10kV電纜線路設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題分析

杜付旺

水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

伴隨著電力企業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，10kV電力電纜的應(yīng)用也變得更加廣泛。10kV電力電纜因?yàn)槠淠陀?、美觀的特點(diǎn)，受到了各大城市的配件網(wǎng)絡(luò)的青睞。但是，在10kV電力電纜的使用過(guò)程中，仍然存在著許多問(wèn)題，會(huì)對(duì)電力企業(yè)的配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。所以，在對(duì)10kV電力電纜線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要與這些問(wèn)題相結(jié)合，對(duì)10kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究，并提出合理的施工方案，從而推動(dòng)電力企業(yè)電力電纜線路設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

1 電纜線路設(shè)計(jì)原則

第一，電纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)等原則。安全可靠是指電纜線路具有較高的可靠性，能夠保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免因線路故障而導(dǎo)致停電，確保用戶用電的安全可靠；經(jīng)濟(jì)合理是指電纜線路應(yīng)盡可能選擇質(zhì)量好、可靠性高的電纜設(shè)備，這樣能夠在保證線路安全運(yùn)行的前提下節(jié)約資金；技術(shù)先進(jìn)是指電纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)采用先進(jìn)、成熟的技術(shù)，保證電纜線路能夠滿足實(shí)際需求，并能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

第二，在設(shè)計(jì)電纜線路時(shí)應(yīng)遵循方便施工、便于管理等原則。方便施工是指電纜線路應(yīng)具有較強(qiáng)的可移動(dòng)性，這樣能夠減少電纜工程建設(shè)中的工作量，有利于縮短工程建設(shè)周期；便于管理是指電纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足實(shí)際需求，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分論證和優(yōu)化。安全可靠是指電纜線路應(yīng)具有較高的可靠性，能夠保證系統(tǒng)安全運(yùn)行；經(jīng)濟(jì)合理是指電纜線路設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量滿足實(shí)際需求，避免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)；技術(shù)先進(jìn)是指電纜線路設(shè)計(jì)應(yīng)采用先進(jìn)、成熟的技術(shù)，保證工程質(zhì)量。

2 電纜線路設(shè)計(jì)流程

在10kV電纜線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，充分考慮實(shí)際應(yīng)用需求，對(duì)電纜線路的敷設(shè)方式、保護(hù)和檢修、接地設(shè)計(jì)和施工等問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)遵循以下流程：第一，確定電纜線路的基本形式；第二，明確電纜線路敷設(shè)區(qū)域；第三，根據(jù)電纜線路路徑和電纜線路負(fù)荷選擇合適的敷設(shè)方式；第四，確定電纜線路保護(hù)和檢修措施；第五，根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行接地設(shè)計(jì)；第六，進(jìn)行電纜線路施工。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)明確不同種類的電纜、不同敷設(shè)方式的適用范圍。對(duì)于高壓電纜來(lái)說(shuō)，其敷設(shè)區(qū)域一般在地下，因此其保護(hù)和檢修措施應(yīng)具有一定的特殊性。此外，為提高10kV電纜線路運(yùn)行可靠性，應(yīng)根據(jù)不同類型電纜的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。最后，在10kV電纜線路施工過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)其質(zhì)量和安全管理，確保施工過(guò)程順利進(jìn)行。

3 10kV電力電纜線路設(shè)計(jì)過(guò)程存在的問(wèn)題

3.1 10kV電力電纜的機(jī)械性損傷

10kV電力電纜與一般的10kV電力電纜在使用過(guò)程中有很大的不同，相比于一般的電纜，10kV的電力電纜，其外徑更大，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要對(duì)其彎曲的半徑進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)，10kV電力光纜的鋪設(shè)和輸送也有更高的要求，在10kV電力纜線的鋪設(shè)過(guò)程中，若其彎曲的角度太大，將會(huì)造成導(dǎo)線內(nèi)的機(jī)械性破壞，這將會(huì)嚴(yán)重地影響其使用壽命，并且10kV電力電線電纜的表面有一層很厚的絕緣層，所以在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，很難找出故障的成因，也不能進(jìn)行定期的檢測(cè)和維護(hù)，從而減少事故的發(fā)生。另外，10kV電力電纜的絕緣力很高，在運(yùn)用過(guò)程中,一旦出現(xiàn)導(dǎo)線破裂，會(huì)釋放出大量的熱能，導(dǎo)致其工作效率下降，進(jìn)而導(dǎo)致故障的發(fā)生，并且這種故障不易被檢測(cè)出來(lái)，如果繼續(xù)使用，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的電力事故[1]。

3.2 10kV電力電纜的防潮保護(hù)

10kV電力電纜在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，也有可能會(huì)遇到外部條件的干擾，如果有太多的濕氣和濕度從電纜的表面滲入到電纜的內(nèi)部，那么就會(huì)導(dǎo)致水汽侵入到電纜的絕緣層，這將給整條線路，甚至是整個(gè)電網(wǎng)帶來(lái)巨大的損害，并可能引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。因此，在設(shè)計(jì)和鋪設(shè)電纜線路的同時(shí)，一定要做好防潮保護(hù)措施，首先，要確保電纜末端的密封性能良好，這樣才不會(huì)讓濕氣和濕度從電纜端部侵入到電纜里面。其次，在鋪設(shè)電纜的時(shí)候，要防止出現(xiàn)扭結(jié)的情況，最后，在鋪設(shè)完畢之后，要對(duì)整個(gè)電纜進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，如果出現(xiàn)了密封性不嚴(yán)、潮濕等問(wèn)題，要立即進(jìn)行處理。

3.3 10kV電力電纜大電流渦流問(wèn)題

在10kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)中，若10kV電力電纜的周邊有鐵質(zhì)或鋼質(zhì)閉合回路，將會(huì)產(chǎn)生渦流，并且10kV電力電纜的體系越是緊密，其渦流就會(huì)越大，這樣的渦流將會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)的不穩(wěn)定，從而引發(fā)電氣事故，所以，在10kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)中，必須對(duì)10kV電力電纜布線周邊的材料進(jìn)行認(rèn)真的考察，以盡量避免渦流的產(chǎn)生。

4 解決10kV電力電纜線路設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效措施

4.1 根據(jù)氣象條件選擇設(shè)計(jì)方案

在配電網(wǎng)線路設(shè)計(jì)中，線路可以是長(zhǎng)的，也可以是短的，當(dāng)線路非常長(zhǎng)，并且這一路段的氣候條件變化是非常復(fù)雜的情況下，就難以用總體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決。為了讓后續(xù)的工作變得更簡(jiǎn)單，盡可能地將最大風(fēng)速等級(jí)、最低氣溫和最高氣溫、平均氣溫以及電線覆冰情況等多個(gè)環(huán)境因子參數(shù)進(jìn)行綜合考慮，并對(duì)其進(jìn)行綜合，進(jìn)而對(duì)線路適用的氣象條件區(qū)進(jìn)行判斷，采用分段的方法來(lái)擴(kuò)展設(shè)計(jì)思路。該方法的實(shí)行，不僅減少了施工技術(shù)人員的后期維修工作量，而且為配電網(wǎng)企業(yè)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

4.2 設(shè)備的選擇

4.2.1 電纜傳送機(jī)。10kV電力電纜在施工時(shí)，對(duì)其絕緣層的選擇要求比較高，傳統(tǒng)的鋼絲繩拉拔方式會(huì)對(duì)電纜端部造成磨損，進(jìn)而造成電纜受外力作用發(fā)生彎曲，造成電纜敷設(shè)作業(yè)不能正常進(jìn)行。電纜傳送機(jī)可使纜線在輸送過(guò)程中受力均勻，降低纜線表面的磨耗，確保其涂層的完整性，大大提高了纜線設(shè)計(jì)的工作品質(zhì)和工作效率。

4.2.2 電纜滑輪。在敷設(shè)10kV電纜時(shí)，不管是采用纜索輸送機(jī)，還是采用纜索牽引，都需要采用纜索滑輪。現(xiàn)在市面上使用較多的纜索滑輪有轉(zhuǎn)向滑輪和直線滑輪。通過(guò)多年的電力工程技術(shù)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)最常用的是直線型滑輪和轉(zhuǎn)彎滑輪的結(jié)合，而只有在比較特殊的施工環(huán)境中才會(huì)選用懸掛式的電纜滑輪。

4.2.3 電纜盤支承架。為保證用電用戶的配電量，配電網(wǎng)絡(luò)必須不斷地進(jìn)行優(yōu)化，在電纜施工中，由于光纜的截面面積加大,而電纜盤的長(zhǎng)度也隨之增加，10kV電力電纜在施工過(guò)程中，必須使用到電纜盤支承架。目前，大部分的施工單位都是利用吊車來(lái)協(xié)助鋪設(shè)電纜，這樣就大大地節(jié)省了施工的物力和人力。

4.2.4 消扭器。但是，目前對(duì)于鋼繩的牽引仍然存在著這樣的問(wèn)題，在傳輸過(guò)程中，由于鋼繩的受力不均，導(dǎo)致電纜在外力的作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在傳輸結(jié)束之后，鋼繩在卸載的一瞬間，會(huì)利用剩余的力量發(fā)生劇烈的擺動(dòng)，這樣很容易對(duì)周圍的工作人員造成傷害。另外，還會(huì)對(duì)線纜兩端造成磨損，導(dǎo)致線纜受外力作用而彎曲。為防止這類問(wèn)題對(duì)施工造成不利的影響，可以在鋼絲繩和電纜端頭設(shè)置減扭裝置，對(duì)裝置起到保護(hù)作用。

4.3 電纜線路絕緣水平

電纜線路的絕緣水平與運(yùn)行可靠性密切相關(guān)。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)電纜線路的絕緣水平未有明確規(guī)定，這在一定程度上增加了電纜線路的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，在進(jìn)行電纜線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制電纜線路的絕緣水平。具體來(lái)說(shuō)，電纜線路絕緣水平應(yīng)滿足以下要求：第一，根據(jù)實(shí)際情況選擇電纜的型號(hào)，避免發(fā)生因電纜型號(hào)不同而導(dǎo)致的設(shè)備故障。第二，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理規(guī)劃電纜線路的路徑，減少因敷設(shè)路徑過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的故障發(fā)生。第三，在敷設(shè)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的敷設(shè)方式，避免因敷設(shè)方式不當(dāng)而導(dǎo)致的事故發(fā)生。第四，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇絕緣材料，避免因絕緣材料不合格而導(dǎo)致設(shè)備故障發(fā)生。第五，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制電纜絕緣水平，避免因絕緣水平過(guò)低而導(dǎo)致的設(shè)備故障發(fā)生，進(jìn)而保證10kV配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性[3]。

4.4 保護(hù)和檢修

保護(hù)和檢修是10kV電纜線路設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，決定著電纜線路的安全性和可靠性，也直接關(guān)系到城市配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在保護(hù)和檢修環(huán)節(jié)中施工技術(shù)人員應(yīng)從以下四個(gè)方面著手，首先，應(yīng)選擇合理的保護(hù)方式。在10kV電纜線路中，電纜終端頭、接頭、中間接頭等部位都會(huì)受到機(jī)械應(yīng)力作用，因此在對(duì)其進(jìn)行保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)械應(yīng)力因素，盡可能選擇相應(yīng)的保護(hù)措施，以確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行。其次，加強(qiáng)檢修質(zhì)量管理。在檢修過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行操作，盡量減少施工失誤帶來(lái)的影響。在對(duì)電纜進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)保證電纜具有良好的絕緣性能和防護(hù)性能，同時(shí)對(duì)電纜線芯進(jìn)行檢查和維護(hù)，避免因絕緣受潮導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障。再次，加強(qiáng)對(duì)事故原因的分析。在10kV電纜線路運(yùn)行過(guò)程中，如果遇到故障問(wèn)題而不能及時(shí)處理時(shí)，應(yīng)深入分析原因并采取有效措施解決問(wèn)題。在排除故障后，應(yīng)及時(shí)對(duì)電纜線路進(jìn)行檢查和維護(hù)工作。最后，定期對(duì)電纜線路進(jìn)行檢修。在檢修過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)電纜線芯進(jìn)行檢查和維護(hù)工作，以確保其正常運(yùn)行。在檢修過(guò)程中應(yīng)確保所用工具、材料等符合要求。

4.5 敷設(shè)方式選擇

電纜敷設(shè)方式分為直接敷設(shè)和敷設(shè)管道兩種，直接敷設(shè)指的是電纜直接暴露在空氣中，而敷設(shè)管道則指的是通過(guò)埋在地下或安裝在管道內(nèi)。為了方便電纜的使用和維護(hù)，在選擇電纜敷設(shè)方式時(shí)，施工技術(shù)人員應(yīng)著重考慮如下方面因素進(jìn)行具體的電纜敷設(shè)，首先，應(yīng)結(jié)合電纜敷設(shè)的實(shí)際情況，選擇合適的橋架或者隧道等電纜敷設(shè)方式。在架空線路和地下電纜線路中，應(yīng)優(yōu)先采用隧道方式進(jìn)行敷設(shè)。此外，對(duì)于城市道路交叉口、住宅小區(qū)等位置，應(yīng)選擇穿墻套管的方式進(jìn)行敷設(shè)。其次，對(duì)于電纜線路中的分支或交叉線路，應(yīng)優(yōu)先采用直埋或者穿墻套管的方式進(jìn)行敷設(shè)。最后，對(duì)于地下電纜線路來(lái)說(shuō)，當(dāng)其長(zhǎng)度超過(guò)200m時(shí)，應(yīng)選擇隧道或者穿墻套管的方式進(jìn)行敷設(shè)?？偠灾谶M(jìn)行10kV電纜線路敷設(shè)時(shí)，施工技術(shù)人員應(yīng)盡量選擇電纜橋架、隧道、穿墻套管等敷設(shè)方式。

4.6 接地設(shè)計(jì)和施工

接地是電纜線路的重要組成部分，能夠?yàn)殡娎|設(shè)備和線路提供有效的保護(hù)，減少其遭到外力破壞的概率，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。接地設(shè)計(jì)和施工工作是電纜線路設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，因此，必須對(duì)其進(jìn)行足夠重視。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的接地體，如地下電纜與地上電纜共用一個(gè)接地體時(shí)，應(yīng)盡量將兩種類型的電纜分開(kāi)敷[4]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)電力的需求也在不斷地增長(zhǎng)，這對(duì)電力規(guī)模也提出了新的要求。10kV電力電纜作為配電線路的核心組成部分，其線路設(shè)計(jì)更是配電網(wǎng)得以良好、穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件。因此，在10kV電力電纜線路的設(shè)計(jì)與施工中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員和具體的施工技術(shù)人員，均應(yīng)充分結(jié)合10kV電纜設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，將設(shè)計(jì)的技術(shù)要領(lǐng)貫徹到具體的設(shè)計(jì)中去，并綜合、仔細(xì)地考慮，才能做出合理的設(shè)計(jì)方案。只有通過(guò)這種方式，才能最大限度地確保電力的正常傳輸，以提升整體配電網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性，推動(dòng)供電企業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。