轨道交通供电及供电智能运维监理案例分析.pdf

2023.04 设备监理40 监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s轨道交通供电及供电智能运维监理案例分析李鼎杰（上海市工程设备监理有限公司 上海 201317）摘 要：地铁供电系统作为地铁各系统中的核心系统之一，其安全稳定运行关系着地铁网络运营的质量。本文针对近年城市轨道交通变电所专业监理实际案例，在供电智能运维系统暂无验收规范的情况下，通过材料封样管理和首件制两项管控措施，加强项目监理机构的质量控制，具体阐述项目中实施监理的过程与取得的效果，与设备监理的同行共同学习进步。关键词：城市轨道交通 供电系统 工程监理 Supervision Case of Rail Transit Power Supply System and Intelligent Operation and MaintenanceLi Dingjie(Shanghai Construction&Equipment Supervision Co.,Ltd Shanghai 201317)Abstract As one of the core systems of subway systems,the safe and stable operation of subway power supply system is related to the quality of subway network operation.Based on the actual case of professional supervision of urban rail transit substation in recent years,in the absence of acceptance specifications for the power supply intelligent operation and maintenance system,this paper strengthens the quality control of the project supervision organization through two management and control measures,namely,material sealing sample management and first piece system,specifically describes the process of implementation of supervision and the results achieved in the project,and learns and progresses together with peers of equipment supervision.Keywords Urban rail transit Power supply system Project supervision中图分类号：TB497 文献标志码：B文章编号：2095-2465(2023)08-0040-06 DOI:10.19919/j.issn.2095-2465.2023.08.010作者简介：李鼎杰（1989 )，男，本科，工程师，从事工程监理、咨询等工作。通讯作者：李鼎杰，E-mail:。（收稿日期：2022-04-15）随着城市现代化的不断发展，城市轨道交通将越来越普及。由于轨道交通供电系统，担负着运行所需一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证，现代轨道交通项目已逐渐部署智能运维系统代替人工巡检，实现变电所无人值守。同时，由于智能运维系统缺少专门的验收规范，无法做到标准化、规范化。本文针对城市轨道交通供电专业监理实际案例，分析案例中监理的工作内容与取得的 效果。1 监理工作难点笔者分享的监理案例为某城市轨道交通变电所（牵引降压混合所/降压所/跟随式降压所）、变电所综合自动化及能耗监测系统、集中 UPS 设备等的安装、调试等工作（以下简称变电所工程）。监理范围除了包括以上系统设备及材料的采购、包装运输、设备安装、设备预埋件、设备接地、电缆敷设、二次控制保护、各设备通信接线、各系统调试工作以外，还包括智能运维系统及甲供35 kV、1 500 V 开关柜等设备的全过程监理服务。由于轨道交通变电所工程使用的甲供 35 kV、1 500 V 开关柜等设备属于寡头垄断，这些产品质量可靠，但是由于行业本身缺乏竞争，开关柜内各类二次元器件的布置，接线、配线工艺是薄弱环节，而智能PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0441监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s运维系统中的采集屏目前没有验收规范，对于项目监理机构的质量控制，是一项考验。变电所工程所属轨道交通线路具有工期紧张、建设标准高、施工环境复杂等特点，并且建设单位以“示范线、国优、鲁班、詹天佑”创奖为目标，在项目开工前，建设单位提出要求，重点是从源头控制施工质量，保证材料在产品质量、性能、技术指标等方面符合设计要求。同时针对变电所专业的各类开关柜设备，要求各类机柜内布线美观，号码管数字一致朝外且号码管露出部分保持一致，二次接线需横平竖直，线槽内的导线也需排布整齐，各类导线转弯的地方弧度保持一致等。根据上述情况，笔者所在项目监理机构通过材料封样管理和首件制 2 项管控措施，其中首件制管控措施又包含了施工工序及甲供设备的质量管控，以加强项目监理机构的质量和进度控制。2 材料封样管理见证取样、厂验、监理单位平行检测及对进场材料检查和验收，是监理单位对于材料质量控制的主要手段。在实际项目实施过程中，往往会出现实际使用的材料、设备与厂验、平行检验工艺水平不一致。为了确保设备、材料在产品质量、性能、技术指标等方面符合设计单位和建设单位的需要，项目监理机构响应建设单位要求，根据实施监理项目的实际情况，对进场材料采取了材料封样管理这一技术措施。材料封样管理由监理单位主导，保证施工质量从源头控制，做到进场材料与封样样品一致，杜绝假冒伪劣产品，确保监理范围内的光、电缆，支架等材料在产品质量、性能、技术指标等方面符合设计单位和建设单位要求。供货单位提供样品，由项目监理机构组织建设单位、设计单位、总承包单位对样品进行审核确认，确认后建设单位、设计单位、监理单位、总承包单位及供货单位五方进行封样，并在封样表上签字，送入封样室登记封存。监理人员在实施材料封样管理的过程中制定了如下工作框架：在材料大规模使用前，需先进行材料封样工作并由项目监理机构派员担任封样管理员，封样管理员确保所封样品不被更换和损坏；进入封样室查看样品，必须有封样管理员陪同，并履行登记手续，封样管理员还需对入库样品建立台账。为确保后续进场材料与所封样品一致，每一批材料进场由项目监理机构组织建设单位、总承包单位和供货单位四方随机抽取材料与封样进行对比，比对一致后项目监理机构在材料、设备进场报审表上签字确认，并允许使用于本工程。3 首件制管理为了预防质量通病，消除质量隐患，由监理单位主导进行首件制的标准化管理。通过首件制，从“人、机、料、法、环”等方面检验工程质量把控的合理性，加强项目监理机构质量控制。3.1 明确卡控指标首先由总监理工程师负责组织对整个工程进行梳理，筛选出首件制管控单元，并编制相应的首件制实施方案和计划。针对每个管控单元编制出对应的施工工序控制流程，其中对管控单元的质量起到关键作用的工序确定为卡控指标，并依据设计和规范要求，制定出控制指标（性能指标或外观等），具体工序流程与卡控指标汇总见表 1。3.2 施工工序首件制管理的主要内容首件制作为项目监理机构的重要质量管控手段，需要监理人员深入变电所工程施工现场，保障工程各个阶段的建设质量，确保其满足工程标准要求，并在全过程质量监理的过程中，对其潜在的问题进行发掘、综合、研究与解决，在攻关角度来实现各种影响因素的有效控制，确保工程按照正常的流程与节奏进行，在质量得以保障的同时，在预设工期内顺利完工1。3.2.1 基础预埋在变电所设备基础安装这一工序完成后，监理人员在施工现场对照相关质量标准和卡控指标标准进行巡视检查，根据 TB 104202018铁路电力工程施工质量验收标准中的相关要求及图纸说明要求，2根槽钢保持在同一水平面上，水平度误差每米不大于 1 mm，全长不大于 2 mm，基础位置、尺寸及其顶面高程需符合设计文件要求。同时依据卡控指标标准要求，还需满足基础槽钢距墙不小于 800 mm，槽钢水平对接处要打坡口满焊，顶面打磨处理，保证焊接牢固，槽钢焊接完成后，焊接处去渣打磨做防腐处理，见图1。3.2.2 接地装置安装根据 TB 104212018铁路电力牵引供电工程施2023.04 设备监理42 监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s工质量验收标准中的相关要求及图纸说明要求，接地干线安装高度、顶面距地面 250 mm，搭接长度为扁钢宽度的 2 倍，变电所接地干线宽度为 4 cm，因此搭接长度为 80 mm，扁钢之间的焊接采用三边搭接焊，搭接长度为扁钢宽度的 2 倍，焊接处焊缝应饱满。同时还需满足卡控指标标准要求中关于变电所接地扁钢安装的相关要求，例如接地干线穿墙敷设时，应加套管保护，焊接处打磨并做防腐处理，接地扁钢水平直线段支撑间的距离宜为0.51.5 m，垂直段宜为1.5 3 m，弯曲段宜为 0.3 0.5 m 等，见图 2。3.2.3 电缆桥、支架安装轨道交通工程中供电专业的电缆桥、支架一般集中在轨行区和车站变电所电缆夹层中，轨行区中的电缆桥、支架主要用于敷设环网干线电缆，而车站变电所投影面下方（或上方）的电缆桥、支架主要用于敷设 35 kV（含所内及环网进出线电缆）、1 500 V 及400 V 电缆。其中 400 V 电缆中的馈线电缆由全线各个标段的装饰安装单位进行敷设。项目监理机构根据项目特点在制定这一卡控指标的过程中，收集全线装饰安装单位相关设计文件，在进行对照比对后要求施工单位在实施电缆桥、支架安装施工作业中，根据已整合的 400 V 馈线电缆敷设图纸，避免漏装、错装，提前留出 400 V 馈线电缆的合理敷设位置并制作标识牌，在各个专业电缆敷设工作全部完成后，确保变电所及变电所电缆夹层的整体美观。3.2.4 设备安装变电所工程的设备安装主要包含变压器及开关柜设备的安装，变压器分为动力变压器和整流变压器，工序工序分解定标单元工序流程卡控指标编号工作名称编号分解名称01基础槽钢预埋安装01基础槽钢预埋安装每个所测量定位基础槽钢固定安装基础槽钢接地扁钢安装基础槽钢调平基础槽钢水平度复测、焊接设备双排对面布置时，2 列槽钢之间的距离要相等，保证母线桥的安装。扁钢搭接面长度不小于扁钢宽度的 2 倍。基础槽钢距墙不小于 800 mm。槽钢水平对接处要打坡口满焊，顶面打磨处理，保证焊接牢固。槽钢焊接完成后，焊接处去渣打磨做防腐处理02支架、桥架接地扁钢安装01电缆支架安装每个所测量定位电缆支架安装调整接地扁钢安装立柱间距 800 mm，排列均匀整齐。立柱的垂直偏差不大于 5 mm。电缆桥架安装位置正确，同一层托臂要安装在同一平面上，相邻托臂高低偏差不大于 5 mm。桥支架接地扁钢至少 2 处与夹层接地母排连接。接地扁钢搭接不小于扁钢宽度的 2 倍02接地扁钢安装每个所03所内接地扁钢安装01接地扁钢安装每个所测量定位接地扁钢制作安装接地扁钢焊接扁钢搭接为其宽度 2 倍，且至少 3 个棱边焊接。接地干线穿墙敷设时，应加套管保护。焊接处打磨并做防腐处理。接地扁钢支撑间的距离：水平直线段宜为 0.5 1.5 m；垂直段宜为 1.5 3 m；弯曲段宜为 0.3 0.5 m04设备安装0135 kV 开关柜安装每个所设备基础及孔洞复测基础槽钢开孔绝缘件安装设备拼装设备固定盘、柜独立或成列安装时，其水平度、垂直度以及盘、柜面不平度和盘、柜间接缝的标准应符合验收标准的规定。盘、柜的接地要牢固，接触良好。绝缘安装的设备对地绝缘不得小于 2 M。安装过程中随时关注柜体绝缘值。母线连接螺栓的紧固力矩值应符合验收标准的规定02直流柜、整流器安装03400 V 开关柜安装04控制室设备安装05一次电缆敷设01夹层电缆敷设每个所电缆绝缘测试电缆吊装运输电缆路径核对采用滑轮组人工敷设电缆同一回路电缆品字形摆放。电缆表面无破损、无大面积污染，不得出现拧绞、压扁、护层断裂等缺陷。所内不允许有接头。电缆敷设时，电缆弯曲半径符合规范要求。垂直敷设或大于 45 倾斜敷设的电缆，在每个支架固定。电缆的首末端及竖井、转弯处设置电缆牌06二次电缆敷设01夹层电缆敷设每个所电缆绝缘测试电缆吊装运输电缆路径核对采用滑轮组人工敷设电缆电缆表面无破损、无大面积污染，不得出现拧绞、压扁、护层断裂等缺陷。控制电缆不允许有接头。电缆敷设时，电缆弯曲半径符合规范要求。垂直敷设或大于 45 倾斜敷设的电缆，在每个支架固定。电缆的首末端及竖井转弯处设置电缆牌07二次接线01二次接线每个所电缆终端头制作电缆校线电缆固定电缆接线每个连接端子只连接 2 根导线，不准连接 3 根及以上导线。多股铜芯线，应拧紧搪锡或接续端子后与设备的端子连接。电缆芯线的回路标记应清晰、编号准确，接线必须准确不松动08防火封堵01防火封堵每个所孔洞清洁防火板封堵防火泥封堵采用防火板进行封堵时，宜对防火板的切割边进行钝化处理，避免损伤电缆。防火封堵采用模具压制成形，棱角分明，整齐美观表 1 工序流程与卡控指标汇总表PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0443监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s而开关柜安装包含 35 kV 开关柜、400 V 开关柜、1 500 V 开关柜（含整流器柜）、交直流屏设备等。除了规范标准中关于盘、柜安装时对其水平度、垂直度以及盘、柜面不平度和接缝的要求以外2，还需测量盘、柜的接地，测试其是否牢固、接触良好。卡控指标标准中绝缘安装的设备对地绝缘不得小于 2 M。要求施工单位安装过程中随时关注柜体绝缘值，并且母线连接螺栓的紧固力矩值应符合验收标准的规定。3.2.5 智能运维系统变电所工程智能运维系统包含感知数据智能网关软件、站控层硬件和智能运维环网 3 方面的内容。按照施工工序划分，可分为基础槽钢安装、盘柜就位安装、摄像头安装、远程巡视终端安装、变压器红外安装、系统调试这一系列施工工序。由于供电运维系统目前无验收规范，对于项目监理机构的质量控制，是一项挑战。在深入研究设计文件及相关技术规范以后，项目监理机构在现有的条件下，其一是严把进场工程材料、构配件及设备的质量，检查材料质保书、合格证、检验报告等质量证明文件以及设备开箱单等。其二是对于已有相关验收规范的施工工序，如基础槽钢安装、盘柜安装等，根据相关质量标准，对工程质量认真把 关；针对没有验收规范的施工工序，如感知数据智能网关软件、智能运维环网等内容，由项目监理机构筛选出首件制管控单元并根据设计文件要求建立相应的图 1 基础槽钢安装基础预埋质量管控要求及标准照片现场施工照片及指标标准要求：TB 104202018 中第 4.2.9 条及图纸说明要求。2 根槽钢保持在同一水平面上，水平度误差每米不大于 1 mm，全长不大于 2 mm。经现场检查槽钢安装符合规定规范要求。实测水平误差每米均小于 1 mm，全长小于 2 mm。同时满足卡控指标中关于基础槽钢预埋安装的质量要求。?1 m?1 mm。1 m?1 m?1 mm。1 m?图 2 接地装置安装接地干线安装高度及搭接长度质量管控要求及标准照片现场施工照片及指标标准要求：TB 104212018 中相关要求。1）接地干线安装高度：顶面距地面 250 mm；2）搭接长度为扁钢宽度的 2 倍，变电所接地干线宽度为 4 cm，因此搭接长度为 80 mm；3）扁钢之间的焊接采用三边搭接焊，搭接长度为扁钢宽度的 2 倍，焊接处焊缝应饱满。经现场检查接地扁钢安装符合规范要求。实测顶面距地面 250 mm；搭接长度满足扁钢宽度的 2 倍，焊接处焊缝饱满，扁钢之间均采用三边搭接焊。同时满足卡控指标中关于所内接地扁钢安装的质量要求。80 mm250 mm2023.04 设备监理44 监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s卡控指标标准，利用首件制的手段检验工程质量，促进施工过程的标准化。3.2.6 设备保护在正常施工情况下，装饰安装单位在完成墙面、地面以及顶面的相关装饰安装施工后，再将变电所房间移交给供电系统单位，由供电系统单位进行设备的就位安装。由于笔者所在的城市轨道交通工程建设面临着工期紧、任务重、施工环境复杂等特点，就产生了关于设备保护的一系列问题，第一种情况是前期已进场并存放在车站内且不具备二次搬运条件的供电设备，需每日做好巡视检查工作，检查设备外包装是否破损，存放地点是否存在渗漏水的情况。第二种情况则是全线很大一部分的车站变电所都不具备交房条件，为不影响工程进度，供电系统设备已经经过二次搬运并在变电所基础上就位，但是此时暂不具备安装条件。第三种情况是供电系统设备已经安装完成，变电所房间交由装饰安装单位和其他系统单位继续施工作业，此时就面临着变电所内有大量交叉作业的局面，这些供电系统设备在复杂的施工环境下难以保证质量。针对第一种情况，项目监理机构采取的措施是加强巡视检查，如发现设备包装破损或者场地有渗漏水的情况及时做好沟通工作。在后两种情况下，项目机构采取将设备保护这一环节的工作加入首件制管控单元，将施工单位采取的保护措施作为卡控指标，要求施工单位采用防尘、防水、不助燃材质的三防布，完全覆盖整个设备本体，同时派专人值守，对后续装饰安装和气体灭火单位的施工作业做好监护，注意不得踩踏设备，同时防止高处坠落的安全事故。根据建设单位要求，甲供材料设备的管控也属于监理范围，在这种施工环境复杂的情况下项目监理机构运用首件制的方法，每日将首件制报表文件报送建设单位，履行了监理职责。3.3 甲供设备首件制管理的主要内容 3.3.1 样机验收在甲供设备供货前，先进行首件制确认工作，根据已经编制完成的甲供设备首件制样机质量标准管控文件，由建设单位、设计单位、监理单位、施工总承包单位对首件制质量标准管控文件进行审核确认。甲供设备厂家完成样机生产后，监理项目机构组织建设单位、设计单位、施工总承包单位对首件制样机进行验收并在验收表格上签字，根据首件制质量管控要求和标准及照片对进场设备进行比对，编制每站的首件制质量标准管控文件实测部分后报送建设单位。在上述工作完成后建立甲供设备首件制质量标准管控管理台账。3.3.2 二次接线对于开关柜设备的二次接线，需按图施工、连线正确。交流线与直流线分开排线，布线需整齐，固定牢靠，活动部件被推拉时不能刮擦和挤压线缆，拐弯的线缆弯曲角度要大，所有拐弯的线缆的弯角大小要统一，捆扎的线缆要捋顺后捆扎，不交叉、不拧编。线缆表面无破损、无压痕，线缆的连接端子无松动、无脱落，线缆的连接插头内端子无松动、无脱落，线缆连接端的标签内容正确、清晰，标签标识齐全，和设计图纸相符。工控机的外壳必须有效地连接到设备的外壳，金属元器件的外壳需与设备的外壳可靠连接，接地螺丝、垫片必须安装到位，见图 3。标准要求：GB 503032015建筑电气工程施工质量验收规范中第 17.2.2 条的要求。每个设备接线端子内接线不应多于 2 根芯线，每根二次线穿号码管，并排布整齐美观、号码管字迹清晰。每个设备接线端子内接线不应多于 2 根芯线，每根二次线穿号码管，并排布整齐美观、号码管字迹清晰。图 3 柜内二次接线PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0445监理要点S u p e r v i s i o n P o i n t s 3.3.3 元器件装配对于电器元件的安装和布置要严格依照电柜器件布置图，产品型号、元器件型号、规格、数量等需符合设计文件要求，检查元器件无损坏，且表面无尘土及油污，需满足操作方便的要求。在进行元器件的操作时，不应受到空间的妨碍，不应有触及带电体的可能。维修容易，能够较方便地更换元器件及维修连线，各种电气元件和装置的电气间隙、爬电距离应符合规定3。3.4 编制“标准化管控流程”报表依据管控单元的施工周期，由项目监理机构编制“标准化管控流程”报表，并根据拟定的“标准化管控流程”上报频率，报送建设单位。报表内容分为两部分：第一部分为“工程质量控制汇总表”，主要反映该工程的所有管控单元，每个管控单元的完成情况（时间、数量等）以及质量评价汇总情况；第二部分主要是每个管控单元的各项卡控指标标准与实际施工状况进行对比，从中能清晰地判断出施工质量的优劣。对于不符合相关规范、标准要求的施工工艺，由项目监理机构签发监理通知单，指令施工单位限期整改，同时报送建设单位。3.5 首件制工作总结管控单元的全过程实施完成后，根据首件制工程的各项质量指标进行综合总结，对施工质量存在的不足之处分析原因，提出改进措施，以指导后续的全面施工。总结报告由项目监理机构编制，包括首件制工程概况、首件制工程主要施工方法及施工工艺、首件制工程施工情况、各工序检验试验数据及相关报告、首件制工程质量评价、首件制工程施工中存在的质量技术问题及针对性的改进措施等内容。首件制总结报告编制完成后，组织建设单位、设计单位、总承包单位及产品接收单位组成验收组进行评议，并出具改进意见。通过以上首件制管控措施，让监理单位质量控制落在实处，确保工程实施符合设计要求，满足业主要求。4 结束语目前，本项目的材料封样管理工作已完成。首件制相关工序完成后，施工单位、供货单位自检合格，报监理单位，监理及时组织人员到场验收，已验收合格。经监理单位验收合格的首件制文件 83 个。本着公平、公正的原则，监理项目机构认真把好质量关、进度关、投资关和安全关，采取有效措施，实施全过程的监控，及时掌握设备系统采购、安装、调试及验收动态，随时沟通工程建设信息。在本项目智能运维系统暂无相关验收规范的情况下，采取类似于材料封样管理和首件制等额外质量控制手段，体现出监理的服务性、科学性，充分发挥监理作用。参考文献1 翁光华.对房屋建筑工程监理单位项目质量管理的探讨 J.中国房地产业,2019(20):161-162.2 GB 503032015 建筑电气工程施工质量验收规范S.3 GB/T 7251.12013 低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则 S.（上接第 39 页）2）技术协议是业主与供货商之间的重要合同文件，是对设备性状的书面约定4，双方在签订技术协议时一定要严谨、细致、明确。3）在合同执行时如遇争议，一定要充分协商，澄清相关问题，不要相互推诿，以免耽误工期。4）在设备监造过程中，如遇争议，监造人员和监造单位一定要与制造厂和业主充分沟通，说服制造厂做出对业主更有利的决定。参考文献1 李 建明，朱康.高压电气设备试验方法(第二版）M.北京：中国电力出版社，2 017.2 DL/T 15392016 电力变压器（电抗器）用高压套管选用导则 S.3 GB/T 41092022 交流电压高于1 000 V的绝缘套管 S.4 GB/T 264292022 设备工程监理规范 S.