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电力系统中高压电缆输电线路设计研究张文昌

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：张文昌

[导读] 摘要：随着我国社会经济的快速发展，电力行业信息化已成为不可阻挡的发展趋势。

        （云南立恒电力设计院云南昆明 650500）
        摘要：随着我国社会经济的快速发展，电力行业信息化已成为不可阻挡的发展趋势。尤其是随着现代信息技术和市场经济发展水平的不断完善，必须要保障电力企业的整体运行质量。大量工程实践经验表明，高压电缆设计方案以及相关设计技术的实际应用情况在很大程度上对高压电力系统的运行性能产生影响。因此，本文就对电力系统中高压电缆输电线路设计有关内容进行分析。
        关键词：电力系统；高压电缆；输电线路
        1高压电缆输电线路设计与管理的必要性分析
        高压电缆由传统的线路改造而成，不仅直径大，而且多使用金属材质。如果没有对高压电缆进行合理设计，很容易导致高压电缆输电线路受到雷雨天气和外界因素的影响而出现故障。通过高压电缆能够有效缩短输电线路路径，更加灵活地设计高压电缆。另外，高压电缆肤色非常隐蔽，往往会被道路和草丛覆盖，因此不会对城市景观产生影响，也不会对周边环境造成干扰。但是，高压电缆在实际应用过程中由于设计成本较高、设计难度大、无法有效维修等问题，使得电力系统的高压电缆实际设计要求非常高。
        2在电力系统中高压电缆的连接方式
        2.1电缆进线段方式
        在出线时高压电缆要经过变电站，在变电站出线后我们采用的就是高压电缆，随后采用高空架空方式使高压电缆进入下一个变电站，并与之相连。
        2.2电缆两段架空进线方式
        将高压电缆线路融入电力线路当中，由于在电力线路出变电站时采用的是高空架空方式连接，选择比较困难，所以在高空架空电缆的中间部分采用电力电缆，也就是说电缆的两段所采用的连接方式都是架空线路。
        2.3高压电缆方式
        电力系统中电缆连接最重要的部分还是在变电站，在变电站与变电站之间，所采取的连接方式就是在电力线路全线高压电缆的方式。高压电缆输电线路部分线路在长期裸露于大自然当中，经历长时间的风吹日晒，雨雪交加，对于那些隐藏的线路会遇到一些天灾，鸟兽的侵害，这些因素往往导致我们的电缆线路元件老化、疲劳、磨损等，如果不能及时处理这些问题，就直接影响电力系统的安全性与稳定性。
        3高压电缆在电力系统中输电线路设计研究
        3.1电缆外层保护套的选择
        如果高压电缆线路在110kV及以上，可以将聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）作为外护套。当前，电缆的防水层以铅合金护套或皱纹铝护套效果最好，而铅合金护套较皱纹铝护套具有更好的耐腐蚀性能和较小的弯曲半径，但是铅合金护套比重大，机械性能不如皱纹铝护套，对施工安装不利。从金属护套的短路容量方面考虑，铝较铅的导电性能好，能耐受较大的短路电流。聚氯乙烯耐环境应力开裂性能比聚乙烯好，在燃烧时分解的氯气有助于阻燃，而且聚氯乙烯对化学腐蚀的耐受性能不及聚乙烯，在燃烧时会析出含有氯化氢等有毒气体。电缆敷设多位于市区道路，出于安全和环保考虑，电缆外护套选用聚乙烯材料。
        3.2回流线的选择
        安装设置回流线能够降低感应电压，避免电缆线路周边感应电压过大。选择回流线时根据热稳定要求对线路截面进行考虑，回避回流线上的腐蚀，要在线路上设置防腐层，回流线采用的是10kV电缆或者LGJ导线。在电缆线路附近设置回流线，电缆三相品子型在品子两肩设置回流线，如果线路较长的电缆可以均匀分为三段进行布置。

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        3.3接地端的选择
        正常工作下的电缆，金属外层保护套上的环形电流数量级与芯线负载电流相同，这样会使外层绝缘保护层老化，而且芯线的负载流量也会大大降低，所以我们选择一端接地的方式；如果我们电力线路全部采用电缆，我们选择的接地方式就是使电缆终端接地；电缆一端与高空架空线相连，我们可以选用与高空线相连的一端对保护套直接接地地点进行设置，另一段进行电压限制；电缆两端与高空架空线都相连，我们会选在中间处（容易遭雷击处）设置外层保护套直接接地点。
        3.4电缆系统的接地
        因为存在感应电压在金属外壳的上面，通常高压单芯电缆需要经过特殊别的处理来预防感应电压环流的过大。对此，管线进行适当的接地能够降低或者去除金属护套循环，降低运作的损失，增强线路负载的本事。如果是不正确的接地，不仅损失回加大，也可能是由于过多的循环，保护层异常炎热，电缆或附件燃烧；也可以放一个电缆护套在非直接接地状态，导致金属护套潜在漂浮，导致个人或设备安全事故。
        3.5敷设方式的选择
        （1）电缆隧道敷设方式。电缆隧道具有很大的空间，运用辅助设施，其敷设、运行都比较方便，适用于电缆回路多且重要的情况。110kV及以上电缆输电线路普遍选用该种敷设方式。电力电缆隧道横截面为圆形或矩形，圆形隧道空间能够被导体正三角形排列、电缆线路垂直蛇形敷设等充分利用，对电缆金属护套感应电压进行有效控制，避免电缆支架数量过多，节约成本。
        （2）电缆沟敷设方式。这种方式采用通风漏光为主，也不会占用太多空间。进行抽水采用移动抽水方式来进行，但是时间一长水容易渗透到电缆沟里，沟盖容易碎裂，对我们线路的美观度和绝缘性产生很大的影响，这样会导致原先的设计效果达不到良好地步。这就要求我们电力系统中的高压电缆设计人员有足够的经验和能力，及时分析具体工程背景，合理有效的选择确定最适合的敷设方式，确实的保障电力系统整个系统的整体工程质量。
        4高压电缆输电线路设计的注意事项
        高压电缆输电线路设计是确保输配电稳定性的重要措施，科学的电缆设计可避免意外事故发生。例如，电缆通过负载电流，如果工作温度过高，电缆将持续发热，可能出现绝缘热击穿，导致电缆短路跳闸，甚至引起火灾。电缆实际使用中，由于电缆导体电阻过大或过小，导致运行中容易发热，在电缆选型上，不合理的选型也会导致导体截面不满足运行要求，运行为过载运行，电缆散热不合理，持续运行导致热量积累严重。除此之外，在硬件技术上，如果接头制造技术落后，没有稳定压接，将导致接头处存在较大接触电阻，电缆运行仍会大量发热。电缆相间绝缘性能不好，造成绝缘电阻较小，运行中也会产生发热现象。为了麻证电缆的安全运行，在进行电缆设计时选择电力电缆应考虑下列因素：电缆的额定电压要大于或等于安装点供电系统的额定电压；电缆持续允许电流应等于或大于供电负载的最大持续电流；线芯截面要满足供电系统短路时的稳定性要求；根据电缆长度验算电压降是否符合要求；线路末端的最小短路电流应能使保护装置可靠的动作；高的击穿强度，低的介质损耗，相当高的绝缘电阻，优良的耐放电性能；具有一定的柔软性和机械强度且绝缘性能长期稳定，电缆热伸缩形成的蠕动。
        5结语
        总而言之，在目前输电线路高压电缆设计的过程中，还依然存在着诸多的问题，因此，需要通过分析电力营销的新特点，明确高压电缆输电线路设计和管理建设自动运维的主要方案，强化供电系统的自我提升，促进供电系统一体化，促进电力企业规范化管理和专业化发展，从而保证整个电力系统平稳有效运行。
        参考文献：
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