高壓電力電纜接頭井的設計選型

江蘇省電力公司無錫供電公司電纜運檢中心 陳 嵩 卞 棟 徐 駿 何建益

高壓電力電纜作為現今輸電網絡架構的一部分，重要性日益顯著。為更好適應時下大基建、新基建的建設步伐，高壓電力電纜的運維檢修效率還需得到進一步提高。然而城市建設步伐的加快帶來的是電網安全運行的風險，由于地下軌道交通、道橋建設的建設周期漫長，施工隊伍繁多，在施工過程中極易導致高壓電纜通道及電纜本體的外力破壞，另外市政建設如燃氣、排水、通信工程的小散工程也是電纜外破的重要原因，如何快速進行搶修、不影響后端用戶是電力部門考慮的一大問題。

地下電纜的敷設方式主要有排管、直埋、牽引管及電纜溝，目前一線城市中電力排管的占比相對較高，且由于地下空間有限，一段電力排管中往往敷設有各種電壓等級的多回路電纜線路，受制于環境、政策和材料等的因素影響，同一個電纜接頭井內可能存在兩回及以上電纜線路的中間接頭，本文主要針對35kV及以上多回路電纜接頭井的尺寸及型式開展研究。

1 高壓電纜接頭井型式

電力井是連接電纜通道的主要過渡方式，其主要作用為提供作業人員中間接頭制作、檢修及試驗的重要空間，外部結構由墊層、井體混凝體包封、井筒及井蓋組成，內部主要包含集水坑、立柱、托臂（支架）、預埋接地體和其他附屬設施。電力井和電纜通道連接處的斷面需堆砌平整，管孔處預留有敷設電纜的尼龍繩，管孔規模一般按照當前建設所需及遠景規劃統籌設計，包含電纜和通信光纜、回流線，必要時應預留更換接頭的孔數。目前高壓電力接頭井的型式種類較多，設計方式也比較靈活，下面介紹三種常用型式。為了描述方便，高壓電力電纜默認大截面單芯，中低壓電纜默認三芯。

1.1 雙圓井+單方井

這種型式的接頭井在二十一世紀初的設計方案中比較多見，占地面積要求不高，且各地方的設計理念也不盡相同，主要型式為圓井+方井（蓋板井）+圓井的型式，有些地市采用的是方井+大方井+方井。此類接頭井適合單回路高壓電纜接頭或單回及以上中低壓電纜接頭的敷設，按照相關要求，不同回路的電纜中間接頭在井內必須滿足距離要求，同回路三相接頭也必須保持間距。從施工角度出發，電纜在地面經大尺寸蓋板井穿入地下，一是滿足敷設時電纜的最小彎曲半徑，避免電纜本體在穿入時發生外表及結構損傷，二是大尺寸井口作為投料口，方便施工人員在井下施工。大尺寸井蓋兩邊的小尺寸井一般是為了提供運維檢修人員的日常巡視、帶電檢測等作業，故內徑不小于800mm的小尺寸井筒已滿足要求。

1.2 單圓井+雙方井

單圓井設置于雙方井之間，同時方井均為大尺寸蓋板井，這種型式的接頭井占地面積較大，適合多回路高壓電纜接頭的敷設。兩側的大尺寸蓋板井是制作中間接頭的主要空間，施工時電纜從電纜盤上引下，分別從兩側蓋板井中穿入井內，可有效避免多回路中間接頭緊靠、重疊等常見問題且施工時難度較小，電纜本體損傷的風險較低。此外，對于現狀電力井內的電纜遷改和新老對接工程，這種型式的接頭井可在滿足相關規范的前提下根據井內原有接頭、電纜附屬設施（接地箱、預埋接地體）及電纜托臂抱箍的位置靈活選取新做接頭的位置。位于大尺寸井中間的小尺寸圓井作為易開啟、易維護的出入口，提供人員上下作業的通道。

1.3 三圓井（方井）或四圓井（方井）

三圓井一般按照直線排列，工井之間距離相等；四圓井可按照直線也可分兩排直線排列，主要根據地面環境進行調整。這種型式的接頭井一般應用于多回路中低壓電纜或輸配混溝，按照省公司有關規定，輸配電電纜原則上分通道敷設，遇到環境受限考慮做成雙幅工井，井內采用擋墻分隔。當高壓電纜穿入小尺寸圓井筒（方井筒）引入井體時，必須要考慮該纜的最小彎曲半徑，而最小彎曲半徑受井體內徑高度影響最大。根據最新電力電纜的設計規范，通過下列計算可得電纜導體外徑d不大于115mm時都可以進行敷設。

圖1 電纜敷設圖

如圖1所示，電纜井由井筒引入工井內，自井口至排管斷面處可看作四分之一圓，此處考慮極限情況即L1+L2為R0。一般電纜在井筒及井內的敷設可看作一條弧線，半徑可適當放大。(根據電纜運行檢修規范，井體結構覆土不小于0.7m，工井內徑高度不得小于1.9m，工井井筒內徑不得小于800mm，電纜排管下層離地距離不得小于300mm）。R0為電纜允許最小彎曲半徑，m；d為電纜導體外徑，mm；R0=L1+L2=1.6+0.7=2.3m。如表1所示，此處考慮高壓電力電纜，按電壓等級不小于110kV取值；d=R0/20=2.3/20=115mm。由表2可得，該尺寸的工井符合絕大多數高壓電纜的敷設條件。

2 高壓電纜接頭井尺寸

電纜線路相對于架空線路來說可適應各種地形和環境，不占用地面空間也比較美觀，因此在城市被大規模采納使用。然而在城市中心、居民區等地下管線密集區域留給電纜工井的空間并不大，需在不影響高壓電纜敷設、運行和檢修的前提下充分利用地下空間，優化工井尺寸，并與其他市政管道保證安全距離，通過計算合理地設計工井尺寸，避免出現不規范工井和導致施工、檢修無法進行的廢棄電力接頭井。

圖2 電纜接頭布置圖

表1 電纜敷設和運行時的最小彎曲半徑

表2 交聯聚乙烯電纜截面對照表

如圖2所示，該接頭井內敷設有單回單芯高壓電力電纜，其中，電纜在進入排管處及中間接頭兩段必須保留150mm的直線段；電纜并列敷設時接頭位置宜相互錯開，且間距不宜小于0.5米；接頭工井內徑凈寬不小于1.6m，中間接頭的長度一般不小于1.5m，加裝防爆盒的不小于2m，這里取1.5m。

圖3 電纜井下敷設時伸縮弧示意圖

綜上，通過對高壓電力電纜中間接頭工井的設計選型、尺寸研究，可充分發揮電纜工井的應用空間，有效規避在施工、運維、檢修時發現的根本性難題，設計選型應在項目初始階段開展，通過可研評審、初設、現場踏勘等環節逐步優化，結合通道環境、政策處理、地下管網協調等因素綜合考慮，避免在施工開始后進行二次修改，降低施工成本和項目費用，提高電纜線路運檢效率。隨著城市數字化管理系統的進一步發展，合理布置地下通道、優化通道資源配置將發揮更重要的作用。