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市开发区35KV双回电力线路迁改方案的选择

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：郭佳云

[导读] 摘要：管线迁改工程必须遵循：“数量调查清楚，方案科学可行，成本计划可控，施工迁改及时”。

        中铁二十四局集团上海电务电化有限公司上海市 200071
        摘要：管线迁改工程必须遵循：“数量调查清楚，方案科学可行，成本计划可控，施工迁改及时”。管线迁改尤其是高压电力线路迁改工作难度大，周期长，风险高，是迁改工作的重、难点之一。合理有效迁改方案是迁改工作的关键，本文结合某市开发区污水处理厂35kV双回电力线路迁改实践，探讨市政工程中高压电力线路迁改方案的选择。
        关键词：高压线路迁改；迁改实践；探讨
        1.引言
        近年来，随着经济社会飞速发展，城市化进程不断加快，市政工程施工建设不可避免对既有高压电力线路产生影响。高压电力线路迁改必须符合相应规范规定以保障电网的安全运行及城市供电系统稳定。高压电力线路迁改方案是否合理，将直接影响迁改工作质量。一旦处理不当，不仅阻碍市政主体工程施工，影响周边规划建设，而且容易造成大范围停电，势必会给国民经济和社会公共秩序带来重大影响。因此，寻求对市政工程中高压电力线路迁改方案进一步优化、改进和总结，具有重要的现实意义。
        2.工程概况
        某市污水处理厂项目位于该市开发区全年最小频率风向的上风侧，河道下游，由该市开发区建设投资有限责任公司投资建设。该污水处理厂建成投产，在改善城市自然环境、促进节能减排，提高居民生活质量方面发挥巨大作用，将成为该市市政重要配套，环保工作重要组成部分。采用花园式厂区设计和全封闭的室内及地下污水处理厂的解决方案，厂区周边规划市政道路，公园，沿着河道规划修建人文景观带等，充分体现以人为本的设计、建设理念。

        2-1污水处理厂平面图及其周边规划图
        该污水处理厂区围墙南侧（7米外）规划市政道路，厂区围墙北侧沿河道（最窄处6米）设置人文景观带，公园绿化等。因35kV双回电力线#015角钢直线塔（呼高21米，采用钢芯铝绞线LGJ-185/30架设，#014~#015角钢塔及#015~#016角钢塔档距分别为210米和230米）位于该污水处理厂建设范围内，需将此路段电力架空线迁出。

        2-2 35kV双回电力线路现状简图
        3.迁改方案
        3.1方案比选
        经现场勘测，厂区既有35kV双回电力架空线经两趟220kV高压架空线下方，且跨越河道、污水处理厂、规划公园及现有国道，现场地形及周边环境较为复杂。
        首先，根据该工程35kV双回线路迁改设计概算对比：
        表1：35kV线路平移方式设计概算单价对比

        由上表：在满足现有电力迁改技术的前提下，迁改径路采用架空平移单价远比电缆平移经济，应优先选用电力架空线。选定以下方案：
        方案一：
        根据所有迁改后的电力线路及设备符合既有电力线路的技术标准和线路等级的原则，明确将此35kV双回电力线移出污水处理厂及其周边规划区迁改总体思路，以减少对该区域影响：35kV双回电力线沿着污水处理厂北侧架空绕行至现有国道东侧与既有架空线路对接，全部将此段线路移出规划区。经实地勘测：迁改线路不仅穿越4条现有高压线路、3条河流及2个居民集中区。采用从污水处理厂北侧架空绕行方案距离远，经测算为11.8km。
        方案二：
        35kV双回电力线沿着污水处理厂南侧架空绕行至现有国道东侧与既有架空线路对接：
        遵循《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）12.0.16 35kV~66kV架空线路杆塔外缘至公路或道路路基边缘，当路径受限时距离应≥5米。因此，根据现有地形条件，采用规划市政道路南侧架空线绕行方案：
        污水处理厂区围墙外既有架空正下方立一钢管杆，现有国道东侧#016角钢塔前既有线路下方新增一基角钢耐张塔，在厂区西南规划公园新立一基角钢耐张塔，采用架空线路平移，将线路移出厂区范围：

        3-1 35kV双回电力线路径路（厂区南侧架空方案）
                                                       表2：方案一和方案二经济合理性比较

        由上表：35kV双回架空线路迁改路径改从污水处理厂南侧远比北侧经济。另据《城市电力规划规范》GB/T50293-2014 7.6.2 架空电力线路径路沿道路、河渠、绿化带建设、路径应短捷、顺直，应减少同道路、河流、铁路等的交叉，并应避免跨越障碍物，满足防洪、抗震之规定，且相对于厂区北侧架空路径迁改方案，迁改施工及协调难度大，兼顾迁改线路运营安全、迁改进度及经济合理性等各方面，方案一不予考虑。
        另外，因污水处理厂先行建设，其周边规划道路、公园绿地及人文景观带建设方案远未成型，为避免迁改后架空线路及杆塔影响规划区建设，造成二次迁改，同时结合该市开发区建设投资有限责任公司“提高土地利用效率，充分提升土地价值”开发宗旨和建设理念，从长远计，折中采取以下方案。
        3.2方案叙述
        拆除原35kV双回电力线#014~#016角钢塔段架空线路，同时在污水处理厂区围墙外既有架空正下方立一钢管终端杆，在现有国道东侧#016角钢塔前新增一基角钢终端塔。既有#014角钢塔至钢管杆采用架空线（钢芯铝绞线LGJ-185/30），新建钢管终端杆至角钢终端塔采用电力电缆设计，紧贴厂区围墙外敷设，恢复供电。

                             3-1 迁改方案示意图
        3.3方案优、缺点
        3.3.1方案优点
        因污水处理厂沿河道规划修建人文景观带，根据该市规划要求及现场勘测，河道和污水处理厂东北角处高压线路走廊较为狭窄（仅6米）。采用普通自立式铁塔，其根开较宽，占地范围大，不适合在受限制的走廊内架设。钢管杆因杆径小，占地少，因而能满足高压走廊受限地区架设的需要。其次，它整体美观，强度高，造价合理，安装便捷等优势，最大程度上与该市开发区周边规划相协调。
        其次，采用非开挖方式解决通过现有国道，缩短审批流程，彻底解决35kV双回电力架空线对国道的“三跨”问题，同时迁改施工时无需采取搭设跨越架等安全技术措施，对现有国道行车安全影响小。
        采用电力电缆线路沿着厂区围墙外敷设，完全避免厂区南侧规划市政道路及公园后期建设产生影响，一次性迁改到位，且有利于整体绿化美观，避免影响污水厂区施工及其厂区后期运行，占用土地资源较少，完全契合该市开发区建设投资有限责任公司开发宗旨和建设理念。
        3.3.2方案缺点
        本次35kV双回线路迁改采用的电力电缆线路投运后，电缆户外终端头是整条高压电力线路最薄弱，也最易存在安全隐患的环节之一，需要采取相应措施进行监控，技术要求高且难度大，故障点查找困难，不利于后期运行维护检修。其次，采用电力电缆迁改方案，投资较大。
        3.4材料选型
        3.4.1电力电缆
        根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2018）3.3.2高压交流系统中电缆线路，宜选用交联聚乙烯绝缘类型，也可选用自容式充油电缆。本迁改工程则选用交联聚乙烯绝缘电缆。根据附录A（以下为节选）常用电力电缆导体的最高允许温度，交联聚乙烯绝缘电缆持续工作最高允许温度为90℃，完全符合现场需求。

        另外，电缆截面应留有发展余量或负荷当地电网发展需求。电缆载流量与截面有关，选择电缆截面时应按长期允许载流量选择（电压降和最大短路电流热效应校验略）。
        该35kV双回电力迁改线路输出容量为18kW，U=35kV，功率因素cosφ=0.9（电缆埋地，穿管保护）。
        计算电力电缆线路通过的电流值：
        即：I=18000/（ *U*cosφ）=330（A）
        另外，敷设条件不同时电缆持续允许载流量的校正系数，与工程所在地常年环境温度、土壤热阻系数，土壤特性和雨量及电缆敷设方式和数量等因素相关。根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2018）附录D表D.0.2：除D.0.1以外的其他环境温度下载流量校正系数：

        式中：为电缆导体最高工作温度（℃）；
         为对应额定载流量的基准环境温度（℃）；
         为实际环境温度（℃）。
        结合现场实际，环境温度下载流量的校正系数K取1.00。
        附录D表D.0.3，环境温度下载流量的校正系数及不同土壤热阻系数时电缆载流量的校正系数。结合当地常年气候，土壤特性及雨量计算，其校正系数取1.00。
        附录D表D.0.4：土壤中直埋多根并行敷设时电缆载流量的校正系数：

        由上表可知，本次35kV双回电力迁改线路采用2根电力电缆并列敷设，其校正系数取0.9，则：
        I=330/0.9=367（A）
        根据35kV及以上电缆载流量宜根据电缆使用环境条件，按现行行业标准《电缆载流量计算》（JB/T 10181）的规定计算（电缆载流量影响因素包括电缆本体、敷设及安装条件、电缆运行条件及其它外部因素决定，计算过程较为复杂，不做赘述）。
        本次迁改工程选用YJV22-26/35-3*185mm²电力电缆，其载流量为437A>367A，同时满足电缆截面发展余量。
        3.4.2保护管选型
        电力电缆应采用电力电缆穿保护管地埋方式，便于平时维护和事故抢修。根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2018），结合本次迁改工程现场实际，电缆保护管应满足埋深下的抗压性要求和耐环境腐蚀性的要求。本次35kV双回电力线采用电力电缆经污水处理厂周边公园绿地采用热镀锌钢管，内径应不小于电缆外径的1.5倍，管孔不宜小于75mm，与排水沟底部不小于0.3m，管路纵向连接采用挠式管接头。
        本次迁改工程采用YJV22-26/35-3*185mm²，其外径为101.1mm，按照上述相应规定采用DN200热镀锌钢管，过现有国道电缆保护管则采用加强型非开挖MPP160，即可满足迁改施工需求。
        4.结语
        在市政工程中，高压电力线路迁改方案，首先立足现场实际，紧密结合市政工程建设及周边规划，满足电力产权单位的要求、符合相应规范规定。其次，应熟练掌握迁改方法，灵活运用，反复比选，确定最优方案。在市政工程中，高压电力线路迁改方案落地在很大程度上取决于包括电力产权单位在内各方的配合程度，需要明确思路，统一部署，取得各方的支持和配合，通力合作，促进迁改施工顺利实施。
        参考文献：
        [1]《电缆载流量计算》（JB/T 10181）中国质检出版社
        [2]《电力工程电缆设计规范》GB50217-2018 中国计划出版社
        [3]《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）中国计划出版社
        [4]《城市电力规划规范》GB/T50293-2014 中国建筑工业出版社
        作者简介：
        郭佳云，1983.11，男，莆田，汉，本科，宜宾学院，工程师，电力工程。