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电力系统中高压电缆输电线路设计问题郭艳军

发表时间：2020/6/29 来源：《电力设备》2020年第5期作者：郭艳军

[导读] 摘要：相较于以往的输电线路，现在的输电线路容量更大，距离更长。

        （西安众源电力设计有限公司陕西省西安市 710000）
        摘要：相较于以往的输电线路，现在的输电线路容量更大，距离更长。基于此，文章提出高压电缆线路设计工作中的要点探讨，具体包括杆塔设计对电缆线路的影响、导线连线对电缆线路的影响、实施绝缘分割交叉互联接地、电缆排管敷设中的计算等四方面内容。
        关键词：高压电缆；线路设计；工作要点；电力工程
        1 引言
        随着城市化进程的不断推进，在城市发展的过程中，用电量逐渐增加。为了使人们的用电需求得到满足，我国开始大力建设电力系统，尤其是开展高压输电线路的建设工作。保证输电线路设计的科学性，可以为电力的稳定传输提供有力的支持，设计质量与输电线路工程建设的社会效益以及经济效益有直接的关系。在高压输电线路电气设计的过程中，由于受到多种因素的影响，导致高压输电线路电气设计存在诸多问题，为高压输电线路的运行埋下了安全隐患。
        2 高压输电线路的特点分析
        高压输电线路的特点主要体现在3点。1）对运行技术有着较高的要求。对于高压输电线路而言，其与一般的输电线路有明显的区别，高压输电线路具有强大的电压，可以保证较大的电力供应，因此相关人员需要考虑如何制造具有高压线路的导线这一问题。2）对安全有较高的要求。通过高压输电线路的名称即可得知，其拥有较大的电压，可以带动较大的电量，可以将其看作快速运行的巨大电池，如果高压输电线路发生了意外，不仅会带来安全问题，而且可能给相关部门造成较大的经济损失。因此在高压输电线路建设的过程中，需要保证它的安全承载力，可见，保证高压线路的安全是不容忽视的一个问题。3）施工难度大，架设线路长。在修建高压输电线路的过程中，部分地区的地势较为复杂，因此高压输电线路的建设环境较为复杂，可能会在恶劣的施工环境中施工，另外由于施工时间较长，投入资金较多，这就对施工技术提出了更高的要求。
        3 电力系统中高压电缆输电线路设计
        3.1 高压电力电缆线路规划的改善方案
        （1）合理的设置敷设方式。通过对运行环境的实际考察，充分利用不同敷设方式的优缺点。无论是直接的敷设还是暗敷设，是采用隧道还是直埋或是沟槽，都需要根据现场环境的不同而采取不同的方案，因地制宜地选择路线敷设的方式。（2）选择最优路径。根据周边的实际施工环境，在尽量降低对周围居民影响的前提下，选择出最优的路径，更好地提升敷设工作的效率。（3）电缆的布置技术。在电缆线路的敷设过程中，技术人员应当依据现场的实际情况，对输电线路进行布置。通过对线缆的合理排布，提高线缆线路排布的科学性。同时，将电缆布置到高位，使用规范中要求的布置方式，对电缆进行有效的刚性固定。对于电缆的支架一定要做好质量把控，防止出现因电缆支架质量问题引发的事故。在一些具体的环节中也要注意连接点的布置。（4）电缆屏蔽层接地方式选择。由于电缆接头过多会影响电缆的可靠性，所以如果现场允许，高压电缆尽量减少中间接头。同时，为了降低高压电缆的外护套绝缘过电压，减小临近点及设备之间的电磁干扰，应当沿着高压电缆线路设置回流线，使用绝缘的接头将电缆的金属护套进行隔离。在一些特殊的情况，如雷电或者操作过电压的作用下，电缆绝缘接头在两端会出现很强的感应电压，所以从保护电缆外层考虑，为了防止保护层遭到击穿，要在绝缘接头设置金属护套的电压限制器。
        3.2 电缆截面的选择
        电缆截面也是设计重要内容之一，截面选择要考虑到电缆使用中存在的温升、电压损失及受到的机械影响等。对较长的电流回路，需对电流密度进行详细分析校验，确保电缆运行的安全性和可靠性，尽可能降低运行中的能量消耗，减少运输成本。若某一供电回路对应不同的电缆，且电缆并联，应确保电缆缆芯截面保持一致。

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        3.3 电缆金属护套或屏蔽层接地方式的选择
        城市内布置接头工作井一般比较困难，例如，110kV双回电缆接头井的长度约12m、宽约2m，布置难度可想而知，同时，由于过多的电缆接头会降低电缆的运行可靠性，因此，推荐在现场条件允许的情况下，电缆的中间接头和绝缘接头尽量少，提高电缆可靠性。为降低110kV及以上电缆外护套绝缘所承受的工频过电压，抑制对邻近弱电线路和设备的电磁干扰，适宜沿电缆线路装设平行的回流线。交叉互联方式适用于较长的电缆线路，且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。在雷电或操作过电压作用下，绝缘接头两端会出现很高的感应电压，为保护电缆外护层免遭击穿，因此需在绝缘接头部位设金属护套电压限制器。另外，由于在每个交叉互联段的两端是直接接地，当系统发生单相接地故障时，电缆金属护套中的电流能抵消或降低由电缆产生的磁场对周边弱电线路的干扰。
        3.4 高压电力电缆线路的安装注意点
        安装时要注意散热，尽量减少接头处间隙，并且可以通过在制作电缆头前使用加热矫正的方法防止电缆自然的弯曲。在安装过程中还要注意不能改变连接部位的尺寸，否则会引起接头的表面放电、绝缘层受损等问题，在安装时，操作者要注意保护断面，防止水汽以及灰尘等落到断面上，使断面无法保持清洁。做好防火、防虫等处理。要确保防火设施的封堵厚度以及严密性，使电缆能安全稳定运行。此外，必须严格地按照电缆标准和规范对内外墙高压电缆的进口进行封堵，确保封堵强度，以免蛇虫、老鼠等小动物进入并破坏电缆和管道。高压电缆会因过载或短路等意外状况而发生火灾，变电站内高压电缆要做好防火措施，确保系统设备安全运行。
        3.5 电缆排管敷设中的计算
        因为高压电缆的外部直径与整体直径标准相差比较大，所以其在排管敷设过程中所受到摩擦力就较一般情况下而言比较大，且电缆所受摩擦力会伴随排管长度的增长而增大，因此排管段每隔一定长度就需要重新布置工作井的地点，并在其内部架设电缆输送机敷设电缆。除此之外，因为电缆架设和维修人员必须亲自进入工作井内实施工作，而电缆在长时间的使用过程中可能会出现绝缘保护套破损、内部铝护套风化赤裸的可能性，同时由于铝护套外露产生的感应电压对工作人员可能会造成电击伤害，所以工作井内的所有金属支架等各式金属结构必须接地。各式金属结构的接地有必要采取镀锌圆钢在工作井内互相焊接，再把镀锌圆钢外引敷设在工作井外地层的敷设方法。
        4 结束语
        本文对高压电缆线路设计工作中的要点进行分析，依托高压电缆线路设计过程需要注意的施工问题，根据线路运行机制实现研究，希望能够为高压电缆线路设计的现实方法提供理论依据。
        参考文献
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        [4] 安玉民.电缆输电线路全寿命周期设计研究[D].华北电力大学,2015.
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