電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計探討

楊帆

摘要：電力事業(yè)發(fā)展使得高壓電纜輸電線路工程規(guī)模、數(shù)量逐漸增加，也加大了出現(xiàn)故障幾率，增加停電檢修范圍，需做好設(shè)計工作，提高整體管理質(zhì)量。基于此，文章以高壓電纜概述為切入點，分析電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計要求，以此為基礎(chǔ)，提出設(shè)計措施，從而為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);高壓電纜;輸電線路;線路設(shè)計

前言：

國網(wǎng)公司標準化基建建設(shè)深入推進下，為獲得良好成績，形成“兩通一標”、“兩型三新”、“兩型一化”的標準化思想，高壓電纜輸電線路設(shè)計中，應(yīng)當做到環(huán)環(huán)相扣，提高高壓電纜輸電能力，保障線路運行安全。而高壓電纜由傳統(tǒng)線路改造形成的普遍適用金屬線纜，設(shè)計人員需結(jié)合實際電力系統(tǒng)情況，采取正確方式設(shè)計高壓電纜線路，合理規(guī)劃路徑、避雷、絕緣、監(jiān)測等工作，保證設(shè)計效果，優(yōu)化電力運行質(zhì)量，以此提供穩(wěn)定用電環(huán)境。

一、高壓電纜概述

高壓電纜輸送距離、電纜容量的增加，使得城市電力系統(tǒng)中采取電纜傳輸?shù)姆绞礁鼮榭尚?。將架空線路改為電纜暗埋有以下優(yōu)點：

（1）提高城市供電系統(tǒng)可靠性：導(dǎo)線金屬裸露易遭受沿線樹木、鹽霧、風雨雷電等干擾破壞，易產(chǎn)生不安全隱患及停電事故，將架空輸電線路改為地下電纜暗埋可避免上述干擾，有效提高運行安全。

（2）節(jié)省城市用地：城市化進程加快，使得更多人涌入城市內(nèi)，大城市出現(xiàn)寸土寸金情況，架空線較電纜暗埋方案永久占地面積較大，線路沿線走廊空間要求較高。將其設(shè)計為地下電纜線路，可節(jié)約地面空間，如考慮綜合管廊，將電力電纜、通信、給水等管線集中敷設(shè)管理，既增加了地下空間利用率又便于城市統(tǒng)一管理運維。

（3）同等空間內(nèi)輸電能力高：傳統(tǒng)架空線路電氣距離安全、倒塔距離的要求同回路數(shù)架空線路較電纜占地面積更大，地下通道考慮橫、豎向排布能夠容納更多電纜線路。

在實際工程中，高壓電纜卻也存在不足情況，主要是電纜入地耗資大、造價高，投資為架空線路3倍，且地下資源也較為緊張，燃氣、污水、自來水管線林立，增加了施工難度。

二、電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計要求

1.連接方式

在電纜進站可考慮利用變電站內(nèi)地纜溝直接敷設(shè)進站，與傳統(tǒng)架空線路進站相比受相序分布影響較小。

2.系統(tǒng)絕緣

采取避雷器限制波幅值，或是電纜周圍設(shè)置進線保護，利用導(dǎo)線高幅值入侵波造成的沖擊電暈，控制入侵波幅值與陡度，以導(dǎo)線自身波阻抗限制避雷器沖擊電流復(fù)制，以免雷電波對電纜設(shè)施造成損壞。

3.電纜設(shè)備

電纜設(shè)計技術(shù)性較強，可能引發(fā)突發(fā)事件，為避免出現(xiàn)此種情況，需做好電纜敷設(shè)思想準備，不斷自學，設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)當了解實踐內(nèi)容，分析電纜設(shè)計安全隱患，加強風險預(yù)控，認真準備文件資料，應(yīng)用評價制度，制定管理電氣設(shè)備制度，科學分析規(guī)劃電纜線路可行性，保證輸電線路能夠有效運行。

4.注意事項

線路設(shè)計中，需撥正配電穩(wěn)定性，避免發(fā)生意外。例如，電纜通過復(fù)雜電流，工作溫度如果較高，會導(dǎo)致電纜持續(xù)發(fā)熱，出現(xiàn)絕緣擊穿、短路跳閘情況;硬件技術(shù)上，接頭技術(shù)落后，未能穩(wěn)定壓接，則會增加接頭接觸電阻。因此，為確保電纜運行安全，額定電壓需≥安裝供電額定電壓，持續(xù)允許電流需≥最大供電負載持續(xù)電流。

三、電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計措施

1.路徑優(yōu)化

高壓電纜線路設(shè)計中，需結(jié)合地下管線、地質(zhì)勘探、現(xiàn)場勘探等資料，采取優(yōu)化論證方式，保證路徑方案便于施工、自然和諧。需考慮以下內(nèi)容：

（1）安全性要求。路徑優(yōu)化中，應(yīng)考慮地理特點、電網(wǎng)解耦股、規(guī)劃設(shè)施、環(huán)境保護及是公允性等，合理選擇路徑方案，避開沉陷區(qū)、土質(zhì)松軟不利區(qū)域，結(jié)合城市地形結(jié)構(gòu)，對電纜管線位置合理布局。線路如果穿越河流，需收集地質(zhì)水文資料，采取海拉瓦、衛(wèi)片解譯等技術(shù)，收集資料，避免敷設(shè)后收到機械外力危害，滿足電纜和道路、管道、構(gòu)筑物最小距離需求，實現(xiàn)可靠運行。

（2）可維護性要求。選擇路徑布置電纜管線，應(yīng)批核協(xié)調(diào)城市規(guī)劃隱蔽地下工程，考慮運行維護及成本需求，還要結(jié)合工程沿線，沿現(xiàn)有線路走廊走線，做到同走廊多條線路能夠同步巡視，減少運維量。

（3）節(jié)約環(huán)保性要求。路徑優(yōu)化選擇中，電纜線路地下趨于復(fù)雜，運行、建設(shè)不可避免影響沿線環(huán)境，可選擇同溝多回路技術(shù)，將線路走廊壓縮，減少走廊占地，還要考慮交通、電力規(guī)劃要求，預(yù)留合理公共設(shè)施及線路交叉跨越及檢修空間，以免發(fā)生重復(fù)改造情況并方便運維?？筛鶕?jù)電力規(guī)劃預(yù)留支接口，便于后期工程建設(shè)。

因此，應(yīng)針對工程實際情況，全面評估、分析路徑方案線路，優(yōu)化最終路徑方案。

2.絕緣材料

電纜線路設(shè)計，應(yīng)明確各種絕緣材料優(yōu)缺點及性能，結(jié)合工程情況，選擇恰當絕緣護套和材料?，F(xiàn)階段，我國分析纜附件可知，電纜附件由于產(chǎn)品質(zhì)量、安裝不規(guī)范、不合格引發(fā)了諸多事故，主要是附件安裝時間與設(shè)計規(guī)劃出現(xiàn)差異，電纜安裝不當，限制了實際應(yīng)用效果，出現(xiàn)表面粗糙、絕緣屏蔽層斷口差異、氣隙、接頭腐壞、壓接不緊、工藝不規(guī)范等情況。因此，在制造設(shè)計中，應(yīng)當考慮設(shè)計合理性，選擇電纜類型應(yīng)參考電網(wǎng)運行環(huán)境，保證電纜質(zhì)量，以免電纜被環(huán)境腐蝕，主芯截面能夠承載線路負荷，以免電纜超負荷，或是過電壓運行。此過程中，可分割絕緣屏蔽層與電纜金屬護套，劃分為若干單元，分為均等段落，以絕緣接頭連接鄰近電纜屏蔽層與金屬護套，使其連續(xù)回路能夠依次保護三相導(dǎo)體，此種特殊連接方式，能夠分段保護線路。

3.電纜選型

考慮技術(shù)經(jīng)濟性，長距離電纜線路宜選用鋁或鋁合金芯電纜，需長期穩(wěn)定運行且距離較短的使用環(huán)境，如計算機機房、高層建筑等宜選用銅芯電纜。設(shè)計中需結(jié)合實際情況，選擇恰當導(dǎo)體材料。重要或水下線路中，為減少電纜中間接頭數(shù)量以降低事故風險，多選擇單芯電纜。

鎧裝選擇中，針對敷設(shè)方式，按照水下敷設(shè)、直埋地敷設(shè)、排管敷設(shè)及導(dǎo)管敷設(shè)等不同方式，選擇恰當鎧裝。直埋敷設(shè)中，需分析電纜機械損傷及承受壓力，多選用鋼帶鎧裝，確保電纜質(zhì)量穩(wěn)定性;水下施工中，電纜易受到水流沖栓，應(yīng)用鋼帶鎧裝或鋼絲鎧裝，且外部設(shè)置耐腐蝕纖維或塑料外被層;排管或?qū)Ч芊笤O(shè)中，需保護電纜，推薦應(yīng)用加強型鉛色護套或塑料外護套，加強保護。

4.敷設(shè)設(shè)計

電纜線路設(shè)計中，土建部分包含工井、電纜溝、排管等，屬于隱蔽工程，運行線路期間難以檢查工井、電纜溝及排管耐久性和外觀，電網(wǎng)規(guī)劃部分路徑存在唯一性，更換線路工作量較大，需加強免維護設(shè)計，保證電纜線路與使用壽命同步設(shè)計。具體設(shè)計中，要求電力人員結(jié)合工程背景，選擇恰當敷設(shè)方式，提高電力系統(tǒng)工程質(zhì)量。

總結(jié)：綜上所述，電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路作為輸電重要載體，對輸電質(zhì)量具有直接影響。因此，高壓電纜輸電線路設(shè)計中，應(yīng)當結(jié)合實際，從路徑優(yōu)化、絕緣材料、電纜選型、敷設(shè)設(shè)計這幾方面出發(fā)，提高設(shè)計質(zhì)量，保證線路平穩(wěn)運行。

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