摘要:机电工程是高速公路的动力中枢，供配电系统就是其重要神经元，各类设备系统需要其提供能源。文章先阐述高速公路机电工程供配电系统的概念和技术要点，再结合实际案例分析供配电技术方案，最后从前期勘察、方案设计、材料把控、施工管理等多个角度分析高速公路机电工程供配电施工技术。
关键词:高速公路；机电工程；供配电施工
1高速公路机电工程供配电系统概念及技术要点
机电工程是高速公路建设项目中的一个单项工程。高速公路机电工程一般包括三大系统（通信系统、收费系统、监控系统）和隧道通风、照明、消防及沿线供配电系统等。不同组成部分又包括多种设备和设施，如通信系统包括发端设备、收端设备和信道设施等。所有设施都需要供配电系统为其提供运行动力。供配电系统不仅要满足高速公路照明、隧道通风等用电需求，还需要满足高速公路工程建设、运营及后续维护等方面的用电需求。供配电系统还需保证通讯设备、养路设备、服务区功能用电需求，确保机电工程可以稳定运行[1]。所以在系统整体设计时，要从机电工程规模、负荷及技术等方面进行评估分析，从先进性、安全性和经济性等角度制订合理方案，为高速公路机电工程建设和运行打下可靠基础。
2高速公路机电工程供配电系统设计方案分析
2.1工程案例概况
漳州沈海复线高速公路位于漳州境内，全长107km，其机电工程施工分为4个标段。三大系统（通信、收费、监控系统）分为2个标，隧道通风、照明、消防及沿线供配电系统又分为2个标；包含1个管理分中心，6个收费站，2对服务区、8个变电站，9座隧道及沿线交通监控、收费、通信系统等。沿线所涉及的许多设备要求电力供应稳定且不间断，同时，还需要满足机电工程相关设备安装施工和运行。工程具体还涉及到线缆、高压钠灯、LED灯组、灭火设施、射流风机、低压开关柜和综合发电机组等部件或设备。
2.2供配电技术方案设计
2.2.1整体设计高速公路机电工程在配电系统方案设计时，首先要做好负荷分类。在该工程案例当中，供配电系统的供电对象不仅包括沿线设备、设施，还包括各个重点区域的机电工程、服务系统，如隧道、收费站、服务区等。在实际工程中，高速公路沿线设施、隧道机电工程需要可靠的电力以确保高速公路通信、收费、监控等设备正常运行。基于此，该案例中高速公路沿线、隧道等核心位置机电工程供配电系统按一级用电负荷进行设计；而像收费区、服务区等区域的照明设施，则按二级用电负荷进行设计[2]。
2.2.2供电方式针对该案例工程特点，机电工程设计团队决定采用集中供电方式。考虑到服务区和收费站这类地点负荷容量比较大，因此在相关区域分别设立了变电所，以就近原则配备了单路10kV高压电源，根据负荷分级及负荷分布情况，采用“单市电+柴油发电机+UPS电源”的供电方案，采用双电源供电，两路电源于变配电所内低压切换。变电所设置一台柴油发电机组，作为市电的备用电源，在电源故障的状态下，由柴油发电机组发电并由双电源开关自动切换，可以持续为收费、通讯和监控系统等重要负荷供电。另外，在该配电系统施工完毕之后，要对临时用电电源进行转换，用永久性用电电源代替。同时，配电所内部要基于负荷分布状况来设计低压配电室，一般可以用低压配电盘引出低压线路，为邻近位置监控系统、通信设备供电。对监控机房这类场所，使用专用的供电线路来提供电力，确保供电的可靠性。
2.2.3隧道部分高速公路工程中，隧道路段具有用电设备集中、可靠性要求高等特点，并且需要敷设较长供电线路才能满足其用电需求。在实际施工中，需要考虑线路电压损失率，所以一般会使用中压供电系统。该系统从主变电站引入10kV电源，低压开关柜电缆采用下进下出接线方式，低压柜至变压器采用电缆敷设；馈出线为下出线，电缆沿沟内电缆支架敷设至出口，然后穿电缆保护管引至变电站，为隧道内的通风、消防、照明系统供电。考虑到隧道环境的特殊性，需要充分保证供配电安全性[3]。在本案例中，设计团队配置了自备电源和2路外电源，主要目的就是在外电源出现故障时，可以随即采用柴油发电设备进行供电。该系统以分段母线供电的方式，保证所有设备设施都拥有单独回路；照明供电系统配置的是独立电源，以避免母线电压波动影响照明稳定性。另外，所有与高、低压电气设备有关的金属元件（带电结构除外）都应按照有关规定，牢固有效地接零和接地，并进行等电位连接，构成等电位接地系统。
3高速公路机电工程供配电系统施工技术分析
3.1前期勘察
首先，需要由设计、施工单位联合对工程现场环境及工程图纸进行勘察和审核，在规定的期限内主持召开技术交底会议及编制施工组织计划，确保施工方法和供配电技术类型符合实际要求。同时还需要找出现场环境中存在的不利因素，及时调整施工技术实施方案或报监管单位协调解决。
3.2技术设备及材料管理
在施工准备和实际施工过程中，需要对所有的工程材料、设施、设备、元件的质量进行把控，确保其能够达到供配电系统设计要求。如高低压柜、变压器、发电机组及各类线缆等，需要对其生产制造商的资质进行全面审核，确保在工程沿线各种环境下，设备及材料的品质都能够保持稳定、可靠。在设备及材料进场后，需要构建严谨的交底机制，确保其从入库、出库到实际使用都符合工艺要求[4]。
3.3施工管理
要加强施工管理，确保所有环节和细节的施工质量都达到工程设计要求。电缆横穿道路边沟时，应穿钢管在沟底敷设；过桥处电缆沿护栏外侧玻璃钢管箱敷设；隧道内电缆沿洞内电缆沟支架敷设；电缆改变敷设方式处设手孔井过渡。如案例中隧道工程用到的通风设备，首先需要采用电缆沟敷设法来配置合适的配电电缆，然后在风机安装的位置使用二次衬砌的方式来连接设备和线缆，以保证线缆和风机之间连接的稳定性。同样的，在隧道照明主电缆敷设时，也可以采用线缆沟进行敷设，以达到保护线缆的作用；而对于分支线缆，则需要结合实际情况采用电缆桥架等敷设方式。需要注意的是，隧道中的应急照明供电回路要使用具备耐火性能的电缆，与之配套的其他电缆需要具备阻燃特性。而在隧道供配电设施的施工中，需要考虑到隧道工程特殊环境，通过各种方法保证供电稳定和安全。如在第二段母线上要配置转换开关，以保证在外接电源故障停电的情况下，发电机组可以自动投切，维持供电。还可以使用微机监控系统对供配电系统进行继电保护[5]。隧道配电设施安装单位需要与隧道工程施工单位进行沟通和协调，提前为相关管道及设备预留安装空间。
4结语
综上所述，机电工程供配电系统作为支撑高速公路运营管理的动力源泉，其设计合理性、技术先进性、质量可靠性都至关重要。要求相关工程设计人员对工程实际情况进行全面考察，基于现代技术理念进行科学化设计，并在施工勘察、材料管理、施工管理等方面做到专业、可靠，才能保质保速地顺利完成建设任务，为高速公路的安全、高效运营提供不可或缺的支持与保障。