淺談110kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)

廣州電力建設(shè)有限公司 鄧志敏

1 110kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)分析

1.1 電力電纜線路選擇方式

在110kV電力電纜線路設(shè)計(jì)中，具有較高可靠性、穩(wěn)定性及持續(xù)性的電纜線路開關(guān)電源是110kV電力電纜線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。目前我國110kV電力電纜線路設(shè)計(jì)中，銅芯材質(zhì)的電纜線路使用最為廣泛，在銅芯電纜線路使用過程中，必須對(duì)電纜的截面與材質(zhì)嚴(yán)格控制，由于電力電纜線路的輸電效果直接受到截面大小影響，所以在110kV電力電纜線路設(shè)計(jì)過程中須根據(jù)實(shí)際輸電情況來選擇合適的電纜。選擇電力電纜主要是針對(duì)電纜芯種類與電纜截面兩方面進(jìn)行，考慮電纜的接地方式。在施工電力電纜線路施工中，必須計(jì)算電纜生產(chǎn)廠家所提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，確保電纜參數(shù)滿足110kV電力電纜線路施工要求。110kV電力電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外為導(dǎo)體、內(nèi)屏蔽、絕緣、外屏蔽、半導(dǎo)體緩沖阻水帶、皺紋鋁套（鋁套）、外護(hù)套。

1.2 電力電纜接地方式設(shè)計(jì)

在110kV電力電纜安裝過程中，還需安裝相配套的鋁護(hù)套，通過鋁護(hù)套來確保110kV電力電纜，始終保持穩(wěn)定的電感應(yīng)狀態(tài)。由于負(fù)荷電流值與電感應(yīng)數(shù)值都會(huì)影響電力電纜的設(shè)計(jì)，所以須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，在鋁護(hù)套選擇中須選擇電感效應(yīng)較好的材質(zhì)，一旦鋁護(hù)套感應(yīng)電勢(shì)超過相應(yīng)限度將直接造成鋁護(hù)套絕緣效果破壞，在電力電纜數(shù)量較多的接地位置會(huì)導(dǎo)致鋁護(hù)套產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)、使電纜溫度上升，造成大量電能損失，還會(huì)破壞電力電纜的正常運(yùn)行和使用壽命。要想減少電能損失，長時(shí)間維持鋁護(hù)套感應(yīng)電勢(shì)在正常范圍內(nèi)，須優(yōu)化調(diào)整接地方式，通常可將鋁護(hù)套合理分段然后進(jìn)行交叉互聯(lián)接的接地方式，可有效減少鋁護(hù)套環(huán)流損失，增強(qiáng)電力電纜的運(yùn)行效果。

在分段110kV電力電纜過程中，要充分了解鋁護(hù)套的感應(yīng)電壓實(shí)際值，再根據(jù)安裝環(huán)境合理選擇電力電纜線路，通常設(shè)計(jì)110kV電力電纜需三個(gè)情況：如電力電纜線路較短時(shí)，可在互層的兩端使用并聯(lián)方式進(jìn)行接地；如電力電纜線路較長時(shí)，可通過交叉互聯(lián)的接地方式；如電力電纜長度適中，合理使用互聯(lián)接地方式都可達(dá)到預(yù)期使用效果。對(duì)電力電纜線路設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的接地方式，可有效提高運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性，將線損率降到最低，使電力電纜的運(yùn)行質(zhì)量和輸電效果增強(qiáng)。其中需注意，運(yùn)行電力電纜過程中，已使用交叉互聯(lián)接地方式的電力電纜無法達(dá)到等分分段，每一段長度都存在差異，如是對(duì)單一電力電纜使用時(shí)可不進(jìn)行分段，組合運(yùn)用其他幾種接地方式具有更好效果。

2 110kV電力電纜線路施工技術(shù)

2.1 電力電纜施工準(zhǔn)備工作

在敷設(shè)電纜前要對(duì)電纜溝、排管內(nèi)壁進(jìn)行檢查，確保不存在石塊與混凝土等雜質(zhì)，防止其中的雜物對(duì)電力電纜造成損傷，影響電力電纜后期使用安全性與運(yùn)行質(zhì)量。如電纜溝與排管內(nèi)壁存在雜質(zhì)，可通過使用牽引繩捆綁鋼絲繩對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行清潔處理，在完成清潔后還要通過管道探測(cè)儀對(duì)電纜溝與排管內(nèi)壁進(jìn)行檢查，確保清潔干凈。

電力電纜敷設(shè)對(duì)周圍環(huán)境溫度具有較高要求，通常施工環(huán)境溫度須高于0℃，在保證施工溫度正常的基礎(chǔ)上控制電纜輸送方向，電纜輸送方向應(yīng)根據(jù)電纜排管方向，可最大程度縮短電力電纜敷設(shè)時(shí)間，在保證電纜敷設(shè)質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)上提高敷設(shè)質(zhì)量。電纜輸送須嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工方案進(jìn)行，需嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行作業(yè)，在施工圖紙中將頂管位置標(biāo)記出來，選擇正確的電纜輸送方向。

2.2 電力電纜線路敷設(shè)方式

通常110kV電力電纜敷設(shè)包括排管、直埋、電纜隧道、溝槽及電纜橋架等多種方法。在敷設(shè)電力電纜過程中要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況充分考慮，選擇合適的敷設(shè)方式、設(shè)計(jì)合理科學(xué)的敷設(shè)方案。敷設(shè)電力電纜最主要要確保電力電纜能夠穩(wěn)定正常運(yùn)行，采用不同敷設(shè)方式滿足電纜敷設(shè)需求。

首先，在豎井內(nèi)敷設(shè)電纜，要確保豎井中間的部位電纜不會(huì)有接頭，只能在電纜兩端預(yù)留接頭，如電纜較深情況下需在中段位置設(shè)置接頭，將接頭設(shè)置在水平巷道內(nèi)；其次，鉆孔敷設(shè)電力電纜時(shí)應(yīng)把電纜捆綁在鋼絲繩上，如鉆孔穩(wěn)定性較差還需采用保護(hù)管敷設(shè)。如采用排管或直埋的敷設(shè)方法，要盡量確保電纜敷設(shè)效率，可在電纜拐角設(shè)置拐角井。如在直線敷設(shè)上需根據(jù)一定間隔設(shè)置直線井，確保其敷設(shè)的預(yù)制板具備承載性能，可方便施工人員架設(shè)機(jī)械設(shè)備，方便安裝施工。應(yīng)對(duì)電力電纜工程條件施工環(huán)境特點(diǎn)及電力電纜類型數(shù)量等因素充分考慮，需確保電力電纜敷設(shè)后運(yùn)行可靠，后期維修方便，技術(shù)性價(jià)比高。

在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所明敷電纜、露出在地坪上需保護(hù)的電纜及地下電纜和公路鐵道交叉時(shí)都需使用保護(hù)管敷設(shè)方式，防止電力電纜受到破壞。在廠區(qū)或建筑地下物敷設(shè)電纜時(shí)，由于電纜數(shù)量較多，通常可采用電纜溝敷設(shè)。如同一通道中電纜數(shù)量較多、電纜溝無法承載電纜時(shí)，可考慮應(yīng)用電纜隧道敷設(shè)方法。在保護(hù)管敷設(shè)應(yīng)用時(shí)須確保電纜保護(hù)管內(nèi)壁光滑、沒有毛刺，保護(hù)電力電纜不受破壞，保護(hù)管性能須滿足電力電纜敷設(shè)要求的耐久度與強(qiáng)度，因此電纜保護(hù)管通常情況下采用阻燃型塑料管。電纜構(gòu)建物敷設(shè)方法應(yīng)用時(shí)，電纜溝通到寬度不能小于300毫米，且需根據(jù)不同溝深與電纜支架配置方式優(yōu)化調(diào)整，調(diào)整電纜支架的層間距離，確保電纜敷設(shè)固定要求。如在一層中存在多根電纜，可通過更換或增設(shè)一根電纜或接頭。

2.3 電力電纜線路附件選擇

110kV電力電纜附件是將大量的部件、組件及材料，按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)工藝在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝到電纜端部，與電纜本體形成一個(gè)整體。在室內(nèi)環(huán)境中，由于不會(huì)受到陽光、直接照曬或雨淋，可直接選擇戶內(nèi)終端。如在戶外的安裝環(huán)境中應(yīng)選擇戶外終端。電纜與其他電器設(shè)備間還存在一段連接性，不應(yīng)采用敞開式終端。110kV電力電纜線路采用敞開式終端須配備屏蔽環(huán)與防御罩，在終端與支架間使用絕緣底座。在選擇電纜終端過程中，要確保終端類型可以滿足電力電纜的電壓、安裝環(huán)境以及可靠性等要求。

電纜接頭是要把電纜的導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽、金屬護(hù)套以及外護(hù)層連接起來，所以電纜接頭必須具備足夠的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性，具有鋼絲鎧裝的電纜還必須確保鋼絲鎧裝縱向、連續(xù)，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度；電纜終端支架選擇。電力電纜終端的金屬部件在不同相導(dǎo)體之間，應(yīng)確保大于1m的距離，對(duì)地之間距離也應(yīng)大于1m。戶外電纜終端底座垂直于地面的安裝高度須高于2.5米。要求選擇的電力電纜終端支架必須具備較高的機(jī)械強(qiáng)度，可將終端的荷載與安裝維修時(shí)的額外負(fù)載有效支撐，終端支架選擇必須要求具有堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)，具有防腐蝕與工程防護(hù)性能，對(duì)于型鋼制成的電纜終端支架還必須熱浸鍍鋅，提高其抗腐蝕性能。

2.4 電力電纜線路護(hù)層接地

110kV電力電纜通常采用單芯電纜，在電纜運(yùn)行過程中防止電力電纜會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以在設(shè)計(jì)電力電纜線路過程中，必須考慮電力電纜金屬護(hù)套與屏蔽層的接地，必須確保直接接地。110kV電力電纜線路護(hù)層接地方式主要分為一端直接接地、線路中間接地以及交叉互聯(lián)接地。一端直接接地方式通常應(yīng)用于較短的電力電纜線路中，電力電纜金屬護(hù)套與屏蔽層的正常感應(yīng)電壓可以滿足需求時(shí)，可以直接使用一端直接接地方式，可以有效避免電力電纜護(hù)層絕緣受到電壓的破壞，在另一端的金屬護(hù)套與屏蔽層需要經(jīng)過護(hù)層電壓限制器保護(hù)后再接地。

如果電力電纜出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，對(duì)周圍弱電線路造成干擾，還需要平行于電纜線路鋪設(shè)一條回流線，確保電力電纜穩(wěn)定可靠運(yùn)行。線路中間一點(diǎn)的接地方式通常應(yīng)用于線路較長的電力電纜中，如果只采用一端接地方式，不能滿足電力電纜運(yùn)行需求，應(yīng)用線路中間一點(diǎn)接地方式可以有效避免電壓破壞護(hù)層絕緣，兩端金屬護(hù)套與屏蔽層都需要經(jīng)過電壓限制器保護(hù)后再接地，如果發(fā)生單相接地故障，對(duì)周圍弱電線路造成干擾，同樣需要在電纜線路平行位置敷設(shè)回流線。交叉互聯(lián)接地方式也應(yīng)用于較長的電力電纜線路中，通過使用中間接頭將電力電纜的金屬護(hù)套與屏蔽層均勻的分為三度、或分為三的倍數(shù)段，然后再進(jìn)行交叉互聯(lián)接地。

綜上，隨著近年來我國對(duì)電力能源需求量持續(xù)增加，110kV電力電纜已經(jīng)成為我國主要的電力輸送通道，由于其電能輸送量大以及占用空間小的特點(diǎn)，已經(jīng)逐步替代110kV架空線路。本文對(duì)110kV電力電纜線路設(shè)計(jì)過程與施工過程進(jìn)行分析探討，減少110kV電力電纜線路建設(shè)過程中的施工難度，為電力電纜線路穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供保障。