城市電網(wǎng)工程中電力電纜敷設(shè)方式的選擇與比較

黃耿練

摘 要： 埋地敷設(shè)電力電纜相比于在路面架設(shè)桿塔和導(dǎo)線，具有占地面積小、敷設(shè)靈活、美化市容等優(yōu)勢。所以，本文將首先研究電力電纜在地下敷設(shè)的必要性，然后通過案例分析研究城市電網(wǎng)工程中電力電纜敷設(shè)方式的選擇與比較，為電力系統(tǒng)運維提供一定的參考。

關(guān)鍵詞： 城市電網(wǎng)工程；電力；電纜敷設(shè)；方式選擇

1 電纜使用使用地下敷設(shè)的必要性

隨著社會的快速發(fā)展，人們生活水平的提高的同時對電的需求量越來越大，電纜的建設(shè)空間與城市社會化要求所需要的美觀環(huán)境的沖突越來越大，同時，電纜設(shè)施對于環(huán)境的要求也較為嚴苛，因此，解決電纜與城市化發(fā)展中的矛盾問題顯得尤為重要。

1.1從電纜占用土地的角度分析

隨著社會發(fā)展，土地資源越來越緊缺，導(dǎo)致城鎮(zhèn)使用土地的花費較為昂貴，同時電力建設(shè)必須遵循國家規(guī)定，如國家標準《城市電力規(guī)劃規(guī)范》規(guī)定，其中對高低壓架空線路占地寬度、面積及占地費用做了詳細的分析估計，為工程實施提供了標準和參考。

1.2 從電輻射的的角度分析

上文中分析的架空線路通廊占地寬度是依照空線路設(shè)置和地表之間的安全距離的所設(shè)置的，在規(guī)定范圍內(nèi)不允許建設(shè)綠化帶，這就是對城市的用地有一定的要求，使得城市的環(huán)保受到一定程度的影響。同時，隨著人們的安全意識的增強，大多數(shù)的居民不同意在住房區(qū)域建設(shè)變電站和高壓輸送電纜。

1.3 從使用電纜輸送電力的角度分析

使用電纜輸送電力有以下優(yōu)點

（1）節(jié)約用地。地下電纜的設(shè)置能夠很大程度的節(jié)約地表用地，同時對地表的建筑物不會產(chǎn)生不好的影響，同時減少了地表電線的連接、電線桿的使用，即節(jié)約了城市用地，也不影響城市的美觀。

（2）安全性高。地上電纜一旦出現(xiàn)漏電、觸電的情況影響是十分嚴重的，而相對于地上用電而言，地下用電顯得更為安全，能夠有限的避免觸電等危害。

（3）對環(huán)境的要求較低。由于地上電纜是暴露在空氣中的，容易受到雷電、風雨等因素的影響，但是對于地下電纜而言，這不易受到這些外部因素的影響。

（4）地下電纜的維護較為方便簡捷，所需要費用低。

（5）地下電纜的電容量大，有助于提高電功率因數(shù)從而減低電路的損失。

（6）現(xiàn)階段常見的電纜是三芯電纜和單芯電纜交叉分布而形成的，是得三相電的電場分布均衡，很少出現(xiàn)電磁干擾的現(xiàn)象。因此，相比于地上電纜而言，地下電纜優(yōu)勢明顯，因此，推行地下電纜是大勢所趨。

2 非開挖電纜敷設(shè)方式的比較

2.1 定向鉆鋪管

筆者調(diào)查了福州的非開挖電纜敷設(shè)工程，其地下管道分布較為復(fù)雜，存在嚴重的遺留問題，同時調(diào)查統(tǒng)計的綜合資料并不完善，與其實際分布有一定的差距。因此，在處理市區(qū)電纜問題時，需要使用非開挖式電纜地下通道，使用定向鉆鋪管方法進行。定向鉆鋪管技術(shù)是采用導(dǎo)向探測技術(shù)和管線探測技術(shù)相結(jié)合的方法，很大程度上躲開管線，十分適合老城區(qū)特殊的地下形式。

經(jīng)過實際應(yīng)用表明定向鉆鋪管技術(shù)優(yōu)勢明顯，能夠很大程度上節(jié)約施工成本，并且對地面建筑等幾乎不產(chǎn)生不良的影響。尤其是敷設(shè)管數(shù)設(shè)置不多的情況下，其工程成本更低，經(jīng)濟效益明顯。以某一經(jīng)典成功施工案例為例，使用150mm（壁厚為8.5mm）的電力護套管定向鉆鋪管施工。定向鉆鋪管的長度平均為100m，地下最大深度為3.0m，機臺工作坑和地下工作坑尺寸為2.5×2.5×2.5m。施工作業(yè)面（10.0×2.5m）還需包括GBS-15型導(dǎo)向鉆機和BW型250/40泥漿泵各1臺。正常鋪管工期10天，單管施工綜合造價約950元/m。

2.2 頂管

在實際施工過程中，施工部門必須將變電站高壓架空的電線對電網(wǎng)的影響考慮在內(nèi)，排除不安全因素，同時，完善地下電纜的保護和后期維護工作。在不開挖設(shè)置電纜路段只能使用頂管施工技術(shù)。本施工方法是通過使用主頂油泵等設(shè)備來實現(xiàn)的，使用工具管或掘進機從工作井穿過沿線土層推進井內(nèi)，且需要將管道順次埋入井內(nèi)的土層中，從而實現(xiàn)加固的作用。與定向鉆鋪管相比，電纜的后期維護較為方便，能顧節(jié)約后期維護的成本，從而保證電纜的安全性。

福州這一地帶現(xiàn)已經(jīng)建成的頂管隧道工程有三起，分別是，黎明段變線路工程、鳳坂變線路工程和建新—先農(nóng)線路工程，這三箱工程中頂管的直徑均大于2m。

以某一個頂管項目為例，該項目由1座工作井和1座接收井組成，其頂管的直徑為2.4m，長度為180m，頂管距離地面的最短距離為5.0m，工作井尺寸是5.0×10m，接收井的直徑為6.0m，經(jīng)過計算頂管的總花費約為每米2萬元，因此其總造價為360萬元。同時，頂管最低可以承受6回110kV或220kV電力電纜。

若在相同的環(huán)境下，使用定向鉆鋪管，則最少需要24根鋪管，按照每一單管施工價格為每米950元計算，最終該工程的花費至少410萬。

通過對比可知，頂管技術(shù)不僅具有方便可行，后期維護方便等優(yōu)點外，同時也能節(jié)約大部分的工程花費，因此頂管技術(shù)可行性高。

3電纜敷設(shè)方式選擇

3.1 電纜敷設(shè)方式選擇考量因素

隨著電纜敷設(shè)的發(fā)展和應(yīng)用，相關(guān)的電纜敷設(shè)條紋、規(guī)定也在逐漸完善，目前較為常用的有《GB50293—1999城市電力規(guī)劃規(guī)范》、《DL/T5221—2005城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》、《GB50217—2007電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》。而且，其中權(quán)威性較高的是《城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》和《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》，對于電纜敷設(shè)方式選擇起到了很好的指導(dǎo)和規(guī)范作用。

對于實際的電纜敷設(shè)工程中，在我國已經(jīng)有很多可以參考的成功案例。以國內(nèi)一線城市的電纜敷設(shè)工程來說，在現(xiàn)有的電纜敷設(shè)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上還明確規(guī)定：對于市區(qū)中的電纜敷設(shè)通道的變電站只要達到220kV、或者超過220kV達到500kV的，就需要采用電力隧道；同樣，對于在同一路徑中電壓達到35kV的電纜數(shù)量達到或者超過16根的時候，也需要采用電力隧道的方式。該方式在工程建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的要求將電力隧道分為主隧道和支隧道，并且在工程中還要根據(jù)工程地形進行矩形隧道和圓形隧道的選擇。其中矩形隧道主要應(yīng)用于大開挖施工的地段，對于非挖施工的工程要根據(jù)工程管徑選擇施工方案，其中若管徑小于3.5m，則采用頂管施工，若管徑大于3.5m，則采用盾構(gòu)法施工。

此外，隨著不同電纜敷設(shè)方式的應(yīng)用，最終也導(dǎo)致了電纜的輸送容量也各不相同。相關(guān)研究也指出，排管敷設(shè)方式的輸送容量比在空氣中敷設(shè)輸送容量少很多，甚至能達到50%。所以，根據(jù)工程要求，在電纜敷設(shè)過程中盡量根據(jù)工期采用電纜隧道或電纜溝方式敷設(shè)電力電纜，這樣能夠獲得很好的經(jīng)濟效益。

對于工程中不允許開挖的地區(qū)應(yīng)該借助頂管技術(shù)解決技術(shù)困難，實現(xiàn)電纜隧道運行環(huán)境的延續(xù)，這樣不僅能夠在解決電力電纜載流量的限制問題，突破因為排管或非開挖定向鉆鋪管技術(shù)帶來的瓶頸。因此，電力部門在規(guī)劃設(shè)計過程中應(yīng)該綜合考量多種技術(shù)應(yīng)用和協(xié)調(diào)，為電力電纜的運行維護提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)和運行環(huán)境。

3.2 電纜敷設(shè)方式選擇原則

上面對于電纜敷設(shè)工程的特點以及工程環(huán)境等進行了分析和詳述，在以上分析的基礎(chǔ)上筆者也總結(jié)了市區(qū)中電力電纜敷設(shè)過程中應(yīng)該遵循的原則：

（1）在人行道進行電力敷設(shè)過程中，如果電力電纜的電力在110kV及以下，應(yīng)該采用電纜排管或電纜溝敷設(shè)方式。如果是非開挖路段應(yīng)該選用定向鉆鋪管敷設(shè)，亦或者在工程中出現(xiàn)電纜根數(shù)較多的情況，應(yīng)該采用纜溝敷設(shè)方式，如果需要分期敷設(shè)并且受到開挖限制的工程也要采用該種電纜敷設(shè)方式。

（2）在機動車道進行電力電纜敷設(shè)中，也需要根據(jù)電纜電力不同來選擇不同的敷設(shè)方式。其中如果是10kV及以下電力電纜，則采用電纜排管敷設(shè)方式，在非開挖路段宜選用定向鉆鋪管敷設(shè)。如果是110kV及電力電纜，而且施工環(huán)境相對可靠，也可以采用定向鉆鋪管敷設(shè)。

（3）當110kV電力電纜與10kV電力電纜共通道且數(shù)量超過21根時，或敷設(shè)220kV及以上電力電纜時，宜采用電纜隧道敷設(shè)方式，在非開挖路段宜選用頂管敷設(shè)。

4結(jié)論

對于電力電纜的敷設(shè)方式選擇，應(yīng)該根據(jù)工程的設(shè)計、施工環(huán)境以及電纜等多種因素進行選擇，而且敷設(shè)方式的選擇還要保證電力系統(tǒng)運行和維護的可靠性，保證后期能夠及時、快捷的進行維護。既要保證電力電纜敷設(shè)的經(jīng)濟效益，更要注重電力電纜敷設(shè)的安全性。

參考文獻

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