高壓電纜線路設計工作中應注意的要點探析

趙輝

摘要：高壓電纜線路設計的關鍵是高壓電纜線路的計劃和準備工作，它們對于做一個好的高壓電纜線路設計具有重要意義，電力技術工作者的注意力應該放在提高高壓電纜線路設計工作，熟悉和了解高壓電纜線路鐵塔結構設計、防污染和防雷設計，以滿足高壓電纜線路的設計質量，提高功能性和實用性，為高壓電纜線路的穩定運行做好基礎。

關鍵詞：高壓電纜線路;設計工作;注意要點

一、高壓電纜輸電線路設計與管理的必要性

高壓電纜由傳統的線路改造而成，不僅直徑大，而且多使用金屬材質。如果沒有對高壓電纜進行恰當設計，很容易導致高壓電纜輸電線路受到雷雨天氣和外界因素的影響而出現故障。使用高壓電纜不僅能夠有效縮短輸電線路路徑，更加提高了高壓電纜設計效率。另外，高壓電纜敷設非常隱蔽，往往會被道路和草叢覆蓋，因此不會對城市景觀產生影響，也不會對周邊環境造成干擾。但是，高壓電纜在實際應用過程中由于設計成本較高、設計難度大、無法有效維修等問題，使得電力系統的高壓電纜實際設計要求非常高。

二、高壓電纜線路設計工作中存在的問題及其原因

（一）高壓電纜線路電氣設計的電纜敷設方式存在不足之處

第一，隧道式的電纜敷設方式不適合于居民們生產生活的小區內采用。隧道式的電纜敷設方式需要十分堅固的地下隧道和足夠的空間分布，所以投入的成本也相對較高。第二，穿管式的電纜敷設方式存在著不安全的問題，在投入使用的過程中可能存在著很多不確定性的安全問題。第三，溝槽式的電纜敷設方式屬于暗溝式。雖然具有隨意性的優點，但是這樣的敷設方式卻不能夠適用于道路和硬化地面的應用。

（二）電纜路徑不合理

規劃輸電線路的環節，相應人員沒有根據實際情況來確定輸電線路的運行路徑，同時在此環節，缺乏技術指導。沒有意識到電纜路徑對輸電線路運行效果的影響，電纜的敷設不合理，沒有增添防護裝置，未考慮居民用地的占用問題，影響到居民正常生活。

（三）故障頻發

由于許多非人為的原因，線纜分布不均，導致供電的效率與質量都不高，且可靠性也被減弱。現階段，我國在許多的地方架空送電，提高電能的效率。但是，此種方法在一定程度上增加了故障發生的次數，且漏電沖擊情況無法得到根本的處理，在安全方面存在著重大的隱患。

三、高壓電纜的設計工作重點

（一）系統架構設計

首先，在管理系統設計過程中，業務層位于數據持久層和表示層的中間。通過業務層能夠將表示層和業務邏輯層進行不同程度的耦合，減弱高層對低層的依賴。即使低層對上層一無所知，通過接口依然能夠保證上層和下層之間的合作。同時，在業務邏輯層設計中，可刪除或替換不需要的組件，以保證系統的正常運行，增加系統的延展性。在設計業務邏輯層的過程中，要對領域業務進行分析。無論是傳統的程序開發還是現代的程序開發，都必須注重和領域專家的合作。服務層是重要的組成部分，通過服務層能夠有效實現網絡的異步通信。在服務層中，系統可以分為分布式和互動式的應用程序，能夠為客戶端提供異步通信服務。表示層能夠為用戶提供視圖，實現人機交互功能。所以，表示層在設計過程中必須注重用戶體驗，提高信息交互的水平。

（二）關于電纜中的接地

中壓電纜是采用三芯電纜結構，三相電纜的芯線用“三角形”的對稱擺布，由于三相電流的對稱性，使得金屬保護層上的感應電流和感應電壓很小。而對于高壓單芯電纜，單芯高壓電纜線路金屬保護套一端直接接地情況下， 另一端必須通過金屬絕緣保護器作接地處理。連接金屬絕緣保護器接地的主要目的是避免高壓電纜線路導體通過操作過電壓沖擊波或短路電流的情況下保護層感應電壓升高的問題。高壓電纜線路金屬保護套直接接地點可選擇電纜線路任意一端， 若線路兩端所連接電氣設備不同， 在選擇接地點時必須滿足以下原則：第一， 高壓電纜線路一端連接變壓器， 另一端連接架空線路情況下， 線路金屬保護套接地點位置應選擇在架空線與高壓電纜連接一側， 同時作三相互連接地處理;第二， 高壓電纜線路一端連接GIS設備， 另一端連接架空線路的情況下， 線路金屬保護套接地點位置應當設置于架空線與高壓電纜連接一側， 同時作三相互連接地處理;第三， 高壓電纜線路一端連接GIS設備， 另一端連接變壓器裝置的情況下， 線路金屬保護套接地點應設置于GIS設備與高壓電纜連接一側， 同時作三相互連接地處理。本案例中高壓電纜應用一端直接接地方式， 回流線電纜經計算選擇10/6 k V （截面240.0 mm2） 電纜線路。

（三）電纜線路的敷設方式

高壓電線有直埋式，管道式，隧道式等敷設方式。（1）直埋式：就是直接將高壓電纜鋪設在地面之下，掩埋深度要超過0.7m，在農田地區的鋪設，深度要超過1.0m，在施加重壓的地方，所需的深度在1.2m內，并且在高壓電纜上下都要鋪設10cm以上的細砂，且在電纜上部要加防護蓋板，如混凝土板，蓋板超過電纜兩側面各50mm。（2）管道式：指在預制管道（像混凝土管道）中鋪設高壓電纜。為了減少功率損耗并防止傳輸容量的損失要求每隔一定距離配有人孔，用于引入和連接電纜，如電纜為單芯電纜，為減少電力損失和防止輸送容量的下降，引起電纜過熱，管材應采用非磁性或不導電的。（3）隧道式：電纜敷設在專用電纜隧道內的橋梁或支架內，電纜隧道可以安裝許多電纜，它具有高散熱性，可方便維護和維修。但是，工程量很大，通常只在城市使用。

（四）電纜布置

輸電線路運行中，作業人員根據實際情況，布置輸電線路，采用合理的電纜排列方式，保證電纜三相排列的科學性。對于線路較長的情況，需要采用等邊三角形排列方式，固定好輸電線路。將電纜布置在高位側，采用撓性布置的方式，提高剛性固定的有效性，對電纜支架的材質提出嚴格的質量要求，以免因電纜支架材質問題引發安全事故。合理布置電纜線路，對于電纜線路運行中的問題采用有效的管理方式進行改進，比如在與架空線路連接中，要采取措施將其固定好，避免因天氣原因導致線路運行中發生意外。

（五）電纜防火阻燃措施

如今國內外高壓電纜的阻燃措施可概括為三種類型：（1）根據如何防止高壓電纜著火以及出現著火后如何阻止延燃采取有效措施;（2）根據電纜的敷設路徑以及針對容易出現火災的區域采取措施;（3）提高電纜材料自身設計，防止電纜材料自燃。

因此，通常采取以下措施：在電纜表面涂上防火涂層;在需要防火的部分用耐火膠帶包裹電纜;在電纜層之間安裝耐熱防火板，并將隔墻和防火門分開以防止竄燃;電纜覆蓋有絕緣材料和阻燃材料，如果電纜被火包圍，則電纜受到絕緣和阻燃材料的保護，可以阻止火勢的蔓延。

（六）實施絕緣分割交叉互聯接地

線路中的金屬保護套不能在線路過長的情況下使一端接地， 因為這樣會導致施工的設備不能正常運作， 甚至在施工過程中出現安全事故。可以使用絕緣接頭來代替金屬保護套。絕緣接頭具有利用電氣分段護套的作用。因此， 設計線路時為了使線路中的感應電流不那么強， 就要保證水平對稱的分布電纜。因為電纜的排列如果不是呈水平對稱的形狀， 而是出現部分交叉時， 將會導致一端電纜在另一端接地后， 金屬保護套內電流不能在其中正常的循環流動， 而是出現合成電壓的情況。但如果兩端接地比較平衡， 將會把在兩端同時產生合成電壓進行抵消， 也就不會對金屬保護套內電流的循環流動造成影響。

結論

隨著社會經濟的快速發展，人們的生活質量得到極大提高，人們對電力需求也越來越高，高壓電纜線路的性能也在逐漸提高。電力傳輸影響著電力服務的水平，因此，高壓電纜線路的設計水平直接影響電力傳輸的穩定性。在設計高壓電纜線路時，必須充分考慮其特性來進行設計。

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