高壓電纜在不同敷設(shè)方式下經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較

徐晉卿，王 瓊，熊 坤

（中國電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司，江西南昌 330096）

0 引言

電能在現(xiàn)代社會(huì)中已變得越來越重要，無論經(jīng)濟(jì)建設(shè)還是日常生活都離不開電能。電能的輸送和分配是靠電力線路來完成的，按線路結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路兩類[1-2]。傳統(tǒng)的架空電力線路由于其占地面積大，影響城市美觀，已成為城市規(guī)劃部門面臨的棘手難題，這同時(shí)也對城市電網(wǎng)建設(shè)提出新的要求。目前，城市的電力輸送越來越多地采用電纜。

地下埋設(shè)電力電纜的敷設(shè)方式有許多種，如常見的電纜溝、排管、電纜隧道等。電纜周圍媒質(zhì)的熱阻會(huì)直接影響電纜的載流量，電纜敷設(shè)方式不同，其載流量不同[3]。電纜運(yùn)行中，若載流量過大，電纜導(dǎo)體會(huì)因?yàn)槌瑴囟铀倮匣?，甚至熱擊穿；如果載流量過小，會(huì)造成投資成本過大，帶來極大浪費(fèi)[4]。因此，準(zhǔn)確合理地對電纜工程技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析，有利于指導(dǎo)電力行業(yè)電纜工程投資決策、設(shè)計(jì)、施工，同時(shí)在確保電力電纜有效安全壽命的前提下，有效充分地發(fā)揮電力電纜線路的輸電潛能。

文中從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度對各種電纜敷設(shè)方式進(jìn)行對比。通過實(shí)際工程案例分析可得：當(dāng)高壓電纜回路數(shù)大于8回時(shí)，采用電纜隧道出線更符合電纜技術(shù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；實(shí)際工程中采用明挖排管敷設(shè)又優(yōu)先于電纜溝敷設(shè)的水平排列和品字形排列。

1 高壓電力電纜線路設(shè)計(jì)與敷設(shè)

1.1 高壓電力電纜線路設(shè)計(jì)原則

在城市電網(wǎng)中，高壓電力電纜線路路徑的選擇，一般遵循以下三個(gè)原則[5-7]：

1）統(tǒng)一規(guī)劃原則。電纜線路路徑，包括各種附屬土建設(shè)施（如：電纜排管、電纜井、電纜隧道、電纜溝等）的位置，應(yīng)符合城市規(guī)劃管理部門制定的道路地下管線的統(tǒng)一規(guī)劃。有的城市規(guī)定，電力電纜的管線位置一般在道路的東側(cè)或南側(cè)人行道或非機(jī)動(dòng)車道。電纜線路設(shè)計(jì)施工圖，必須送交城市規(guī)劃管理部門審批，取得“管線執(zhí)照”。

2）安全運(yùn)行原則。確定電纜線路路徑，要充分考慮安全運(yùn)行和檢修方便：（1）采用直埋敷設(shè)方式的電纜路徑，應(yīng)當(dāng)在人行道位置，電纜與建筑物基礎(chǔ)相距不小于0.6 m，與人行道樹相距0.75 m，穿車行道或在車行道下敷設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)穿在管道中。（2）為防止電纜護(hù)層遭受電化學(xué)腐蝕，電纜路徑上的土壤應(yīng)呈中性，即PH 值在6～8 之間。（3）對周圍環(huán)境的要求，不能使電纜長期承受各種機(jī)械力，如過大的壓力、拉力和震動(dòng)等。（4）電纜線路應(yīng)遠(yuǎn)離熱力管和其它熱源。

3）經(jīng)濟(jì)合理原則。確定電纜線路路徑，要力求經(jīng)濟(jì)合理，電纜線路能短則短，不要繞道。根據(jù)同一路徑上近期和遠(yuǎn)期電纜平行根數(shù)的密集程度、道路結(jié)構(gòu)、建設(shè)資金來源等因素，確定電纜敷設(shè)方式，確定排管、電纜溝或電纜隧道等土建設(shè)施的規(guī)模。

1.2 電力電纜敷設(shè)方式選擇

電纜敷設(shè)方式的選擇，應(yīng)視工程條件、環(huán)境特點(diǎn)、負(fù)荷、電纜類型、數(shù)量等因素，且按滿足運(yùn)行可靠、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則來選擇。表1為幾種常用的電纜敷設(shè)方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較。

表1 常用的電纜敷設(shè)方式的優(yōu)缺點(diǎn)

2 電纜常用的敷設(shè)斷面及電纜載流量分析

2.1 電纜排管

電纜排管敷設(shè)常用于沿市政道路的長距離敷設(shè)，根據(jù)電纜排管敷設(shè)的回路數(shù)不同，又分為單回路、雙回路及四回路電纜排管，其斷面圖如圖1所示。為進(jìn)一步分析其經(jīng)濟(jì)性，對220 kV 某種特定型號的電纜進(jìn)行了電纜載流量的相關(guān)計(jì)算，如表2所示。

表2 電纜載流量計(jì)算

圖1 電纜排管敷設(shè)斷面圖

2.2 電纜溝

電纜溝敷設(shè)主要用于變電站出線、主要街道的敷設(shè)，根據(jù)電纜溝敷設(shè)回路數(shù)的不同分為單回路電纜溝敷設(shè)、雙回路電纜溝敷設(shè)，雙回路電纜溝又根據(jù)電纜排列的方式不同分為電纜品字型排列、電纜垂直排列兩種，其斷面圖如圖2 所示。同樣為了其經(jīng)濟(jì)性，對其電纜載流量進(jìn)行了計(jì)算，如表2所示。

圖2 電纜溝敷設(shè)斷面圖

2.3 電纜隧道

電纜隧道敷設(shè)主要用于電纜線路高度集中、路徑選擇難度較大或市政規(guī)劃要求極高的區(qū)域，其斷面圖如圖3所示，對其經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的電纜載流量如表2所示。

圖3 電纜隧道敷設(shè)斷面圖

3 案例分析

3.1 電纜隧道工程實(shí)例分析

本工程線路路徑長為3.935 km，其中，變電站電纜夾層內(nèi)路徑長為0.05 km，其余部分均為明挖電纜隧道，線路路徑長3.885 km（包括普通電纜隧道段路經(jīng)長3.705 km，用作接頭電纜隧道段路徑長0.18 km），電纜隧道覆土?xí)嚎紤]2 m，本工程電氣考慮兩回，土建按八回設(shè)計(jì)。并對該工程采用各種電纜敷設(shè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析，詳見表3。

表3 各種電纜敷設(shè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比表

綜上所述，本工程線路路徑從道路寬度、電纜敷設(shè)斷面寬度、道路地下管線情況、運(yùn)行維護(hù)、可實(shí)施性、投資、規(guī)劃部門意見和工程投資等方面論述比較，推薦本工程采用明挖電纜隧道敷設(shè)方式。

3.2 明挖排管工程實(shí)例分析

本工程新建電纜線路總長7.225 km，全線穿管溝敷設(shè)。雙回路穿管溝：新建操作工井74 個(gè)（12 m 凈長×2.3 m 凈寬×1.9 m 凈高），接頭工井 17 個(gè)（18 m 凈長×2.5 m 凈寬×1.9 m 凈高），雙回路排管溝長6 031 m。明挖排管工程對比分析詳見表4。

表4 明挖排管工程對比分析表

綜上所述，本工程線路路徑從道路寬度、電纜敷設(shè)斷面寬度、道路地下管線情況、運(yùn)行維護(hù)、可實(shí)施性、投資、規(guī)劃部門意見和工程投資等方面論述比較，推薦本工程采用電纜排管敷設(shè)方式。

4 結(jié)語

根據(jù)上述方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)施案例，具體結(jié)論如下：

1）通過同一通道內(nèi)高壓電纜回路數(shù)大于8 回時(shí)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，建議采用電纜隧道出線。

2）電纜敷設(shè)方式從可實(shí)施性、規(guī)劃部門意見等方面考慮，推薦采用明挖排管敷設(shè)。