電力系統中高壓電纜輸電線路設計探討

楊帆

摘要：電力事業發展使得高壓電纜輸電線路工程規模、數量逐漸增加，也加大了出現故障幾率，增加停電檢修范圍，需做好設計工作，提高整體管理質量?；诖?，文章以高壓電纜概述為切入點，分析電力系統中高壓電纜輸電線路設計要求，以此為基礎，提出設計措施，從而為相關工作者提供參考。

關鍵詞：電力系統;高壓電纜;輸電線路;線路設計

前言：

國網公司標準化基建建設深入推進下，為獲得良好成績，形成“兩通一標”、“兩型三新”、“兩型一化”的標準化思想，高壓電纜輸電線路設計中，應當做到環環相扣，提高高壓電纜輸電能力，保障線路運行安全。而高壓電纜由傳統線路改造形成的普遍適用金屬線纜，設計人員需結合實際電力系統情況，采取正確方式設計高壓電纜線路，合理規劃路徑、避雷、絕緣、監測等工作，保證設計效果，優化電力運行質量，以此提供穩定用電環境。

一、高壓電纜概述

高壓電纜輸送距離、電纜容量的增加，使得城市電力系統中采取電纜傳輸的方式更為可行。將架空線路改為電纜暗埋有以下優點：

（1）提高城市供電系統可靠性：導線金屬裸露易遭受沿線樹木、鹽霧、風雨雷電等干擾破壞，易產生不安全隱患及停電事故，將架空輸電線路改為地下電纜暗埋可避免上述干擾，有效提高運行安全。

（2）節省城市用地：城市化進程加快，使得更多人涌入城市內，大城市出現寸土寸金情況，架空線較電纜暗埋方案永久占地面積較大，線路沿線走廊空間要求較高。將其設計為地下電纜線路，可節約地面空間，如考慮綜合管廊，將電力電纜、通信、給水等管線集中敷設管理，既增加了地下空間利用率又便于城市統一管理運維。

（3）同等空間內輸電能力高：傳統架空線路電氣距離安全、倒塔距離的要求同回路數架空線路較電纜占地面積更大，地下通道考慮橫、豎向排布能夠容納更多電纜線路。

在實際工程中，高壓電纜卻也存在不足情況，主要是電纜入地耗資大、造價高，投資為架空線路3倍，且地下資源也較為緊張，燃氣、污水、自來水管線林立，增加了施工難度。

二、電力系統中高壓電纜輸電線路設計要求

1.連接方式

在電纜進站可考慮利用變電站內地纜溝直接敷設進站，與傳統架空線路進站相比受相序分布影響較小。

2.系統絕緣

采取避雷器限制波幅值，或是電纜周圍設置進線保護，利用導線高幅值入侵波造成的沖擊電暈，控制入侵波幅值與陡度，以導線自身波阻抗限制避雷器沖擊電流復制，以免雷電波對電纜設施造成損壞。

3.電纜設備

電纜設計技術性較強，可能引發突發事件，為避免出現此種情況，需做好電纜敷設思想準備，不斷自學，設計環節應當了解實踐內容，分析電纜設計安全隱患，加強風險預控，認真準備文件資料，應用評價制度，制定管理電氣設備制度，科學分析規劃電纜線路可行性，保證輸電線路能夠有效運行。

4.注意事項

線路設計中，需撥正配電穩定性，避免發生意外。例如，電纜通過復雜電流，工作溫度如果較高，會導致電纜持續發熱，出現絕緣擊穿、短路跳閘情況;硬件技術上，接頭技術落后，未能穩定壓接，則會增加接頭接觸電阻。因此，為確保電纜運行安全，額定電壓需≥安裝供電額定電壓，持續允許電流需≥最大供電負載持續電流。

三、電力系統中高壓電纜輸電線路設計措施

1.路徑優化

高壓電纜線路設計中，需結合地下管線、地質勘探、現場勘探等資料，采取優化論證方式，保證路徑方案便于施工、自然和諧。需考慮以下內容：

（1）安全性要求。路徑優化中，應考慮地理特點、電網解耦股、規劃設施、環境保護及是公允性等，合理選擇路徑方案，避開沉陷區、土質松軟不利區域，結合城市地形結構，對電纜管線位置合理布局。線路如果穿越河流，需收集地質水文資料，采取海拉瓦、衛片解譯等技術，收集資料，避免敷設后收到機械外力危害，滿足電纜和道路、管道、構筑物最小距離需求，實現可靠運行。

（2）可維護性要求。選擇路徑布置電纜管線，應批核協調城市規劃隱蔽地下工程，考慮運行維護及成本需求，還要結合工程沿線，沿現有線路走廊走線，做到同走廊多條線路能夠同步巡視，減少運維量。

（3）節約環保性要求。路徑優化選擇中，電纜線路地下趨于復雜，運行、建設不可避免影響沿線環境，可選擇同溝多回路技術，將線路走廊壓縮，減少走廊占地，還要考慮交通、電力規劃要求，預留合理公共設施及線路交叉跨越及檢修空間，以免發生重復改造情況并方便運維?？筛鶕娏σ巹濐A留支接口，便于后期工程建設。

因此，應針對工程實際情況，全面評估、分析路徑方案線路，優化最終路徑方案。

2.絕緣材料

電纜線路設計，應明確各種絕緣材料優缺點及性能，結合工程情況，選擇恰當絕緣護套和材料?，F階段，我國分析纜附件可知，電纜附件由于產品質量、安裝不規范、不合格引發了諸多事故，主要是附件安裝時間與設計規劃出現差異，電纜安裝不當，限制了實際應用效果，出現表面粗糙、絕緣屏蔽層斷口差異、氣隙、接頭腐壞、壓接不緊、工藝不規范等情況。因此，在制造設計中，應當考慮設計合理性，選擇電纜類型應參考電網運行環境，保證電纜質量，以免電纜被環境腐蝕，主芯截面能夠承載線路負荷，以免電纜超負荷，或是過電壓運行。此過程中，可分割絕緣屏蔽層與電纜金屬護套，劃分為若干單元，分為均等段落，以絕緣接頭連接鄰近電纜屏蔽層與金屬護套，使其連續回路能夠依次保護三相導體，此種特殊連接方式，能夠分段保護線路。

3.電纜選型

考慮技術經濟性，長距離電纜線路宜選用鋁或鋁合金芯電纜，需長期穩定運行且距離較短的使用環境，如計算機機房、高層建筑等宜選用銅芯電纜。設計中需結合實際情況，選擇恰當導體材料。重要或水下線路中，為減少電纜中間接頭數量以降低事故風險，多選擇單芯電纜。

鎧裝選擇中，針對敷設方式，按照水下敷設、直埋地敷設、排管敷設及導管敷設等不同方式，選擇恰當鎧裝。直埋敷設中，需分析電纜機械損傷及承受壓力，多選用鋼帶鎧裝，確保電纜質量穩定性;水下施工中，電纜易受到水流沖栓，應用鋼帶鎧裝或鋼絲鎧裝，且外部設置耐腐蝕纖維或塑料外被層;排管或導管敷設中，需保護電纜，推薦應用加強型鉛色護套或塑料外護套，加強保護。

4.敷設設計

電纜線路設計中，土建部分包含工井、電纜溝、排管等，屬于隱蔽工程，運行線路期間難以檢查工井、電纜溝及排管耐久性和外觀，電網規劃部分路徑存在唯一性，更換線路工作量較大，需加強免維護設計，保證電纜線路與使用壽命同步設計。具體設計中，要求電力人員結合工程背景，選擇恰當敷設方式，提高電力系統工程質量。

總結：綜上所述，電力系統中高壓電纜輸電線路作為輸電重要載體，對輸電質量具有直接影響。因此，高壓電纜輸電線路設計中，應當結合實際，從路徑優化、絕緣材料、電纜選型、敷設設計這幾方面出發，提高設計質量，保證線路平穩運行。

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