核电厂多层桥架变标高及支架设置方法

核电厂多层桥架变标高及支架设置方法

曹骞，白东坡，牛春刚

(中国核电工程有限公司河北分公司，石家庄 050000，中国）

摘要：核电厂的电缆桥架包含梯架和托盘两种形式，由于核电厂房内物项多，存在多层类型的桥架集中布置并且变标高的情况，桥架变标高的过程中，由于设计或施工问题，存在部分桥架爬坡过程中间距不满足标准规范要求、支架位置设置不合理的情况。以某核电厂为例，对核岛某房间的桥架设计和施工问题进行深入分析，通过分析此类问题的原因并总结出设计方法，应用在目前的核电项目中，对后续核电项目的设计和安装有一定的指导意义。

关键词：核电厂；电缆桥架；变标高；支架

1  引言

电缆桥架作为核电厂各厂房的通道，根据功能不同分为主电缆桥架和次电缆桥架，主要有三种形式：

（1）没有盖子的实底电缆托盘，即电缆托盘的上方是敞开的，底板没有孔。

（2）没有盖子带孔的电缆托盘，即电缆托盘的上方是敞开的，底板有孔。

（3）加盖的电缆托盘，即底板不带孔，电缆托盘上方用不带孔的板盖住。

主次桥架需根据各房间和通道的情况，根据用电设备的布置情况，并依据《核岛电缆敷设准则》和《电气设备隔离准则》的要求合理设置。根据电力工程电缆设计标准里的要求，电缆桥架支架设置过程中，不同桥架之间的距离在不同的场合（明敷、电缆沟等）对桥架间距、支架的设置都要具体的要求。在以往的核电项目中，对于多层桥架爬坡导致桥架间距变窄产生的原因未做明确的要求，导致现场施工的过程中出现了桥架间距不足影响电缆敷设的问题。因为本文对于多层电缆桥架变标高过程中在设计和施工方面进行深入计算与分析，给出了解决此类问题的设计方法和处理原则，为后续工程提供借鉴和指导。

2核电厂电缆桥架及支架简介

核电厂桥架图纸是按照厂房、楼层、房间域

确定所有需要连接电缆的电气设备及仪表部件安装位置、次桥架位置、电缆从主桥架引接至桥架盘、各电气设备和仪表部件的电缆敷设方式及路径。桥架支架根据力学计算结果根据标准间距进行设置。具体电缆桥架安装如图1所示：；

图1 电缆桥架安装示意图

对于核岛厂房内的电缆桥架具有层数多、电缆及设备数量多、布置密度大、设计难度大的特点。如涉及核辅助厂房、燃料厂房A、B列电缆的接口都位于-5.3m层，电缆桥架沿着各厂房的管廊，桥架层数多（中压、低压、控制、测量等），该部分桥架设计以及施工出现一些问题，尤其以桥架变标高时导致的间距不足尤为明显。如下图2所示：

图2 电缆桥架变标高安装示意图

根据《电力工程电缆设计标准》中的5.5.2的要求，电缆支架、梯架或托盘的层间距离应满足能方便敷设电缆及其固定、安置接头的要求；明确规定了不同类型的电缆敷设时，不同层间距离的最小值。以常规的4层（中压MV、低压LV、控制C、测量M）桥架布置为例，桥架或托盘宽度500mm，帮高75mm，各层桥架或托盘底标高间距200mm。在图纸设计或者现场施工不考虑托盘固定间距的情况，进行变标高方式，如图3所示：

图3 电缆桥架变标高错误安装示意图

对于上图导致电缆桥架变标高错误安装后，斜坡布置的桥架之间的距离分析如下图4：

图4 斜坡布置桥架间距情况示意图

可以看出，正常水平布置图桥架间距200mm，以30°的角度变标高为例，不同层水平桥架变标高时上下层伸出长度一致，会导致不同标高的斜装桥架之间的间距变窄，斜坡布置的桥架之间的间距变成了，200*cos30°=173.21mm。这样就不满足桥架全程固定间距的要求，影响桥架中电缆现场敷设及安装，并且不满足隔离要求，因此解决此问题尤为重要。

3 多层桥架变标高及支架设置设计优化

目前核电厂设计多采用三维设计方式进行，针对以上情况，三维模型的准确性就显得尤为重要。因此首先在设计端对此问题采取具体的要求进行标准化设计，便成为解决问题的关键。

3.1 桥架设计方案

选取两层桥架进行分析，如保证设计方案后桥架各段的间距一致，则可确定相应设计方案，如图5和图6所示，虚线代表原桥架方案：

图5 桥架调整后设计方案

图6 桥架调整后间距详图

在下层桥架不变的情况下，原设计斜坡为虚线，为保持桥架间距一直为200mm，需要下层桥架据上层桥架垂直间距始终为200mm，经过垂直切面计算。降标高前桥架需要伸出距离为200*tan15°≈54（省略小数点）。降标高后桥架需要缩短距离为54。中间斜坡桥架（上层实现）为最终布置的桥架，下层依次类推。通过图3可以看出，最终斜坡布置的桥架和水平桥架的间距都保持一致。

因此对于下图两层桥架（为方便计算，桥架用单线表示）无论对于桥架间距D用200/250/300的间距，降标高前桥架较下层伸出长度及降标高后桥架较下层缩短长度为图7：

图7 不同间距桥架设置要求

X=D*tan(α/2)

(D为桥架间距，α为桥架倾角)

通过该方式进行设计的桥架，有效的避免了桥架变标高导致间距不足，另外在设计端也明确了设计方法。

3.2 支架设置方案

电缆桥架安装说明规定，电缆桥架敷设过程中出现方向或者标高改变是，在改变前最大350mm距离处应安装一支架，按照本文3.1中的设计要求，如果多层桥架敷设会造成降标高前最上层桥架及降标高后最下层桥架伸出长度过多，正常状态下不超过350mm，如下图

图8 变标高后现场安装示意

以桥架间距250mm以45°变标高为例，如下图：

图9 变标高后支架设置方案

根据各项目在地震条件下电缆桥架的安装说明，托臂不能安装在连接板和拼接点上,桥架变标高采用垂直可调连接板进行，鱼尾板单侧距离一般不超过150mm。因此根据不同连接板的尺寸，任意层托臂距桥架边上至少保持150mm的空间。由于水平桥架错层，最高及最低水平桥架原支撑（序号1）悬空超350mm，如超过350mm，需要补充托臂支撑（序号2）（同样对应上图上层水平桥架的外测支架对应）。

4现场实际安装情况

图10为现场原施工方案和调整后的施工方案，斜坡桥架间距的情况，可以明显看出按照标准方法设计的的桥架间距满足标准要求

图10  变标高方案设计优化前后对比图

同时在现场施工前要做好设计交底，对于施工中可以出现的问题与施工单位及时交流，不仅能使桥架安装符合标准，还减少了后续现场工作的难度，对于整个项目的质量保证及后续电缆敷设的顺利实施都具有重要意义。

5 结语

以上就是对多层桥架变标高时计算方法研究，对工程设计人员在实际设计中对三维设计过程中对于电缆桥架设计提供了指导。并对提高设计质量，保证工程进度都具有重要意义。

参考文献

[1]GB 50217-2018《电力工程电缆设计标准》

[2]《在地震条件下电缆桥架的安装说明》