1、高速鐵路項目中新型電纜爬架的創新設計 發布人:李培紅中鐵電化局一公司五分公司自強QC小組2010年12月一、QC小組概況與成員簡介QC小組概況小組名稱中鐵電化局一公司五分公司自強QC小組成立時間2010年3月格言再想想也許還有更好的辦法課題名稱高速鐵路項目建設中新型電纜爬架的設計課題類型現場型組長張俊序號姓名性別年齡文化程度職務小組分工1 張俊男30 本科總工組長2 李培紅男46 大專工程師副組長3 張永春男35 高中電力隊長組員4 賈寶松男31 中專電力隊長組員5 霍紅果男25 大本技術主管組員6 羅亮男26 大本技術員組員7 呂佳澤男26 大專技術員組員8 王哲男24 大專技術員組員9 李

2、月森男26 高中工長組員10 張保連男26 高中工長組員二、工程概況滬寧客專是中國高速鐵路建設中的又一條高等級高速客運專線,設計時速350公里,是連接南京上海的鐵路運輸大動脈,是上海鐵路局所轄線路中的最高等級客運專線。途經鎮江、丹陽、常州、無錫、蘇州、等市,正線全長300公里。我分公司電力專業施工任務為南京至上海全線10KV電力供電系統的設備安裝施工。三、課題相關介紹1、高鐵概述:中國的高速鐵路建設起步晚、發展速度快,從通車里程到運營速度均成為了世界的頂尖水平,其巨大成功令世界矚目和向往,也給國人增添了強大的民族自信心和自豪感。但局外人很難想象如此的輝煌成果是怎樣得來的,它是眾多的決策者、設計

3、者、建設者長期不懈努力、無數的技術革新和工藝攻關的結晶。世界級的品牌就要有世界級的品質,無論外觀效果和內在工藝都要與之相對應。不可否認在高鐵建設的很多領域我們已經走到的世界前列,但也不能忘記眾所周知的事實:中國的基礎工業與世界發達國家還有很大差距,主要體現在各線設計標準不統一,單體產品的精度不高。如此等等差距是中國高鐵成為世界品牌中存在的毗瑕,也是每個高鐵建設者應該清醒認識到的問題。只有每個系統、每項工藝都達到世界先進水平,才能真正成為世界級品牌。2、設計攻關初衷:中國高鐵線路多采用封閉式高架設計,由此產生了橋下設備電纜上下橋墩的安裝工藝問題。在已經建成的高速鐵路中,電纜爬橋墩的方案呈現多樣化

4、,思路繁多雖各有優勢也各有缺陷。從外觀效果和實用角度分析均無法達到集外形美觀、超大容量、檢修方便、成本經濟等多項指標于一身。看到差距就要努力追趕,自強不息、精益求精的理念是我們追求不斷創新的動力。能否設計出一種新型電纜爬架,使以上各項指標均得到滿足為我們小組提出了攻關課題。四、課題攻關:1、查閱保護管設計標準:已建成各線的電纜爬橋墩保護方式大體采用兩種:1、PVC類電纜保護管保護;2、電纜槽扣蓋方式。此兩種保護方式均存在如下問題:1、保護管只能承載一條三芯電纜,因管內無法固定,電纜處于懸吊狀態,高大橋墩管內的電纜受力較大,當電纜發生故障時管內電纜不易檢查,高大橋墩上的電纜也不易徒手檢修。進出所

5、處電纜條數很多時,采用保護管方式尤為不宜。2、電纜槽扣蓋方式解決了容量問題,但在緊急搶修情況下,高大橋墩內的檢修同樣會成為很棘手問題。2、提出新設計方案:1結構方案:爬梯能解決高空徒手檢修問題,電纜槽能解決容量問題。由此在爬梯的兩側安裝長方形電纜槽使設計方案邁出了第一步。2單芯電纜的外磁場特性:高鐵中普遍采用的單芯高壓電纜防護結構為:絕緣層外包裹銅屏蔽層,可有效屏蔽電場輻射;為提高強度鎧裝護套均采用非磁性鋁合金材料,磁場輻射無法抑制,這正是單芯電纜不能單獨穿越鐵磁閉合管環的原因。3單芯電纜品字型綁扎研究:我小組查閱了大量的相關資料并經過相關計算后得出如下答案:a當10KV高壓電力電纜在品字型綁

6、扎狀態下,不論是否平衡,三相電流的矢量和為零,由此各芯產生的磁場相互抵消,電纜周圍的磁場強度幾乎為零;b當10KV高壓電力電纜發生單相接地或兩相短路情況下,三相電流的矢量和不為零,電纜周圍的磁場會產生較大變化;c當三相電纜不綁扎情況下,由于各芯存在間距,則磁場不能很好疊加,外部磁場不為零。結論:1、當電纜電流較強時,三芯品字型綁扎成為必然;2、因電纜單相接地或兩相短路故障不可避免,所以鐵磁材料制成的保護管環不宜應用于單芯電纜供電系統。4新型鋁鎂合金板電纜槽的應用:經過材料的特性學習和生產廠家咨詢,我組確定了鋁鎂合金板材制槽的方案:鋁鎂均為非磁性金屬元素,且其合金板材具有強度高、易成型、重量輕等

7、特點,綜合價格與鐵制電纜槽相當,經與設計充分溝通,最終確定了用該材質制槽。3、產品定型:在材質確定和方案定型后,小組成員在施工現場結合生產廠家人員進行了大量的配件整合優化工作:爬梯支撐、爬梯結構、電纜槽結構、連接片、防護圍欄,鋸齒孔爬梯等多個單體均進行了多項反復論證,配件圖也隨之進行了多次改進,最終定型大量生產。 電纜爬梯及槽道示意圖 電纜爬梯示意圖電纜槽道采用鋁鎂合金材質安裝在電纜爬梯的兩側,其中電力電纜槽道在電纜爬梯外側,通信、信號電纜槽道在電纜爬梯內側,按照每2米一個組成單位由連接片連接,并安裝接地線以保證電纜安全,安裝時可根據橋墩的高度可隨意組合,其槽道深度根據電纜型號分為電力150m

8、m,通信、信號120mm; 電纜槽道示意圖 連接片示意圖每隔1米由槽鋼構成的支架固定電纜槽道于電纜爬梯兩側。 槽鋼支架示意圖支架與橋墩連接采用膨脹螺栓,有效地保證的支架的穩定性;各部之間采用螺栓連接,保證結構的牢固性。電纜安裝完畢后,電纜槽道外側要加蓋防護板密閉,避免雨水損傷電纜。更有效保護電纜,延長電纜的使用壽命;電纜爬梯外側也要加蓋防護板,防止當地百姓爬高損傷電纜,避免發生重大事故。電纜爬梯正面圖 電纜爬梯側面圖 4、攻關成果：由于該成果集材料選用獨特、總體布局美觀、承載電 、攻關成果： 纜容量大、檢修方便、安全可靠、綜合經濟成本合理等諸多優勢于一身， 經鐵道部及上海路局驗收組驗收，得到了

9、良好評價，成為了滬寧線四電 集成項目的一大亮點。在其后的高鐵項目中得到了廣泛推廣。電纜爬架 的設計方案最終取得了兩項國家專利： 1、高鐵非磁性新材料專利；專利號 2、電纜爬架外觀設計專利。專利號 小組綜合素質自我評價表 序號 1 2 3 4 5 6 7 團隊精神 評價內容 團隊精神 質量意識 進取精神 QC 工具運用 技巧 工作熱情干勁 改進意識 分析、解決問 題能力 活動前 活動后 （分） （分） 80 85 90 65 85 85 80 95 95 95 10 改進意識 8 6 4 0 質量意識 80 95 95 95 工作熱 情干勁 進取 精神 分析、 分析、解決 問題能力 QC工具 工

10、具 運用技巧 十二、 十二、標準化與鞏固措施 為鞏固小組活動成果，提高小組成員的業務素質及施工水平，做好 現場服務，增強企業的競爭力，我們采取了以下措施： 1、本次活動的成果可以借鑒應用到其他工程的施工項目，并納入五 第 10 頁 分公司施工工藝標準中。 2、組織員工技術比武，提高安裝精度水平。 十三、 十三、活動反省及今后打算 1、活動反省 （1） 、選擇此課題時，部分成員認為不易改善及不易出成果， 對此 課題信心不足。但事后證明，只要改善意識強烈，并按照 QC 小組活 動程序一步一步進行，就一定能達到預期目標。由此全體成員認識 到改善意識的重要性。 （2） 、在本次活動中，有優點也有不足： 優點：小組成員在活動中積極地想辦法，查資料。增長了知識、增 強了自信心，進一