110 kV以上高壓電纜敷設(shè)方式的研究

黃一婷，劉 侃，許恒彬

（中國南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山，528000）

0 引 言

近年來，佛山城市建設(shè)高速發(fā)展，根據(jù)歷年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2006年至今，35 kV及以上輸電電纜線路總長由91.16 km增長為400余 km，增長率高達(dá)80%。為提高城市土地有效使用面積的利用率，架空線路改造入地已成為城市供配電系統(tǒng)技術(shù)節(jié)能改造研究的重要項(xiàng)目。目前，高壓電纜的敷設(shè)形式主要有電纜溝、排管及電纜隧道等。其中，電纜溝和隧道投資成本過高，且伴隨城市規(guī)劃建設(shè)，電纜工程竣工后不允許為電纜故障探測(cè)、檢修等工作而開挖路面。排管敷設(shè)方式可滿足工程投資成本低、工程建設(shè)難度低及對(duì)城市道路影響少等多方面的要求。

1 現(xiàn)狀與背景

佛山市最早運(yùn)行的110 kV高壓電纜投運(yùn)于90年代初期，將要達(dá)到理論運(yùn)行壽命年限，并且隨著時(shí)間的推移達(dá)到壽命年限的電纜數(shù)量會(huì)不斷增長。如果更換達(dá)到壽命年限的電纜，需對(duì)城市進(jìn)行大規(guī)模地圍蔽和開挖，可行性低。近年來，城市電網(wǎng)由架空形式轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵码娎|形式，如地鐵等其他管線遷改下地的施工也頻頻增多，電纜與其存在許多路徑交叉跨越點(diǎn)，槽盒敷設(shè)和頂管過路時(shí)無法核實(shí)電纜的具體深度位置，與相關(guān)施工單位交底時(shí)難以精確定位電纜路徑，造成不便。因此，需采用非開挖鋪設(shè)地下管線的排管鋪設(shè)方式。

2 概念與技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

非開挖鋪設(shè)地下管線是指利用地下導(dǎo)向鉆掘，在地表不開挖和地層結(jié)構(gòu)破壞極小的情況下，對(duì)供水、供氣、通信及電力電纜等公用管線進(jìn)行鋪設(shè)的施工技術(shù)[1]。電力排管是將電纜敷設(shè)在預(yù)先埋設(shè)的地下管道，并為沿線地塊供電配套提供電力通道。

電力排管的突出特點(diǎn)是強(qiáng)度高和摩擦阻力小，適用于地下管線密集和交通繁忙的道路，一般結(jié)合道路建設(shè)或者市政管線建設(shè)的項(xiàng)目同步建設(shè)電力排管。目前，常見的敷設(shè)形式有電纜溝、隧道及槽盒，普遍采用電纜溝敷設(shè)方式。本文以電纜溝敷設(shè)方式為參考，分析電纜排管的優(yōu)勢(shì)。

（1）目前常見的電纜溝形式在設(shè)計(jì)和施工階段存在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的問題，如電纜支架的有效防腐措施、溝的路徑是否符合電纜轉(zhuǎn)彎半徑及溝內(nèi)防火封堵的嚴(yán)密性等；且自投運(yùn)后溝中易產(chǎn)生積水淤泥雜物，后期維護(hù)工作量大，維護(hù)費(fèi)用高。纜護(hù)套管投入后，日常維護(hù)工作量減輕，維護(hù)費(fèi)用降低。

（2）電纜溝蓋板極易受到車輛碾壓而受損，頻繁更換蓋板不利于電纜運(yùn)維工作效率的提高。電纜溝蓋板間的縫隙也容易使他人向溝內(nèi)傾倒廢棄且有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)而對(duì)電纜保護(hù)層的絕緣強(qiáng)度造成威脅。因此，有水泥包封的排管對(duì)電纜有保護(hù)作用，提高了電纜的運(yùn)行可靠性。

（3）排管敷設(shè)形式的電纜工程造價(jià)適中，施工簡易，且工期較短。結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)際施工情況，同路徑的電纜通道可敷設(shè)8～24條電纜排管，體現(xiàn)了排管的組合施工便利性。電纜排管敷設(shè)時(shí)，溝開挖寬度和土石方量都較小，施工效率高，可減少施工時(shí)間，縮短工期。

（4）排管敷設(shè)周圍有水泥包封，抗壓強(qiáng)度更高。對(duì)于需要經(jīng)過行車道路的電纜通道，采用排管敷設(shè)的形式能減少重車對(duì)電纜的壓迫，避免電纜因土質(zhì)變形而產(chǎn)生拉伸受損。當(dāng)電纜溝敷設(shè)面對(duì)周邊施工時(shí)，易遭受鉤機(jī)、樁機(jī)及鉆探等機(jī)械的直接損傷。排管敷設(shè)則減少了電纜遭受外力破壞和機(jī)械損傷的可能性。

3 技術(shù)難點(diǎn)

3.1 故障查找

目前，電纜線路發(fā)生的故障情況中，接頭故障所占幾率較大。對(duì)于電纜運(yùn)維，線路發(fā)生故障后查找故障和解決故障是首要問題。

現(xiàn)階段，電纜故障的預(yù)定位查找主要使用脈沖法和電橋法。對(duì)采用排管敷設(shè)的故障電纜使用電橋法進(jìn)行預(yù)定位時(shí)，檢測(cè)接地點(diǎn)位于排管管口處，若在土建階段約每隔50 m修砌一個(gè)檢修工井，就能較容易地將故障點(diǎn)預(yù)定位在某一段排管范圍內(nèi)。若情況允許，可不考慮米級(jí)測(cè)量誤差的影響，直接在故障點(diǎn)前后設(shè)立的工作井截?cái)嗖⒊槌鲭娎|，進(jìn)而核實(shí)故障點(diǎn)。電纜接頭的修復(fù)制作也可在工井內(nèi)進(jìn)行。若故障查找需要精確定位，則可采用跨步電壓法。由于排管敷設(shè)的電纜無法人為地在大地上測(cè)得跨步電壓，因此可在工井的排管口處，將測(cè)量探針綁在導(dǎo)引繩上，將其深入排管內(nèi)進(jìn)行探測(cè)。當(dāng)兩支探棒檢測(cè)到較大跨步電壓時(shí)，就可認(rèn)為故障點(diǎn)在此段排管內(nèi)。

如果采用排管敷設(shè)形式，并在中間接頭位置設(shè)置工作井，可縮短搶修時(shí)間，減少城市道路的開挖次數(shù)，同時(shí)也避免了重新建設(shè)電纜通道。

3.2 截面載流量

載流量是一條電纜線路在輸送電能時(shí)所通過的電流量。在熱穩(wěn)定條件下，當(dāng)電纜導(dǎo)體達(dá)到長期允許工作溫度（通常為90 ℃）時(shí)的電纜載流量稱為電纜長期允許載流量[2]。載流量過高會(huì)導(dǎo)致線芯工作溫度超過額定值，進(jìn)而影響電纜絕緣運(yùn)行壽命；載流量偏低則使線芯得不到充分利用而造成浪費(fèi)。影響載流量大小的內(nèi)外因素具體如下。

3.2.1 內(nèi) 因

線芯截面積與載流量成正比，通常銅線的安全載流量為5～8 A/mm2，鋁線的安全載流量為3～5 A/mm2。同等規(guī)格下若采用銅線芯代替鋁線芯，可提高30%的載流量。此外，采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的絕緣材料也可提高載流量。

3.2.2 外 因

排管敷設(shè)中，電纜的排列方式有一字形、品字形及直角形，其中品字形的排放方式可有效降低A、B、C三相間的感應(yīng)電壓。溝槽敷設(shè)中，品字形排列的電纜會(huì)因運(yùn)行產(chǎn)生震動(dòng)而相互摩擦，長期運(yùn)行下易造成外護(hù)套損傷，因此一般選用水平或垂直方向上的一字型排列方式。對(duì)于溝槽，可結(jié)合品字形的電纜排管，以解決回路間的感應(yīng)電壓。

影響電纜長期載流量的因素還有很多，包括環(huán)境溫度和散熱條件等。實(shí)際應(yīng)用中，若路徑裕度較大，可采用適度拓寬排管尺寸和改變排列方式等措施提高載流量。

3.3 排管選材

為保證電纜的安全可靠運(yùn)行，選擇排管施工材料時(shí)，應(yīng)注意以下基本要求。

（1）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能使電纜免受外力的破壞。

（2）管道內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)小，便于電纜的抽放。

（3）具有一定絕緣性和阻燃性，可長期承受電纜的運(yùn)行溫度。

（4）管材應(yīng)為輕便材質(zhì)，便于接駁安裝，提高施工效率。

（5）具有較好的密閉性和耐腐蝕性，不易老化斷裂，使用壽命長。

傳統(tǒng)排管采用的類型有鋼管、水泥石棉管及普通PVC管等。其中，鋼管造價(jià)較高，石棉管笨重且強(qiáng)度不足，普通PVC管散熱性欠缺。因此，在廣東地區(qū)符合敷設(shè)要求進(jìn)而被廣泛應(yīng)用的是MPP管。MPP采用改性聚丙烯為主要原材料，具有抗高溫和耐外壓的特點(diǎn)，可用作10 kV以上高壓輸電線電纜排管的管材。

選取合適管材后，為使排管不受環(huán)境的侵蝕且加強(qiáng)對(duì)抗外力的機(jī)械強(qiáng)度，通常施工中在排管周圍進(jìn)行水泥包封。根據(jù)敷設(shè)地點(diǎn)的不同，可采取不同厚度的水泥包封設(shè)計(jì)。恢復(fù)路面后，在沿線安裝電纜通道標(biāo)志，便于日后識(shí)別電纜路徑和維護(hù)檢修電纜。

4 結(jié) 論

排管的敷設(shè)方式在電纜線路的運(yùn)行、故障查找及設(shè)備檢查等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，提高了施工效率，減少了電纜的外界損傷，延長了電纜的使用壽命，提升了電網(wǎng)電力傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。