110 kV以上高壓電纜敷設方式的研究

黃一婷，劉 侃，許恒彬

（中國南方電網廣東電網有限責任公司佛山供電局，廣東 佛山，528000）

0 引 言

近年來，佛山城市建設高速發展，根據歷年數據統計，從2006年至今，35 kV及以上輸電電纜線路總長由91.16 km增長為400余 km，增長率高達80%。為提高城市土地有效使用面積的利用率，架空線路改造入地已成為城市供配電系統技術節能改造研究的重要項目。目前，高壓電纜的敷設形式主要有電纜溝、排管及電纜隧道等。其中，電纜溝和隧道投資成本過高，且伴隨城市規劃建設，電纜工程竣工后不允許為電纜故障探測、檢修等工作而開挖路面。排管敷設方式可滿足工程投資成本低、工程建設難度低及對城市道路影響少等多方面的要求。

1 現狀與背景

佛山市最早運行的110 kV高壓電纜投運于90年代初期，將要達到理論運行壽命年限，并且隨著時間的推移達到壽命年限的電纜數量會不斷增長。如果更換達到壽命年限的電纜，需對城市進行大規模地圍蔽和開挖，可行性低。近年來，城市電網由架空形式轉變為地下電纜形式，如地鐵等其他管線遷改下地的施工也頻頻增多，電纜與其存在許多路徑交叉跨越點，槽盒敷設和頂管過路時無法核實電纜的具體深度位置，與相關施工單位交底時難以精確定位電纜路徑，造成不便。因此，需采用非開挖鋪設地下管線的排管鋪設方式。

2 概念與技術優點

非開挖鋪設地下管線是指利用地下導向鉆掘，在地表不開挖和地層結構破壞極小的情況下，對供水、供氣、通信及電力電纜等公用管線進行鋪設的施工技術[1]。電力排管是將電纜敷設在預先埋設的地下管道，并為沿線地塊供電配套提供電力通道。

電力排管的突出特點是強度高和摩擦阻力小，適用于地下管線密集和交通繁忙的道路，一般結合道路建設或者市政管線建設的項目同步建設電力排管。目前，常見的敷設形式有電纜溝、隧道及槽盒，普遍采用電纜溝敷設方式。本文以電纜溝敷設方式為參考，分析電纜排管的優勢。

（1）目前常見的電纜溝形式在設計和施工階段存在實現復雜的問題，如電纜支架的有效防腐措施、溝的路徑是否符合電纜轉彎半徑及溝內防火封堵的嚴密性等；且自投運后溝中易產生積水淤泥雜物，后期維護工作量大，維護費用高。纜護套管投入后，日常維護工作量減輕，維護費用降低。

（2）電纜溝蓋板極易受到車輛碾壓而受損，頻繁更換蓋板不利于電纜運維工作效率的提高。電纜溝蓋板間的縫隙也容易使他人向溝內傾倒廢棄且有腐蝕性的化學物質，進而對電纜保護層的絕緣強度造成威脅。因此，有水泥包封的排管對電纜有保護作用，提高了電纜的運行可靠性。

（3）排管敷設形式的電纜工程造價適中，施工簡易，且工期較短。結合項目設計和實際施工情況，同路徑的電纜通道可敷設8～24條電纜排管，體現了排管的組合施工便利性。電纜排管敷設時，溝開挖寬度和土石方量都較小，施工效率高，可減少施工時間，縮短工期。

（4）排管敷設周圍有水泥包封，抗壓強度更高。對于需要經過行車道路的電纜通道，采用排管敷設的形式能減少重車對電纜的壓迫，避免電纜因土質變形而產生拉伸受損。當電纜溝敷設面對周邊施工時，易遭受鉤機、樁機及鉆探等機械的直接損傷。排管敷設則減少了電纜遭受外力破壞和機械損傷的可能性。

3 技術難點

3.1 故障查找

目前，電纜線路發生的故障情況中，接頭故障所占幾率較大。對于電纜運維，線路發生故障后查找故障和解決故障是首要問題。

現階段，電纜故障的預定位查找主要使用脈沖法和電橋法。對采用排管敷設的故障電纜使用電橋法進行預定位時，檢測接地點位于排管管口處，若在土建階段約每隔50 m修砌一個檢修工井，就能較容易地將故障點預定位在某一段排管范圍內。若情況允許，可不考慮米級測量誤差的影響，直接在故障點前后設立的工作井截斷并抽出電纜，進而核實故障點。電纜接頭的修復制作也可在工井內進行。若故障查找需要精確定位，則可采用跨步電壓法。由于排管敷設的電纜無法人為地在大地上測得跨步電壓，因此可在工井的排管口處，將測量探針綁在導引繩上，將其深入排管內進行探測。當兩支探棒檢測到較大跨步電壓時，就可認為故障點在此段排管內。

如果采用排管敷設形式，并在中間接頭位置設置工作井，可縮短搶修時間，減少城市道路的開挖次數，同時也避免了重新建設電纜通道。

3.2 截面載流量

載流量是一條電纜線路在輸送電能時所通過的電流量。在熱穩定條件下，當電纜導體達到長期允許工作溫度（通常為90 ℃）時的電纜載流量稱為電纜長期允許載流量[2]。載流量過高會導致線芯工作溫度超過額定值，進而影響電纜絕緣運行壽命；載流量偏低則使線芯得不到充分利用而造成浪費。影響載流量大小的內外因素具體如下。

3.2.1 內 因

線芯截面積與載流量成正比，通常銅線的安全載流量為5～8 A/mm2，鋁線的安全載流量為3～5 A/mm2。同等規格下若采用銅線芯代替鋁線芯，可提高30%的載流量。此外，采用導熱性能優良的絕緣材料也可提高載流量。

3.2.2 外 因

排管敷設中，電纜的排列方式有一字形、品字形及直角形，其中品字形的排放方式可有效降低A、B、C三相間的感應電壓。溝槽敷設中，品字形排列的電纜會因運行產生震動而相互摩擦，長期運行下易造成外護套損傷，因此一般選用水平或垂直方向上的一字型排列方式。對于溝槽，可結合品字形的電纜排管，以解決回路間的感應電壓。

影響電纜長期載流量的因素還有很多，包括環境溫度和散熱條件等。實際應用中，若路徑裕度較大，可采用適度拓寬排管尺寸和改變排列方式等措施提高載流量。

3.3 排管選材

為保證電纜的安全可靠運行，選擇排管施工材料時，應注意以下基本要求。

（1）具有足夠的機械強度，能使電纜免受外力的破壞。

（2）管道內壁光滑，摩擦系數小，便于電纜的抽放。

（3）具有一定絕緣性和阻燃性，可長期承受電纜的運行溫度。

（4）管材應為輕便材質，便于接駁安裝，提高施工效率。

（5）具有較好的密閉性和耐腐蝕性，不易老化斷裂，使用壽命長。

傳統排管采用的類型有鋼管、水泥石棉管及普通PVC管等。其中，鋼管造價較高，石棉管笨重且強度不足，普通PVC管散熱性欠缺。因此，在廣東地區符合敷設要求進而被廣泛應用的是MPP管。MPP采用改性聚丙烯為主要原材料，具有抗高溫和耐外壓的特點，可用作10 kV以上高壓輸電線電纜排管的管材。

選取合適管材后，為使排管不受環境的侵蝕且加強對抗外力的機械強度，通常施工中在排管周圍進行水泥包封。根據敷設地點的不同，可采取不同厚度的水泥包封設計。恢復路面后，在沿線安裝電纜通道標志，便于日后識別電纜路徑和維護檢修電纜。

4 結 論

排管的敷設方式在電纜線路的運行、故障查找及設備檢查等方面都具有明顯優勢，提高了施工效率，減少了電纜的外界損傷，延長了電纜的使用壽命，提升了電網電力傳輸的經濟效益。