有關(guān)110kV及以上高壓電纜線路設(shè)計(jì)的研究

韋志順

摘要：為了滿足我國(guó)長(zhǎng)期增長(zhǎng)的用電要求，高壓電纜線路應(yīng)運(yùn)而生，在進(jìn)行高壓電纜線路的設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，而且關(guān)乎今后的電力傳輸安全，所以需要注意的事項(xiàng)很多。在對(duì)110kV及以上的高壓電纜進(jìn)行施工時(shí)，線路設(shè)計(jì)的合理性直接影響著整個(gè)工程的施工效果。因此，對(duì)工程的每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的線路都要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：高壓電纜;線路設(shè)計(jì);回流線;接地端;電纜敷設(shè)

1回流線的選擇以及布置的要求分析

1.1回流線的布置要求

回流線的布置要求：在設(shè)計(jì)和規(guī)劃回流線的位置和分布時(shí)，為了使回線路在運(yùn)作時(shí)能夠最大限度的使環(huán)流利用到最大化、達(dá)到更高的效率，最好把回線路設(shè)計(jì)在電纜的附近，并且要把電纜呈“品”字型水平分布，如圖1。

1.2長(zhǎng)電纜線路交叉互聯(lián)

假設(shè)電纜的線路非常長(zhǎng)的話，那么就能把電纜分成很多個(gè)小的單元，而每一個(gè)單元又可以分為三小段，接下來就可以進(jìn)行三相交叉互聯(lián)。因?yàn)檫@樣的電纜兩端的部分都可以接地，金屬保護(hù)層就可以很好地替代回流線的作用，這樣電阻就變得非常小，這樣的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以省去回流線。

1.3電纜三相品字形布置

這種設(shè)計(jì)方法是在“品”字電纜的兩端分別布置一些回流線，但是回流線必須要固定的隔一段距離后變更位置，這樣雖然有利于線路的敷設(shè)，但是在施工時(shí)特別麻煩，還容易出現(xiàn)失誤，因此，不推薦在施工時(shí)廣泛地使用這種方法。

2回流線的選擇分析

結(jié)合一些電力設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，為了更好地避免電纜能產(chǎn)生非常大的感應(yīng)電壓，進(jìn)而降低了短路故障時(shí)保護(hù)套感應(yīng)的電壓，而在110kV及其以上的高壓電纜金屬護(hù)層單點(diǎn)直接接地的時(shí)候，一端的互聯(lián)并且接地的線路，一定要安裝一個(gè)回流線。通過這個(gè)回流線，這樣就可以更好地使得短路故障形成一系列的短路電流回到中性點(diǎn)。假如回流線的接地網(wǎng)發(fā)生了很多接地的故障，那么這些短路電流就直接流向了大地。因?yàn)榛亓骶€的接地電流和一些部分電纜導(dǎo)線接地電流，這兩個(gè)電流的方向是相反的，所以所產(chǎn)生的磁通量就能相互抵消。如果把接地的電阻及時(shí)的降低或者使部分依靠大地傳輸電流的回路進(jìn)行降低就可以有效的一些電纜附近的回流線導(dǎo)向大地。所以最好把回流線設(shè)計(jì)在電纜的附近。

3電纜接地端的選擇分析

3.1直接接地端的選擇

假如都采用電纜進(jìn)行線路敷設(shè)，那么接地點(diǎn)就會(huì)選擇線路的終端也就是受電側(cè)，這個(gè)方式也就是直接接地。如果電纜的一端和架空線相互連接的話，那么保護(hù)套直接接地點(diǎn)就應(yīng)該選擇和架空線相互連接的地方，這樣的方式可以很好地降低保護(hù)套上的沖擊過電壓。

3.2關(guān)于電纜的接地

中壓電纜通常都是采用三芯的電纜，因?yàn)槿嚯娎|的芯線是呈現(xiàn)“三角形”對(duì)稱布置的，而三相電流對(duì)稱，這樣的布置金屬外皮就沒有感應(yīng)電流出現(xiàn)。而對(duì)于高壓?jiǎn)涡倦娎|來說，這樣的芯線與變壓器的初級(jí)繞組非常相似，金屬護(hù)套也與次級(jí)繞組非常像，因此電流流經(jīng)的電纜就會(huì)發(fā)生一系列的復(fù)雜物理變化以及相互的作用，也能在護(hù)套上面產(chǎn)生一系列的感應(yīng)電壓。當(dāng)金屬保護(hù)套的兩端同時(shí)接地時(shí)，金屬保護(hù)套和導(dǎo)線之間會(huì)產(chǎn)生非開合式的回路，回路的閉合性會(huì)使金屬保護(hù)套在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)一種環(huán)狀電流，線路中的電纜芯線所能承受的電流與這種環(huán)狀電流所形成的數(shù)量級(jí)相同，而電纜芯線承擔(dān)的載流量如果被限制，將會(huì)對(duì)電纜的絕緣層造成損壞且老化的速度也會(huì)變快，也進(jìn)一步會(huì)造成電能的大量消耗。所以要在電纜選擇接地點(diǎn)時(shí)，如果其中一端的電纜直接接地，那么就把電纜的另外一端使用金屬保護(hù)層電壓限制器，對(duì)電壓起到一定的限制作用。

4電纜敷設(shè)方式的選擇

4.1電纜隧道敷設(shè)

由于電纜隧道空間大，輔以完善的輔助設(shè)施，使電纜敷設(shè)、運(yùn)行維護(hù)更為方便，深受運(yùn)行單位的喜愛。這種方式適合電纜回路多且重要的情況，電力電纜隧道橫截面通常采取圓形和矩形，圓形隧道空間利率較高;

4.2電纜溝敷設(shè)方式

電纜溝占用地下空間小，投資省。適合電纜回路少且重要性不高的情況。但是，隨著城市的發(fā)展，實(shí)施明溝的條件越來越不具備，采用暗溝又難以達(dá)到運(yùn)行維護(hù)方便的電纜安全運(yùn)行要求。所以一般110kV及以上電纜輸電線路不建議采用電纜溝敷設(shè)方式;

4.3電纜排管敷設(shè)

（1）如果把每段電纜敷設(shè)需要轉(zhuǎn)彎的次數(shù)定義為轉(zhuǎn)彎率δ，那么當(dāng)δ>3時(shí)，就不適宜采用排管敷設(shè)。否則，會(huì)給施工帶來較大困難，甚至造成電纜損傷。

（2）通過同一電纜線路穿管敷設(shè)與隧道（空氣）中敷設(shè)的載流量比較，可以發(fā)現(xiàn)電纜采用穿管敷設(shè)會(huì)比在空氣中敷設(shè)輸送容量降低很多，甚至高達(dá)50%左右，這是因?yàn)榕殴芊笤O(shè)散熱不好的原因。因此排管敷設(shè)必須重視電纜截面選擇的載流量校驗(yàn)工作，有條件時(shí)設(shè)置電纜散熱管孔。

（3）對(duì)于長(zhǎng)電纜線路，因電纜需采取交叉互聯(lián)接地方式，根據(jù)前述，需統(tǒng)籌規(guī)劃接頭井位置。因此當(dāng)電氣設(shè)計(jì)不明朗時(shí)，就不太適宜采用電纜排管。

5工程的經(jīng)驗(yàn)以及改進(jìn)的措施分析

5.1做好安全措施

在工程進(jìn)行施工時(shí)，首先在工程中安排必要的安全措施。例如對(duì)施工完成的區(qū)域進(jìn)行防護(hù)、設(shè)置一些交通標(biāo)志、還要安排專門的施工人員進(jìn)行漏水、火災(zāi)、井內(nèi)通風(fēng)等的情況防護(hù)工作。要在安裝電纜穿管的施工過程中，對(duì)這一環(huán)節(jié)的信號(hào)和領(lǐng)導(dǎo)人員進(jìn)行統(tǒng)一。

5.2“孔洞理論”

“孔洞理論”是因?yàn)殡娎|管存在上下、左右交叉，而為了可以很好地防止電纜有混亂的現(xiàn)象發(fā)生，因此所有的電纜井壁里面都必須繪制電纜管的標(biāo)示圖，并且每一個(gè)管都有自己的相色和自己的編號(hào)。而現(xiàn)場(chǎng)的安裝記錄一定要完整，并且竣工的資料應(yīng)該做細(xì)，例如檢驗(yàn)日期、出廠編號(hào)、型號(hào)、盤號(hào)、終端電纜頭安裝位置等必須都應(yīng)該進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。

5.3電纜工作井要有明顯接地

電纜工作井的設(shè)計(jì)不但要考慮到工作井是否接地，還要考慮中間接頭的工作井的防水箱位置是否與電纜支架的位置安裝的有沒有沖突。為了更好地保護(hù)電纜和保持電纜管的清潔度，可以把棉布頭安裝在電纜的牽引頭和牽引繩上。

5.4做好審查工作

最重要的就是一定做好施工圖的審查工作，必須要明確設(shè)計(jì)的意圖，同時(shí)，設(shè)計(jì)交底應(yīng)該全面清晰、明確，尤其是在設(shè)計(jì)沒有確定施工的方案以及一些細(xì)節(jié)上必須應(yīng)該向監(jiān)理部門、施工部門以及業(yè)主進(jìn)行交底，確定安全危險(xiǎn)點(diǎn)、穿越的位置、地下管線資料以及地質(zhì)的狀況等一些信息。

6結(jié)語

總之，電纜線路工程的設(shè)計(jì)不但需要滿足依據(jù)規(guī)程規(guī)范，還要從工程實(shí)際出發(fā)，科學(xué)規(guī)劃，精心組織，掌握其設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的管理，這樣才能確保工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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