CN103258300A - 设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法 - Google Patents

设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法，以EXCEL为设计平台，包括电缆桥架设计和计算电缆通道中敷设电缆时使用材料量的步骤，实现了电缆桥架的精确设计和材料量自动计算统计，大大缩短了电缆桥架量统计的设计时间，提高了设计效率和准确率。

Description

设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法
技术领域
本发明属于电缆桥架设计领域，特别是一种发电厂电缆通道中电缆桥架的设计方法。 
背景技术
在火力发电厂中热控和电气专业的电缆桥架用量非常大，以一个600MW的火电工程为例，该工程中电缆桥架的用量即可达到400吨，作为热控和电气专业现场施工的主要耗材，电缆桥架的材料量统计准确与否严重影响到投资成本的预算以及材料的利用率。电缆桥架设计通常是先规划电缆通道的走向，通过对电缆的数量以及所使用电缆桥架的数量根据经验进行预先估算，然后再进行桥架的层数和宽度进行计算，进而根据计算结果绘制图纸；图纸绘制完成后，再对电缆桥架中所使用的材料量进行详细统计。 
但是在设计过程中，由于图纸是在对电缆数量和电缆桥架数量估算的基础上生成的，因此往往造成电缆桥架过空或过满；并且在设计结束后，对电缆桥架材料量的计算也是费时费力。电缆桥架的材料量包括电缆桥架的长度、以及弯头、三通、四通等元件的数量，传统的统计方式一直沿用着人工在图纸上量取和计数，工作量非常大；并且图纸中桥架的层数和种类变化频繁，非常容易发生漏数或重复等情况，统计方式繁琐、效率低下、差错率较高，容易造成桥架材料的订货与实际施工之间产生较大偏差。 
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种在热控和电气专业中能够合理确定电缆桥架空置率、并对电缆桥架的材料量进行精确计算的方法。 
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 
设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法，主要包括以下步骤： 
首先，设计电缆桥架 
a.初步设计电缆桥架，并生成初始电缆桥架路径表； 
a1.根据火力发电厂厂房和设备布置图初步设计火力发电厂中电缆桥架走向、分支、宽度以及层数；确定相邻电缆桥架之间的连接节点，并对各连接节点进行赋值；所述连接节点包括电缆桥架的起始端、转弯点、分支点以及电缆桥架的末端； 
a2.根据a1设计结果建立初始电缆桥架路径表，初始电缆桥架路径表中包含各电缆桥架的长度、宽度、初始层数以及电缆桥架起始端连接节点和末端连接节点；各电缆桥架的路径采用电缆桥架起始端的连接节点和电缆桥架末端处的连接节点进行表示； 
a3.根据初始电缆桥架路径表敷设电缆，并采用赋值后的连接节点对每条电缆的路径进行命名；建立包含电缆路径与电缆型号的电缆清册以及电缆型号直径对照表； 
b.计算电缆桥架的空置率； 
b1.根据电缆型号直径对照表，计算所有电缆的截面积，电缆截面积采用电缆直径的平方进行计算； 
b2.根据电缆桥架路径对每根电缆路径按照节点字段进行正向查找和反向查找，获得通过该电缆桥架的电缆截面积，将通过此段电缆桥架路径的电缆截面积相加，得出通过此段电缆桥架的电缆截面积总和； 
b3.计算电缆桥架的空置率 
空置率采用下式进行计算： 
空置率=（电缆桥架截面积－通过此电缆桥架的电缆截面积总和）/（电缆桥架宽度×梆高），其中梆高取定值100mm； 
式中：电缆桥架截面积=电缆桥架宽度×梆高×电缆桥架层数； 
当电缆截面积总和大于此段电缆桥架截面积，即空置率为负值时，表示此 段电缆桥架的电缆设置过满；当电缆截面积总和小于此段电缆桥架截面积，即空置率为正值时，表示此段电缆桥架中有多余空间； 
c.根据步骤b计算所得的空置率调整各电缆桥架的层数或宽度，直到电缆桥架不存在空置和过满现象，确定此电缆桥架设计合格；然后在excel平台中生成最终的电缆桥架的桥架路径表，桥架路径表中包含电缆桥架的长度、宽度、最终层数以及电缆桥架起始端的连接节点和末端的连接节点； 
第二步计算电缆桥架的材料量 
d.在excel平台中建立电缆桥架的连接节点清单表，从初始电缆桥架路径表中提取所有连接节点，在节点清单表中生成节点名称列，存储独立的连接节点名称；根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型及数量，连接节点的类型主要包括电缆起始端节点或电缆末端节点、弯通节点、三通节点和四通节点； 
e.利用excel平台自身功能对节点清单表中各种材料的数量进行分类汇总，从而得到电缆桥架的全部材料清单。 
所述步骤d具体包括以下步骤： 
d1.计算节点清单表中各连接节点在桥架路径表中出现的次数，并根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型； 
d2.当连接节点在桥架路径表中出现的次数为1时，判断此连接节点为电缆起始端或电缆末端； 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为2时，判断此连接节点为弯通节点，取与该连接节点相关的两个电缆桥架中宽度较大的电缆桥架的宽度为弯通节点所使用的弯通的宽度； 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为3时，判断此连接节点为三通节点，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为三通节点所使用的三通的数量，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中宽度最大的电缆桥架的宽度为该三通的宽度； 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为4时，判断此连接节点为四通节点，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为四通节点所使用的四通的数量，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中宽度最大的电缆桥架的宽度为该四通的宽度； 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为5以上时，判断此连接节点为错误节点； 
d3.统计桥架路径表中所有电缆桥架层数与长度乘积之和即为直通的总长度。 
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是： 
本发明应用在火力发电厂热控和电气专业中用于对电缆桥架的空置率以及电缆桥架所使用的材料进行统计计算，能够在实现精确判断材料类型的基础上，计算桥架的各种材料数量，大大缩短提高设计效率和准确率，电缆桥架材料量的统计时间，进一步减少了材料的浪费。 
附图说明
图1为本发明的流程图。 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。 
一种设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法，其流程图如图1所示，主要包括以下步骤： 
首先，设计电缆桥架 
a.初步设计电缆桥架，并生成初始电缆桥架路径表； 
a1.根据火力发电厂厂房和设备布置图初步设计火力发电厂中电缆桥架走向、分支、宽度以及层数；确定相邻电缆桥架之间的连接节点，并对各连接节点进行赋值；所述连接节点包括电缆桥架的起始端、转弯点、分支点以及电缆桥架的末端。例如连接节点赋值后，采用2G219的形式表示。 
a2.根据a1设计结果建立初始电缆桥架路径表，初始电缆桥架路径表中包含 各电缆桥架的长度、宽度、初始层数以及电缆桥架起始端连接节点和末端连接节点；各电缆桥架的路径采用电缆桥架起始端的连接节点和电缆桥架末端处的连接节点进行表示。延续上例，电缆桥架的路径则可表示为2G219 2G220，即表示该电缆桥架起始端的连接节点为2G219，该电缆桥架末端的连接节点为2G220。 
a3.根据电缆桥架路径表敷设电缆，并采用赋值后的连接节点对每条电缆的路径进行命名。电缆路径采用电缆所通过的所有连接节点进行命名，即将该电缆的所有连接节点罗列出来，以表示该电缆所通过的路径，例如一条型号为ZR-KVVP-10X1.0的电缆通过了2G214 2G211 2G208 2G205连接节点，那么该电缆路径即为2G214 2G211 2G208 2G205。 
然后建立电缆清册，电缆清册中包含电缆路径与电缆型号； 
查阅设计手册和厂家样本建立电缆型号直径对照表。 
电缆清册如表1所示，电缆型号直径对照表，如表2所示。 
表1电缆清册 
Figure DEST_PATH_GDA00003180540200051
表2 电缆型号直径对照表 
序号 电缆型号 电缆最大外径(mm) 电缆截面积(mm2)
1 ZR-KVVP-4X1.0 12 144
2 ZR-KVVP-5X1.0 13 169
3 ZR-KVVP-7X1.0 14 196
4 ZR-KVV-4X2.5 13 169
5 ZR-KVVP-10X1.0 16 256
6 ZR-KVVP-12X1.0 17 289
7 ZR-KVVP-14X1.0 17.5 306.25
8 ZR-KVVP-16X1.0 18.5 342.25
b.计算电缆桥架的空置率。 
b1.根据电缆型号直径对照表，计算所有电缆的截面积，电缆截面积的计算方法取电缆直径的平方，如表2所示；在实际电缆敷设过程中尽管电缆均为圆形，但是相邻的电缆之间往往存在间隙，因此根据经验将圆形电缆的截面积按照直径为边长的正方形来计算比较符合工程实际。 
b2.根据电缆桥架路径对每根电缆路径按照节点字段进行正向查找和反向查找，获得此段电缆桥架中所有正向和反向通过该电缆桥架路径的电缆，统计通过该电缆桥架的电缆型号和数量；查表得到电缆的截面积，然后将通过此段电缆桥架路径的电缆截面积相加，得出通过此段电缆桥架路径的电缆截面积总和。反向查找是为了统计反向通过此电缆桥架的电缆，例如电缆桥架2G219 2G220，即在电缆清册的电缆路径中查找包含2G219 2G220和2G220 2G219的电缆即可。 
b3.计算电缆桥架的空置率 
空置率采用下式进行计算： 
空置率=（电缆桥架截面积－通过此电缆桥架的电缆截面积总和）/（电缆桥架宽度×梆高），其中梆高取定值100mm； 
式中：电缆桥架截面积=电缆桥架宽度×梆高×电缆桥架层数； 
当电缆截面积总和大于此段电缆桥架截面积，即空置率为负值时，表示此段电缆桥架的电缆设置过满；当电缆截面积总和小于此段电缆桥架截面积时， 即空置率为正值时，表示此段电缆桥架中有多余空间。当所有电缆桥架的空置率计算完成后，可按照空置率的正负值以及大小值进行分类或采用不同的颜色对空置率进行标注，来直观地显示电缆桥架的空置或过满状态，便于设计人员修改。 
电缆桥架空置率计算的数据如表3所示。 
表3 
c.根据步骤b计算所得的空置率调整各电缆桥架的层数，直到电缆桥架不存在空置和过满现象，确定此电缆桥架设计合格；空置率表示了需要增减电缆桥架的层数。具体的增减原则为：将空置率四舍五入后取整数，该整数即为需要调节的层数值，例如，空置率为3.3时，3.3四舍五入候为整数3，纳闷增加的层数为3层。 
修改桥架的层数或宽度后在excel平台中重新生成电缆桥架的桥架路径表，桥架路径表中包含电缆桥架的长度、最终宽度、最终层数以及电缆桥架起始端的连接节点和末端的连接节点。最后生成的桥架路径表如表4所示。 
表4 
Figure BDA00003051996800072
Figure BDA00003051996800081
第二步计算电缆通道中敷设电缆时使用材料量 
d.在excel平台中建立电缆桥架的连接节点清单表，从初始电缆桥架路径表中提取所有连接节点，在节点清单表中生成节点名称列，存储独立的连接节点名称；并在节点清单表中建立材料类型列、材料数量列以及材料宽度列。然后根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型及数量，连接节点的类型主要包括电缆起始端节点或电缆末端节点、弯通节点、三通节点和四通节点。 
d1.计算节点清单表中各连接节点在桥架路径表中出现的次数，并根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型。 
d2.当连接节点在桥架路径表中出现的次数为1时，判断此连接节点为电缆起始端或电缆末端；在节点清单表中与该连接节点相应的行中填写该连接节点的材料类型为起点或终点。 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为2时，判断此连接节点为弯通节点，取与该连接节点相关的两个电缆桥架中宽度较大的电缆桥架的宽度为弯通节点所使用的弯通的宽度；在节点清单表中与该连接节点相应的行中填写该连接节点所使用的材料类型为弯通。 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为3时，判断此连接节点为三通节点，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为三通节点所使用的三通的数量，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中宽度最大的 电缆桥架的宽度为该三通的宽度；在节点清单表中与该连接节点相应的行中填写该连接节点所使用的材料类型为三通。 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为4时，判断此连接节点为四通节点，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为四通节点所使用的四通的数量，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中宽度最大的电缆桥架的宽度为该四通的宽度；在节点清单表中与该连接节点相应的行中填写该连接节点所所用的材料类型为四通。 
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为5以上时，判断此连接节点为错误节点。 
节点清单表如表5所示。 
表5 
序号 连接节点编号 材料类型 材料宽度 材料数量
1 2G218 三通 800 3
2 2G217 三通 600 4
3 2G216 终点 600 4
4 2G213 四通 600 3
5 2G214 三通 600 4
6 2G212 三通 600 4
7 2G211 三通 600 4
8 2G210 四通 600 4
9 2G209 三通 600 4
10 2G208 三通 600 4
d3.统计桥架路径表中所有电缆桥架层数与长度乘积之总和即为直通的总长度，然后可根据每个直通的实际长度计算直通桥架（一般直通的实际长度按照2米进行计算）所需要的数量。直通的总长度如表6所示。 
表6 
序号 电缆桥架宽度 直通总长度汇总
1 600 6900
2 800 328
总计   7228
[0079] e.利用excel平台自身功能对节点清单表中各种材料的数量进行分类汇总，从而得到电缆桥架数量以及电缆桥架的全部材料清单。电缆桥架的材料清单如表7所示。 
表7 
Figure BDA00003051996800101
本实施例中所列各个表格中的数据均为举例说明，不包含某一项设计中的所有数据。 

Claims (2)

1.设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法，其特征在于主要包括以下步骤：
首先，设计电缆桥架
a.初步设计电缆桥架，并生成初始电缆桥架路径表；
a1.根据火力发电厂厂房和设备布置图初步设计火力发电厂中电缆桥架走向、分支、宽度以及层数；确定相邻电缆桥架之间的连接节点，并对各连接节点进行赋值；所述连接节点包括电缆桥架的起始端、转弯点、分支点以及电缆桥架的末端；
a2.根据a1设计结果建立初始电缆桥架路径表，初始电缆桥架路径表中包含各电缆桥架的长度、宽度、初始层数以及电缆桥架起始端连接节点和末端连接节点；各电缆桥架的路径采用电缆桥架起始端的连接节点和电缆桥架末端处的连接节点进行表示；
a3.根据初始电缆桥架路径表敷设电缆，并采用赋值后的连接节点对每条电缆的路径进行命名；建立包含电缆路径与电缆型号的电缆清册以及电缆型号直径对照表；
b.计算电缆桥架的空置率；
b1.根据电缆型号直径对照表，计算所有电缆的截面积，电缆截面积采用电缆直径的平方进行计算；
b2.根据电缆桥架路径对每根电缆路径按照节点字段进行正向查找和反向查找，获得通过该电缆桥架的电缆截面积，将通过此段电缆桥架路径的电缆截面积相加，得出通过此段电缆桥架的电缆截面积总和；
b3.计算电缆桥架的空置率
空置率采用下式进行计算：
空置率=（电缆桥架截面积－通过此电缆桥架的电缆截面积总和）/（电缆桥架宽度×梆高），其中梆高取定值100mm；
式中：电缆桥架截面积=电缆桥架宽度×梆高×电缆桥架层数；
当电缆截面积总和大于此段电缆桥架截面积，即空置率为负值时，表示此段电缆桥架的电缆设置过满；当电缆截面积总和小于此段电缆桥架截面积，即空置率为正值时，表示此段电缆桥架中有多余空间；
c.根据步骤b计算所得的空置率调整各电缆桥架的层数或宽度，直到电缆桥架不存在空置和过满现象，确定此电缆桥架设计合格；然后在excel平台中生成最终的电缆桥架的桥架路径表，桥架路径表中包含电缆桥架的长度、宽度、最终层数以及电缆桥架起始端的连接节点和末端的连接节点；
第二步，计算电缆桥架的材料量
d.在excel平台中建立电缆桥架的连接节点清单表，从初始电缆桥架路径表中提取所有连接节点，在节点清单表中生成节点名称列，存储独立的连接节点名称；根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型及数量，连接节点的类型主要包括电缆起始端节点或电缆末端节点、弯通节点、三通节点和四通节点；
e.利用excel平台自身功能对节点清单表中各种材料的数量进行分类汇总，从而得到电缆桥架的全部材料清单。
2.根据权利要求1所述的设计火力发电厂电缆通道中电缆桥架的方法，其特征在于所述步骤d具体包括以下步骤：
d1.计算节点清单表中各连接节点在桥架路径表中出现的次数，并根据连接节点在桥架路径表中出现的次数判断连接节点的类型；
d2.当连接节点在桥架路径表中出现的次数为1时，判断此连接节点为电缆起始端或电缆末端；
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为2时，判断此连接节点为弯通节点，取与该连接节点相关的两个电缆桥架中宽度较大的电缆桥架的宽度为弯通节点所使用的弯通的宽度；
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为3时，判断此连接节点为三通节点，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为三通节点所使用的三通的数量，取与该连接节点相关的三个电缆桥架中宽度最大的电缆桥架的宽度为该三通的宽度；
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为4时，判断此连接节点为四通节点，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中层数最少的电缆桥架的层数为四通节点所使用的四通的数量，取与该连接节点相关的四个电缆桥架中宽度最大的电缆桥架的宽度为该四通的宽度；
当连接节点在桥架路径表中出现的次数为5以上时，判断此连接节点为错误节点；
d3.统计桥架路径表中所有电缆桥架层数与长度乘积之和即为直通的总长度。
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