在管道上方；易燃易爆氣體比空氣輕時(shí)，電纜橋架應(yīng)在管道下方。

4)電纜橋架與管道之間最小距離應(yīng)滿足以下要求：一般工藝管道平行凈距不小于400mm、交叉凈距不小于300mm;腐蝕及易燃易爆氣體管道平行凈距不小于500mm、交叉凈距不小于500mm;熱力管道有保溫層時(shí)平行凈距不小于500mm、交叉凈距不小于300mm;熱力管道無(wú)保溫層時(shí)平行凈距不小于1000mm、交叉凈距不小于500mm。

值得注意的是，電纜橋架安裝高度不應(yīng)妨礙人行或檢修車輛進(jìn)入裝置[12],如由我公司設(shè)計(jì)的東北某石化廠一重催煙氣脫硫裝置，沿催化煙氣管道下方敷設(shè)的電力電纜橋架原設(shè)計(jì)安裝高度距地面約為800mm, 見附圖3,在施工過(guò)程中，業(yè)主對(duì)此安裝高度提出了修改意見。后來(lái)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范“電纜橋架與有保溫層熱力管道平行敷設(shè)時(shí)凈距不小于500mm”,下發(fā)了設(shè)計(jì)更改單，將電纜橋架抬高至距地面約1800mm 處。

圖3 原有電纜橋架距地面800 mm

Fig.3 The original cable bridge with 800 mm distance from the ground

5)電纜橋架穿墻安裝，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件采用密封裝置。電纜橋架由室內(nèi)穿墻至室外時(shí)，在墻的外側(cè)應(yīng)采取防雨措施。電纜橋架由室外較高處引到室內(nèi)時(shí)，電纜橋架應(yīng)先向下傾斜，然后水平引到室內(nèi)。當(dāng)電纜橋架采用托盤時(shí)，宜在室外水平段改用一段電纜梯架，防止雨水順電纜托盤流入室內(nèi)。

5 對(duì)電纜的要求

1)在電纜橋架內(nèi)可以無(wú)間距地敷設(shè)電纜。電纜在橋架橫斷面內(nèi)的填充率：控制電纜不應(yīng)大于50%, 電力電纜不應(yīng)大于40%。

2)同一回路的所有相線和中性線(如果有中性線時(shí)),應(yīng)敷設(shè)在同一金屬線槽中。

3)線槽內(nèi)電纜或電纜的總截面(包括外護(hù)層)不應(yīng)超過(guò)線槽橫斷面面積的20%,載流導(dǎo)線不宜超 過(guò)30根。

4)不宜在同一層橋架上敷不同電壓、不同用途的電纜，宜分層敷設(shè)。如受條件限制需要安裝在同一層橋架上時(shí)，應(yīng)采用隔板隔開。

5)電纜在橋架內(nèi)需要固定的部位：垂直敷設(shè)時(shí)，電纜的上端及每隔1.5~2m處；水平敷設(shè)時(shí)，電纜的首尾兩端，轉(zhuǎn)彎及直線段每隔5~10m 處。

6)電纜橋架內(nèi)電纜的標(biāo)記。橋架內(nèi)電纜應(yīng)在首端、末端、轉(zhuǎn)彎及直線段每隔50m 處設(shè)有編號(hào)、型號(hào)及起止點(diǎn)等標(biāo)記

7)電纜從橋架上引出的線路根據(jù)具體情況，可采用金屬硬管或軟管、塑料管或者波紋管以及電纜等，其引出部位不得遭受損傷，而且無(wú)論用何種保 護(hù)管，均應(yīng)通過(guò)相應(yīng)的管接頭與橋架連接。

6 防火和接地

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求電纜橋架在防火區(qū)段使用時(shí)，應(yīng)增加耐火或難燃措施，具體可用有耐火或難燃的 材料封閉橋架3],并在橋架表面涂防火層或選用耐火橋架等措施。

金屬制橋架系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置可靠地電氣連接并接地。采用玻璃鋼橋架式，應(yīng)沿橋架全長(zhǎng)另敷設(shè)專用接地線。

1)在工程中應(yīng)注意電纜橋架及其支吊架和引入金屬電纜導(dǎo)管接地問(wèn)題，并且符合下列規(guī)定：金屬電纜橋架及其支吊架全長(zhǎng)應(yīng)不少于二處與接地干線連接，非鍍鋅電纜橋架連接板兩端跨接的銅芯導(dǎo)線或編織銅線最小允許截面應(yīng)不小于4mm2，鍍鋅電纜橋架間連接板的兩端可不作接地跨接線，但每塊連接板應(yīng)有不少于二處有防松螺帽或防松墊圈的連接固定板。

2)當(dāng)利用電纜橋架構(gòu)成接地干線回路，而單相接地故障電流較大時(shí)電纜橋架及其支架吊架、連接 板應(yīng)能承受接地故障電流并滿足熱效應(yīng)要求。

3)作為接地干線的橋架，其托盤、梯架端部之間的連接電阻應(yīng)不大于0.00033Ω。

4)當(dāng)利用電纜橋架作接地干線時(shí)，橋架全長(zhǎng)各種伸縮縫和軟連接處應(yīng)采用銅軟導(dǎo)線或編織銅線連接，其截面不應(yīng)小于16mm2。

5)在鋁合金電纜橋架上單獨(dú)敷設(shè)接地干線時(shí)為了防止電化學(xué)腐蝕作用，不得采用裸銅導(dǎo)體作接地干線。

7 結(jié)束語(yǔ)

電纜橋架在石化企業(yè)的廣泛應(yīng)用改變了原有電纜敷設(shè)方式的許多弊端，給施工安裝和維護(hù)使用帶來(lái)了極大的便利，并提高了工作效率。電纜橋架的荷載計(jì)算、防腐層的選擇是兩個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中應(yīng)特別注意。隨著電纜橋架技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信會(huì)有更經(jīng)濟(jì)、使用壽命更長(zhǎng)的電纜橋架出現(xiàn)。