有關110kV及以上高壓電纜線路設計的研究

韋志順

摘要：為了滿足我國長期增長的用電要求，高壓電纜線路應運而生，在進行高壓電纜線路的設計時，其設計過程復雜，而且關乎今后的電力傳輸安全，所以需要注意的事項很多。在對110kV及以上的高壓電纜進行施工時，線路設計的合理性直接影響著整個工程的施工效果。因此，對工程的每一個施工環節的線路都要進行科學的設計和規劃。

關鍵詞：高壓電纜;線路設計;回流線;接地端;電纜敷設

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：在設計和規劃回流線的位置和分布時，為了使回線路在運作時能夠最大限度的使環流利用到最大化、達到更高的效率，最好把回線路設計在電纜的附近，并且要把電纜呈“品”字型水平分布，如圖1。

1.2長電纜線路交叉互聯

假設電纜的線路非常長的話，那么就能把電纜分成很多個小的單元，而每一個單元又可以分為三小段，接下來就可以進行三相交叉互聯。因為這樣的電纜兩端的部分都可以接地，金屬保護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，這樣的設計當中，可以省去回流線。

1.3電纜三相品字形布置

這種設計方法是在“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，但是在施工時特別麻煩，還容易出現失誤，因此，不推薦在施工時廣泛地使用這種方法。

2回流線的選擇分析

結合一些電力設計規范的要求，為了更好地避免電纜能產生非常大的感應電壓，進而降低了短路故障時保護套感應的電壓，而在110kV及其以上的高壓電纜金屬護層單點直接接地的時候，一端的互聯并且接地的線路，一定要安裝一個回流線。通過這個回流線，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。假如回流線的接地網發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。因為回流線的接地電流和一些部分電纜導線接地電流，這兩個電流的方向是相反的，所以所產生的磁通量就能相互抵消。如果把接地的電阻及時的降低或者使部分依靠大地傳輸電流的回路進行降低就可以有效的一些電纜附近的回流線導向大地。所以最好把回流線設計在電纜的附近。

3電纜接地端的選擇分析

3.1直接接地端的選擇

假如都采用電纜進行線路敷設，那么接地點就會選擇線路的終端也就是受電側，這個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，那么保護套直接接地點就應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套上的沖擊過電壓。

3.2關于電纜的接地

中壓電纜通常都是采用三芯的電纜，因為三相電纜的芯線是呈現“三角形”對稱布置的，而三相電流對稱，這樣的布置金屬外皮就沒有感應電流出現。而對于高壓單芯電纜來說，這樣的芯線與變壓器的初級繞組非常相似，金屬護套也與次級繞組非常像，因此電流流經的電纜就會發生一系列的復雜物理變化以及相互的作用，也能在護套上面產生一系列的感應電壓。當金屬保護套的兩端同時接地時，金屬保護套和導線之間會產生非開合式的回路，回路的閉合性會使金屬保護套在運行時出現一種環狀電流，線路中的電纜芯線所能承受的電流與這種環狀電流所形成的數量級相同，而電纜芯線承擔的載流量如果被限制，將會對電纜的絕緣層造成損壞且老化的速度也會變快，也進一步會造成電能的大量消耗。所以要在電纜選擇接地點時，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層電壓限制器，對電壓起到一定的限制作用。

4電纜敷設方式的選擇

4.1電纜隧道敷設

由于電纜隧道空間大，輔以完善的輔助設施，使電纜敷設、運行維護更為方便，深受運行單位的喜愛。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，隨著城市的發展，實施明溝的條件越來越不具備，采用暗溝又難以達到運行維護方便的電纜安全運行要求。所以一般110kV及以上電纜輸電線路不建議采用電纜溝敷設方式;

4.3電纜排管敷設

（1）如果把每段電纜敷設需要轉彎的次數定義為轉彎率δ，那么當δ>3時，就不適宜采用排管敷設。否則，會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與隧道（空氣）中敷設的載流量比較，可以發現電纜采用穿管敷設會比在空氣中敷設輸送容量降低很多，甚至高達50%左右，這是因為排管敷設散熱不好的原因。因此排管敷設必須重視電纜截面選擇的載流量校驗工作，有條件時設置電纜散熱管孔。

（3）對于長電纜線路，因電纜需采取交叉互聯接地方式，根據前述，需統籌規劃接頭井位置。因此當電氣設計不明朗時，就不太適宜采用電纜排管。

5工程的經驗以及改進的措施分析

5.1做好安全措施

在工程進行施工時，首先在工程中安排必要的安全措施。例如對施工完成的區域進行防護、設置一些交通標志、還要安排專門的施工人員進行漏水、火災、井內通風等的情況防護工作。要在安裝電纜穿管的施工過程中，對這一環節的信號和領導人員進行統一。

5.2“孔洞理論”

“孔洞理論”是因為電纜管存在上下、左右交叉，而為了可以很好地防止電纜有混亂的現象發生，因此所有的電纜井壁里面都必須繪制電纜管的標示圖，并且每一個管都有自己的相色和自己的編號。而現場的安裝記錄一定要完整，并且竣工的資料應該做細，例如檢驗日期、出廠編號、型號、盤號、終端電纜頭安裝位置等必須都應該進行一一對應。

5.3電纜工作井要有明顯接地

電纜工作井的設計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，必須要明確設計的意圖，同時，設計交底應該全面清晰、明確，尤其是在設計沒有確定施工的方案以及一些細節上必須應該向監理部門、施工部門以及業主進行交底，確定安全危險點、穿越的位置、地下管線資料以及地質的狀況等一些信息。

6結語

總之，電纜線路工程的設計不但需要滿足依據規程規范，還要從工程實際出發，科學規劃，精心組織，掌握其設計重點與難點，增強設計過程的管理，這樣才能確保工程設計的質量。

參考文獻

[1]姚崇杰.對110kV及以上高壓電纜線路的接地系統分析[J].城市建設理論研究2017.

[2]唐映媚.淺析接地變的作用及保護的配置[J].科學技術創新2020.