城市電力管道規劃與設計的若干思考

摘 要：該文從分析當前地下電力管線的發展趨勢入手，探討了電力管道規劃的基本原則以及相關設計技術要求，并結合天津地區的實際情況進行了典型設計，為城市地下電力管道整體規劃與設計理論的建立提供了借鑒。

關鍵詞：電力管道 規劃 設計

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02

隨著我國城市化進程的逐步加快，城市建設發展迅速，城市的住宅小區、道路、市政設施有了很大的改觀，人們對居住環境有了越來越高的要求。城市架空線入地已經成為城市發展的必然趨勢。因此，近年來城市電網的形式已經逐步由原有架空線形式轉入電力電纜形式，而電力管道作為電力電纜載體以及城市地下管線的重要組成部分，其規劃的合理性與設計的完善性已經受到越來越多的重視。

1 電力管道敷設的優勢

城市電網由架空線形式轉人地下電纜形式，其敷設方式主要有直埋、電纜溝、電力排管、隧道。

20世紀90年代以前，電纜敷設的主要形式是直埋和電纜溝。隨著城市建設的迅猛發展，以直埋和電纜溝為主的電纜敷設方式已不能滿足城市建設的相關要求。至20世紀90年代初期開始，電力排管逐漸成為城市電力管線的主要敷設方式，替代了直埋和電纜溝等傳統敷設方式。和傳統的敷設方式相比，使用電力排管管道擁有下面幾個方面的

優勢。

（1）電力管道一次性可敷設幾根、幾十根，一次性施工后可穿多條電力電纜。

（2）電力管道一次性建設后，基本沒有日常維護，電纜溝則需要定期清除溝內的雜物、淤泥，日常維護費用高。

（3）電力管道一次性建設完后，只須將工井蓋板打開，就能完成新電纜的敷設，而采用電纜溝敷設的電纜，則須將溝蓋板重新打開，不僅影響城市道路路面環境，而且由于電纜溝窄小，工作人員的施工作業難度

極大。

（4）電纜中間頭在電纜溝里面隨機設置，電纜出現故障時，故障查找極為不便。采用電力管道敷設電纜，電纜中間頭只可能出現在工井里面，故障查找相對方便。

2 電力管道規劃的基本原則

（1）電力管道規劃宜按電網遠景規劃目標進行并預留適當裕度一次完成。

城市電力管道規劃是在電網遠景規劃的負荷預測、電源規劃和網絡規劃基本完成的基礎上進行的，即在未來若干年內城區負荷需求和城網電源（相應的變配電所的站址及容量）為已知并且已經明確什么地點、需要建設什么電壓等級及多少回數的供電線路，才能保證城市區域電力系統安全運行（即滿足負荷需求和安全約束）的情況下，來規劃電力管道的數量及其路徑走向，同時還要考慮所需投資、運行費用最小以及眾多安全約束條件，所以它是一個多變量、多約束的規劃問題。

（2）電力管道規劃應與城市總體規劃相結合，與各種管線和其他市政設施統一安排，且應征得城市規劃部門認可。

城市總體規劃是綜合性規劃，包括詳細規劃和專項規劃，詳細規劃又包括控制性詳細規劃、修建性詳細規劃，專項規劃包括電力、水利、環保、電信、交通、等不同專業。城市總體規劃在做好同各專項規劃銜接的同時，還要充分考慮到與土地利用總體規劃的銜接。城市電力管道屬于專項規劃，其建設用地及走廊應給予充分保障，但由于各專業規劃間存在的不協調、不統一等問題，往往出現各專業規劃間的沖突。因此，城市規劃部門應該建立一個協調一致、統一規劃的空間體系，有效解決各專業規劃間的沖突。

（3）電力管道規劃應該綜合考慮長度、施工、運行和維護方便等諸多方面的因素，統籌兼顧，做到經濟合理，安全適用。

（4）電力管道不應平行于其他管線的正上方或正下方，從而保證電力管道管理和維護。

（5）電力管道相互之間允許最小間距及電力管道與其他管線，構筑物基礎等最小允許間距應符合電力規程的規定，如局部地段不符合規定，應采取必要的保護

措施。

3 電力管道的設計技術要求

3.1 電力管道技術要求

3.1.1 電力管道孔徑和孔數

電力管道的內徑不應小于電纜外徑的1.5倍，最小內徑150 mm，對控制電纜排管孔徑不小于75 mm。管道連接時，管孔連接應嚴密，不得有地下水引入。管道應有傾向井坑0.5%～1%的排水坡度。

管道埋深：管道頂部土壤覆蓋深度不宜小于0.5 m，且與其他管線、燃氣管線、熱力管線的水平距離應分別大于0.5 m、1 m、2 m。

一組管道以敷設6～21根排管為宜，根據地下建筑物的情況，決定排管的孔數及其排列形式。排管排列有長方形和正方形，孔數選擇有3*4孔，3*5孔，3*4孔，3*6孔等。中間孔散熱較差，因此中間孔應留作敷設控制電纜用。

3.1.2 電力管道材質要求

（1）質量輕，安裝省時省工，連接可靠、

容易。

（2）耐腐蝕、不易老化。

（3）內壁光滑，磨擦小，避免產生劃破電纜外皮現象。

（4）絕緣性能好，抗壓的強度大.軟化的溫度高，具有特殊的耐高溫性能，可以長期承受電纜運行時的發熱溫度。如果管材不具備較高的耐高溫性，一旦發生了過載情況，且過載時間過長，則會造成管材因受外部壓力而壓扁變形，造成以后的電纜維護更換困難，即相當于電力管道報費。

（5）易散熱，保證運行中的電纜熱量迅速散發。

（6）需要具有較大的剛性和一定的回

彈性。

3.1.3 其他

電力排管管道建設中都應考慮通信管道的預留。

管道孔數除按電網規劃敷設電纜根數外，還需有適當備用孔供更新電纜用。

管道盡可能做成直線，如需避讓障礙物，可做成圓弧狀管道，但圓弧半徑不得小于12 m；如使用硬質管，則在兩管鑲接處的折角不得大于2.5。

管道通過地基穩定地段，如管道能承受土壓和地面動負載者，可在管道鑲接處用鋼筋混凝土或支座作局部加固。通過地基不穩定地段的管道必須在兩工井之間用鋼筋混凝土做全線加固。

較長電纜管道中的下列部位，應設有工作井：

（1）電纜牽引張力限制的間距處

（2）電纜分支、接頭處

（6）管路方向較大改變

（4）管路坡度較大且許防止電纜滑落的必要加強固定處

3.2 工井技術要求

（1）工井尺寸。在改變線路方向及分支處和電纜接頭處均應設排管井坑（工井）。工井尺寸：寬2到3 m，高1.9到2.0 m，長度一般為4到12 m。為了便于施工，人孔徑不能小于700毫米，工井內地面應以2%的坡度向一端傾斜，且最低點應設置地漏便于排水。

（2）工井接地。工井中各種金屬物體如金屬支架、預埋鐵件等都必須可靠接地，且接地電阻應小于4 Ω。接地方式：在工井的外角或者4個邊角處，應埋設2至4根∠50×5×2500 mm角鋼接地極，深度應大于3.5 m。工井內壁采用扁鋼做接地網，必要時在工井周圍敷設接地扁鋼，用電焊方式連接到接地極，工井內的預埋件和金屬支架也應采用電焊方式與接地扁鋼連接。

（3）工井的間距。由于電纜工井是裝置敷設牽引、輸送設備、引入電纜和安裝電纜頭的地方，考慮到安裝和檢修電纜頭的需要，根據高壓和中壓電纜的允許牽引力和側壓力，兩座工井的間距一般不宜大于130 m。

4 天津地區電力管道相關典型設計

4.1 總則

（1）地質條件。根據天津地區地質情況，經綜合考慮取用地質設計參數如下：

計算土容量：r=16 kN/m3內摩擦角：Φ=10 °

遇到軟弱地基和不良地質條件，視具體情況另行考慮地基處理。

（2）電力管道、工井主要敷設在道路或便道上，均有可能承受重載機動車碾壓，設計活荷均取汽-20級。

（3）電力管道、工井施工標高根據具體工程的具體情況確定，但覆土厚度需≥400 mm。

4.2 電力管道

（1）適用范圍。電壓等級為35 kV，電纜直徑≤116 mm

（2）設計內容。管道采用內徑為175 mm的水泥管或內徑為175 mm玻璃鋼管，并且外部需做鋼筋混凝土包封。管道底部均需做100 mm厚細石混凝土墊層，墊層寬度探出底部寬度兩側各100 mm。

4.3 工井

（1）適用范圍

電壓等級為10～35 kV。

直線井用于0～10 °；轉角井用于10～90 °。

適用排管根數：井寬2.0 m用于≤12根；井寬2.3 m用于>12根，≤18根；井寬2.5 m用于>18根，≤24根。

轉角工井以15 °的角度為單位分6擋逐級遞增至90 °，在工程中選取靠近實際角度的檔級使用。

（2）設計內容

采用現澆鋼筋混凝土型式，工井端墻上預留孔洞接電纜排管。

底部需做100 mm厚細石混凝土墊層，墊層寬度探出底部寬度兩側各100 mm。

兩端預留兩個直徑180 mm的孔洞

備用。需做內、外防水。

5 結語

當前，我國電網正處于智能電網的全面建設階段，“智能電網”是對電網未來發展的精辟總結，它對電網可靠性提出了更高的要求。實現智能電網需要以物理電網為基礎，電能輸送到最終用戶，需要借助線路的傳輸。

在城市的現代化建設中，架空入地既有利于市容美觀，也有利于增強供電可靠性，它是城市未來發展的方向。

電力管道作為城市地下管網中的一類，在城市建設中需要將其和其他專業管線（燃氣、給水、排水等）統一規劃、綜合考慮。

因此對電力管道進行合理規劃與完善設計，可以有效地減少外界因素對電力管道的破壞，加強電力部門對地下電纜設施的管理手段，從而間接的提高了供電的可靠性，符合智能電網建設的需要。

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