淺析500kV電力電纜施工設(shè)計與管理

馬文波

摘要：隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會生產(chǎn)對于電力的需求正在逐漸增大。傳統(tǒng)的輸電系統(tǒng)都是在空中架設(shè)線路，現(xiàn)如今的輸電系統(tǒng)則選擇了電力電纜作為新的傳輸方式。在不久的將來，傳輸容量更大、電壓更高的電纜將會出現(xiàn)在城市電力系統(tǒng)建設(shè)中，500kV 超高壓電力電纜線路將會是其中的一個選擇。本文針對電纜型號選擇、電纜設(shè)計施工等問題提出了若干意見。并對500kV的電力電線工程的管理提出了幾點優(yōu)化建議，對于城市電力電纜系統(tǒng)的建設(shè)工作而言，具有一定的實際價值。

關(guān)鍵詞：抗旱;旱災(zāi);分析

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，近年來智能電網(wǎng)在國內(nèi)獲得了較大的發(fā)展，電纜的市場需求也越來越旺盛。與此同時，隨著電纜生產(chǎn)技術(shù)的改進，其應(yīng)用范圍也越來越廣，比如城市軌道交通和新能源電站的建設(shè)等都離不開電纜。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截止 2020 年，國內(nèi) 110kV 及以上的高壓和超高壓交聯(lián)電纜的市場需求量將會以年均百分之十五的速度增長。雖然市場需求十分旺盛，但是國內(nèi) 500kV 電纜的設(shè)計、制造、運輸及施工等環(huán)節(jié)尚存在諸多的問題，其標準體系也有待建立和完善。因此，關(guān)于 500kV 超高壓電纜的研發(fā)、推廣、生產(chǎn)及安裝的研究，具有十分重大的意義。

1.500kV超高壓電力電纜的選型

高壓電力電纜主要分為充油以及干式電纜兩種類型，后者又可以分成交聯(lián)聚乙烯電纜（cross-linked ?polyethylene ?cable，下述簡稱 XLPE 電纜）以及低密度聚乙烯電纜（low density polyethylene cable，下述簡稱 LDPE 電纜）兩種類型。充油電纜是從傳統(tǒng)的浸漬紙絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的。在外部壓力箱的作用下，該結(jié)構(gòu)可提供一定的正壓，從而確保各個浸漬紙之間的油膜或油道保持充盈。此外，該結(jié)構(gòu)的絕緣耐受水平充足，壽命長，在使用過程中具有較好的過載能力。盡管充油電纜在我國使用的時間最長，對應(yīng)的運行經(jīng)驗也最豐富，但是其火災(zāi)隱患不可忽視。充油電纜不論是敷設(shè)還是維護的復(fù)雜度都遠超干式電纜，同時對安裝高度差也有規(guī)定。該電纜目前正被電力及相關(guān)施工部門逐漸棄用。干式電纜的特點在于無油，其介質(zhì)損耗低，防火能力突出，也無需過多維護。隨著制作工藝的進步和相關(guān)運行經(jīng)驗的豐富，該電纜得到了電力行業(yè)的廣泛認可?！盁o油化”亦成為電纜發(fā)展的必然趨勢。對比而言，XLPE 電纜具有無油特性，故其防火能力較強;此外，XLPE 電纜安裝非常便捷，維護工作較小，介質(zhì)損耗小。隨著干式電纜制作工藝的進步，以及運行經(jīng)驗的積累，“無油化”擠塑電纜勢必將會成為EHV 電纜發(fā)展的重要方向。在未來城市中，XLPE 電纜將得到更為廣泛的應(yīng)用，尤其是在 500kV 超高壓場合。對于 500kV 的超高壓電纜，在選擇導(dǎo)體材料的過程中，不僅要考慮經(jīng)濟性，還必須關(guān)注大截面問題以及連接部位的安全問題?？紤]技術(shù)及經(jīng)濟因素，建議選擇銅芯電纜作為500kV 超高壓電纜的導(dǎo)體材料。

2.500kV超高壓電纜設(shè)計工藝及施工要求

一個城市的電力需求能否得以滿足的關(guān)鍵在于超高壓電纜容量。電纜隧道設(shè)計是電纜應(yīng)用過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)計基本原則為：第一，必須保證隧道的安全性;第二，要標明可使用年限及擴容的可能性。在對新的電纜通道進行設(shè)計時，要考慮其對已有電纜通道的影響。由于 500kV 電纜的載流量較大，對施工運營環(huán)境要求較高，500kV 電纜隧道應(yīng)是專用的。此外，隧道電纜和橋梁電纜的布置辦法是不一樣的，在前期設(shè)計中，要結(jié)合隧道或橋梁周圍環(huán)境、輔纜裝置以及運營性能等諸多因素，進行綜合考慮。對城市電力網(wǎng)設(shè)計者來說，500kV 電纜隧道規(guī)劃要求更精準、更嚴謹。隧道支架邊角處是電纜攀附最多、最密集的地方。一旦這些迂回著的電纜線處理不當，很可能造成熱伸縮滑移現(xiàn)象。因此，采用不間斷蛇形敷設(shè)方式，以避免由彎角盤纜不當導(dǎo)致的不規(guī)則滑移。這種做法能夠?qū)⑦^度集中的畸形電流進行分散。受電纜布置空間的限制，其蛇形敷設(shè)方向分為橫向和豎向。在城建中，直接埋入、挖電纜溝和排管敷設(shè)是最常用的通道形式，其工程投入資金少，但散熱較差。伴隨著電纜輸送機技術(shù)的發(fā)展和更新，變電站控制中心也逐步對電纜的敷設(shè)方式進行了升級。需要說明的是，垂直蛇形敷設(shè)不僅可以降低投資預(yù)算、充分利用隧道空間，而且設(shè)備安裝程序較少，故推薦使用垂直蛇形敷設(shè)方式。

在超高電壓電纜的施工中，土建、作業(yè)現(xiàn)場、過道以及豎井區(qū)域必須能夠滿足敷設(shè)電纜的需求，要安裝調(diào)試施工區(qū)域的照明和通訊裝置，確認搭建的圍欄和棚架符合安全要求。電纜自體總重量、牽引力及其入井深度等都是敷設(shè)與施工時，要著重考慮的因素。根據(jù)條件不同，擬定不同的敷設(shè)方案。敷設(shè)方案包括純?nèi)肆?、純機械和人機合一。由于 500kV 電纜的重量高于普通電纜，所以應(yīng)采取人機結(jié)合的方式。較于主體電纜，附件故障發(fā)生較為頻繁，尤其是室外機終端與 GIS 裝置，故500kV 電纜附件的安裝工業(yè)要求更加嚴格。此外，電纜及其附件的安全調(diào)試也尤為重要，故不可忽視這一過程。

3.500kV 電力電線工程管理優(yōu)化

對電力電線工程的管理優(yōu)化主要包括以下幾個方面：（1）工程質(zhì)量管理優(yōu)化。首先完善公司質(zhì)量管理體系：對質(zhì)量管理組織機構(gòu)進行全面調(diào)整，分解質(zhì)量管理工作指標，完善項目質(zhì)量管理機制，優(yōu)化質(zhì)量控制管理工作流程。其次，對500kV 輸電線路工程現(xiàn)場進行三級質(zhì)量檢查。除此之外，還應(yīng)該推進 500kV 輸電線路工程全面質(zhì)量管理：提高全員的質(zhì)量意識;實施質(zhì)量 PDCA 循環(huán)管理，在 PDCA 循環(huán)系統(tǒng)由不同組織結(jié)構(gòu)體現(xiàn)，采用大環(huán)套小環(huán)建設(shè)機制，將不同工作體系有效結(jié)合起來;推動 PDCA 循環(huán);抓好過程管理，施工前、施工中和施工后項目管理活動的開展，都會影響項目質(zhì)量發(fā)展水平。（2）工程進度管理優(yōu)化。在整個工程實施過程中，進度優(yōu)化可以有單純的工期優(yōu)化、工期—資源優(yōu)化以及工期—費用優(yōu)化?？筛鶕?jù)具體情況的分析選擇對應(yīng)的優(yōu)化措施。（3）工程成本管理優(yōu)化。成本管理體現(xiàn)在工程成本預(yù)測、工程成本計劃、工程成本控制、工程成本核算、工程成本考核、工程成本分析。

4.結(jié)束語

現(xiàn)如今，城市生活用電、生產(chǎn)用電的負荷正在不斷增大，電壓等級快速上升。為了解決城市電力需求的問題，同時兼顧經(jīng)濟效益和技術(shù)能力，在城市供電線路中使用電纜已成為必然趨勢。高介電系數(shù)和耐電強度的電纜，結(jié)構(gòu)較為緊湊，且全封閉，不僅可以鋪設(shè)在水中，而且還可以埋設(shè)在地下;后期無需維護，可靠性和安全性較好;這不僅減少了電力系統(tǒng)維護支出，而且克服了部分地區(qū)環(huán)境惡劣、施工條件差的困難。當前，城市電網(wǎng)的建設(shè)已逐漸由空中轉(zhuǎn)為地下，電纜具有重要的地位。本文結(jié)合 500kV 高壓電纜項目實施過程的現(xiàn)狀，分析了電纜建設(shè)的設(shè)計方案，從選型、電纜隧道設(shè)計、電纜設(shè)計施工工藝等多個角度展開工作，為該項目的實施提供一定的基礎(chǔ)。

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