淺談220kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)與施工

葛運(yùn)楨

摘要：近年來(lái)，變電工程建設(shè)中220kV電力電纜線路的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，特別是在規(guī)模逐步擴(kuò)大的城市電網(wǎng)中發(fā)揮著十分重要的作用。應(yīng)注意的是，在人口與建筑物密集的城市中220kV電力電纜線路縱橫交錯(cuò)，這使得其設(shè)計(jì)與施工難度大幅增加。鑒于此，本文重點(diǎn)就220kV電力電纜線路設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)展開(kāi)探討，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：220kV;電力電纜線路;設(shè)計(jì)與施工

引言

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市架空線路越來(lái)越密集，為了開(kāi)放人員在地面上的活動(dòng)空間，電纜線路在城市電網(wǎng)中得到了很大的發(fā)展與應(yīng)用空間，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止2019年底220kV及以上電纜線路約為950km。電纜線路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中承受電氣應(yīng)力的同時(shí)還要承擔(dān)溫度、腐蝕及外力破壞帶來(lái)的影響，因此有很多因素會(huì)導(dǎo)致電纜及附件故障，威脅著電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。本文對(duì)電纜線路常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，提出全壽命周期內(nèi)電纜線路的注意事項(xiàng)以及相應(yīng)的防范措施，對(duì)電纜事故有一定的預(yù)防作用。

1 220kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，220kV電力電纜線路已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)城市建設(shè)中的主流線路，但由于城市電網(wǎng)復(fù)雜、各種電纜線路縱橫交錯(cuò)，因而導(dǎo)致220kV電力電纜線路在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中難點(diǎn)重重。為了確保城市電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需全面考慮電力電纜型號(hào)、截面、接地方式、敷設(shè)方式、阻燃等綜合因素，科學(xué)組織220kV電力電纜線路施工，以確保220kV電力電纜線路滿足供電需求，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

1.1選型設(shè)計(jì)

從《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《高壓電纜選用導(dǎo)則》等相關(guān)規(guī)范可知，為了有效保護(hù)重要電源，必須選取具有高可靠性的電力電纜線路進(jìn)行供電輸送管理，而220kV電力電纜線路的要求相對(duì)更高一些。為了保證所選擇電力電纜線路型號(hào)的科學(xué)性、可靠性，從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)現(xiàn)行電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看，最適宜采用的是銅芯電力電纜。在明確線路類型之后，還應(yīng)在線路截面面積上嚴(yán)格基于電力工程所設(shè)計(jì)輸出電量加以選擇，不僅如此，在220kV電力電纜線路截流量選擇方面，必須充分考慮電力電纜線路的截面、纜芯因素及線路接地方式的差異性，結(jié)合線路輸送容量進(jìn)行載流量數(shù)據(jù)計(jì)算，以此選取不同的線芯材質(zhì)與截面大小。

1.2排列設(shè)計(jì)

對(duì)于220kV電力電纜線路而言，通常采取正三角式排列形式，相間距為250-350mm。通常而言，適當(dāng)減小相間距可有效降低電力電纜的工頻磁場(chǎng)，繼而達(dá)到降低能耗之效。在具體的排列設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須以保護(hù)層感應(yīng)電壓為依據(jù)，結(jié)合四周環(huán)境情況及線路電壓進(jìn)行分段設(shè)計(jì)。通常220kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)分成3的倍數(shù)，設(shè)計(jì)者可在不影響線路載流量的前提下，選取最佳排列方式，盡可能減小相間距與線路安設(shè)高度，以保障輸送容量的同時(shí)，最大程度地控制工頻磁場(chǎng)。

1.3接地設(shè)計(jì)

220kV電力電纜線路只有通過(guò)鋁護(hù)套方可產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，且對(duì)應(yīng)數(shù)值與負(fù)荷電流、電纜長(zhǎng)度等呈正相關(guān)。可見(jiàn)，220kV電力電纜線路的PVC外護(hù)套必須能夠耐受住感應(yīng)電勢(shì)，否則過(guò)高的感應(yīng)電勢(shì)將會(huì)使PVC外護(hù)套絕緣受損，引發(fā)多點(diǎn)接地故障，此時(shí)過(guò)大的感應(yīng)電流將在鋁護(hù)套上產(chǎn)生，不僅會(huì)導(dǎo)致電力電纜線路溫度劇增，還會(huì)極大程度上降低電力電纜線路的輸送容量。為了消解電纜線路鋁護(hù)套上的環(huán)流損失，實(shí)現(xiàn)220kV電力電纜線路的經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，必須將鋁護(hù)套上的感應(yīng)電勢(shì)控制在安全范圍內(nèi)，將護(hù)套分段并采取交叉互聯(lián)的接地方式，以此達(dá)到規(guī)避護(hù)套絕緣受損，避免多點(diǎn)接地故障發(fā)生的目的。

2防范措施

電纜線路運(yùn)維檢修的原則是安全第一、預(yù)防為主、綜合治理，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)相關(guān)規(guī)定。電纜線路的維護(hù)工作包括平時(shí)的巡視檢查、防外力破壞、設(shè)備臺(tái)賬管理、缺陷處理，以及必要時(shí)的預(yù)試、故障處理等工作，應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，制定檢修計(jì)劃，解決設(shè)備的缺陷，預(yù)防電纜故障。針對(duì)上述電纜常見(jiàn)故障，提出以下防范措施。（1）避免人為因素導(dǎo)致電纜故障。加強(qiáng)制作人員及施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)施工安裝監(jiān)督工作，避免電纜在投運(yùn)前受到人為損壞;加強(qiáng)電纜線路日常運(yùn)行維護(hù)管理，嚴(yán)格按照電纜線路巡維巡視標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作，重點(diǎn)關(guān)注電纜終端，檢查接頭處是否異常發(fā)熱、表面有無(wú)污穢、有無(wú)局部放電、有無(wú)破損開(kāi)裂等現(xiàn)象;制定檢修及更換計(jì)劃表，重點(diǎn)對(duì)老化電纜及超期服役電纜進(jìn)行更換。（2）避免電纜本身缺陷導(dǎo)致故障。為了避免不必要的麻煩可以駐廠進(jìn)行監(jiān)督生產(chǎn)，監(jiān)督整改生產(chǎn)過(guò)程及出廠檢驗(yàn)環(huán)節(jié);可以開(kāi)展入網(wǎng)前的檢測(cè)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)才允許其投標(biāo)，在到貨時(shí)進(jìn)行抽檢或全檢，一旦不合格嚴(yán)厲處罰廠家，起到一定的震懾作用;梳理電纜溝內(nèi)未加裝中間接頭防火防爆措施的情況，嚴(yán)格按照防設(shè)備事故要求，執(zhí)行開(kāi)展電纜中間接頭防火防爆措施;積極開(kāi)發(fā)電纜和附件新工藝以及新技術(shù)，提升電纜制作及安裝工藝的可靠性。（3）避免外力破壞。加強(qiáng)電纜周圍用戶的宣傳教育，提醒其電力電纜的重要性;在重要電纜通道附近設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)，提醒施工安裝車輛注意，關(guān)注外部施工情況，開(kāi)挖等必要階段派人現(xiàn)場(chǎng)督察;加強(qiáng)電纜絕緣監(jiān)督，最好能實(shí)時(shí)監(jiān)控電纜的狀態(tài)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理電纜故障，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。（4）避免同樣的故障重演。電纜故障發(fā)生后，應(yīng)開(kāi)展事故分析，形成記錄（包含基本信息、故障情況、照片及故障原因分析），并據(jù)此排查轄區(qū)內(nèi)同類型隱患，及時(shí)治理;針對(duì)故障修復(fù)更換電纜終端、更換電纜中間接頭及更換新電纜的情況，應(yīng)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)交流振蕩波局部放電試驗(yàn)，排查缺陷隱患。

結(jié)語(yǔ)

綜上，220kV電力電纜線路是城市電力的主流線路，因此，做好該線路的設(shè)計(jì)與施工工作對(duì)于保障城市電力系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在220kV電力電纜線路設(shè)計(jì)時(shí)要合理選擇線路型號(hào)、截面與節(jié)點(diǎn)方式，并依循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范科學(xué)組織線路施工，結(jié)合實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)、靈活組合，嚴(yán)格控制線路工頻磁場(chǎng)，最大程度地降低其對(duì)線路周圍環(huán)境的影響，確保線路運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性、可靠性，以更好地滿足城市中心的供電需求。

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