朱健華

（四川省電力公司資陽(yáng)公司，四川 資陽(yáng) 641300）

1.電纜選擇

近年來(lái)，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜（以下簡(jiǎn)稱(chēng)XLPE絕緣電纜）在電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。由于交聯(lián)電纜的難燃性，其PVC的外護(hù)套本身也是阻燃的，而且低毒低煙性的阻燃交聯(lián)聚乙烯電纜已有很成熟的技術(shù)和廣泛應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。就目前國(guó)內(nèi)外的電纜設(shè)計(jì)和實(shí)際敷設(shè)情況來(lái)看，隧道選用阻燃PVC套的交聯(lián)聚乙烯電纜，都不用再考慮其他特別的防火措施。

2.電纜護(hù)套的選擇

電纜的外護(hù)層，應(yīng)符合下列要求：

1）交流單相回路的電力電纜，不得有未經(jīng)非磁性處理的金屬帶、鋼絲鎧裝。

2）在潮濕、含化學(xué)腐蝕環(huán)境或易受水浸泡的電纜，金屬套、加強(qiáng)層、鎧裝上應(yīng)有擠塑外套，水中電纜的粗綱絲鎧裝尚應(yīng)有纖維外被。

3）除低溫-20度以下環(huán)境或藥用化學(xué)液體浸泡場(chǎng)所，以及有低毒難燃性要求的電纜擠塑外套宜用聚乙烯外，可用聚氯乙烯外套。

4）用在有水或或化學(xué)液體浸泡場(chǎng)所的6～35kV重要性或35kV以上交聯(lián)聚乙烯電纜，應(yīng)具有符合使用要求的金屬塑料復(fù)合阻水層、鉛套、鋁套或膨脹式阻水帶等防水構(gòu)造。

敷設(shè)于水下的中、高壓交聯(lián)聚乙烯電纜還宜具有縱向阻水構(gòu)造。

3.電纜外護(hù)層的選擇

電纜的外護(hù)層主要有PE護(hù)層及PVC護(hù)層兩種。PE護(hù)層的機(jī)械性能及電氣性能均好于PVC護(hù)層，方便施工安裝，但不具有阻燃性能，主要適用于直埋和穿管敷設(shè)。PVC護(hù)層則具有阻燃性能，比較適于明敷于隧道中。

為方便電纜的維護(hù)及試驗(yàn)，外護(hù)層外應(yīng)有一層外電極。外電極可以隨外護(hù)套一起擠出，但大部分的電纜生產(chǎn)廠(chǎng)家都采用在外護(hù)套上涂一層石墨的辦法。為了讓石墨層在施工及運(yùn)行中有脫落時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，最好選用紅色的外護(hù)層或與石墨的顏色有鮮明反差的顏色的外護(hù)層。

4.電纜附件的選擇

1）戶(hù)內(nèi)終端在室內(nèi)條件下使用，不受大氣影響。目前用于XLPE絕緣電纜的戶(hù)內(nèi)終端形式多樣，體積較小，例如80年代后期國(guó)內(nèi)使用的預(yù)制件、熱縮件、冷縮件、接插式附件等。接插式附件終端可以在無(wú)電壓、有電壓無(wú)電流、有電壓有負(fù)荷等幾種狀態(tài)下接插，給運(yùn)行檢修帶來(lái)很大方便。

2）戶(hù)外終端相對(duì)環(huán)境比較差，附件要承受日曬、雨淋、氣溫變化、工業(yè)污穢等條件且要能保證運(yùn)行良好。

3）接頭有絕緣接頭和直通接頭之分。

4）35kV以上電壓電纜金屬護(hù)層的不直接接地端，每相均應(yīng)通過(guò)護(hù)層絕緣保護(hù)器接地。保護(hù)器的三相接線(xiàn)方式，一般情況宜采取Y0接線(xiàn)。

5）護(hù)層絕緣保護(hù)的選擇，應(yīng)滿(mǎn)足在使用環(huán)境條件下可靠、耐久、監(jiān)視維護(hù)方便和利于安裝。

6）35kV以上電壓電纜的金屬護(hù)層一端互聯(lián)直接接地情況下，當(dāng)可能

出現(xiàn)的工頻或沖擊感應(yīng)電壓超過(guò)護(hù)層絕緣耐受強(qiáng)度，或需抑制對(duì)鄰近的控制或通訊電纜的感應(yīng)干擾強(qiáng)度時(shí)，可沿線(xiàn)路并行配置回流線(xiàn)或均壓線(xiàn)；對(duì)在隧道、溝內(nèi)敷設(shè)電纜的方式，這時(shí)應(yīng)充分考慮沿支架設(shè)置接地干線(xiàn)的作用。

7）回流線(xiàn)的阻抗及其兩端接地電阻，宜按與系統(tǒng)內(nèi)最大零序電流和回流線(xiàn)上感應(yīng)電壓相匹配計(jì)。均壓線(xiàn)的自然接地電阻，宜大于均壓線(xiàn)自身阻抗的30倍?；亓骶€(xiàn)或均壓線(xiàn)的排列配置方式，宜使在正常工作電流時(shí)產(chǎn)生的損耗最小。

5.電纜的敷設(shè)

對(duì)于各種敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng)（如隧道、直埋、溝道、水下等）應(yīng)了解敷設(shè)總長(zhǎng)度、各轉(zhuǎn)變點(diǎn)位置、工井位置、上下坡度以及地下管線(xiàn)位置特性等因素。在檢查電纜線(xiàn)路總長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)首先檢查線(xiàn)路上有無(wú)預(yù)留位置，俗稱(chēng)Ω圈。這種為今后電纜檢修所留的電纜余量，按照規(guī)定應(yīng)在終端、接頭、過(guò)馬路穿管，過(guò)建筑物等處。同時(shí)為了使電纜運(yùn)行可靠，應(yīng)盡量減少電纜接頭。對(duì)高壓電纜（35kV及以上電壓等級(jí)電纜）可采用假接頭形式完成交叉互聯(lián)，這樣可以不破壞導(dǎo)體的連接性，提高電纜輸電能力。電纜盤(pán)旋轉(zhuǎn)最好選在轉(zhuǎn)變處、接頭處、上下坡起始點(diǎn)，對(duì)于66kV及110kV電纜的敷設(shè)應(yīng)考慮牽引機(jī)具的放置位置。其次，要測(cè)量各轉(zhuǎn)變處電纜的彎曲半徑是否合乎要求。

電纜中間接頭處應(yīng)作防水處理，因?yàn)閄LPE絕緣電纜的接頭，不論附加密封多么良好，總低于原電纜護(hù)套，特別是中低壓電纜，由于沒(méi)有金屬護(hù)套，密封處一旦進(jìn)水，將使絕緣部分直接暴露于水中。高壓電纜接頭雖有金屬護(hù)套，但金屬護(hù)套的連接處仍然存在弱點(diǎn)。因此接頭位置最好在電纜溝道、直埋處增加防水措施。例如直埋，可在接頭位置修建一水泥槽，在處作密封處理后，再填砂蓋板，然后直埋。同時(shí)接頭應(yīng)高于周?chē)娎|，防止電纜內(nèi)原已進(jìn)入的水向接頭遷移。

6.電纜金屬護(hù)套的連接與接地的方式

6.1.護(hù)套兩端接地

66kV及以上電壓等級(jí)XLPE絕緣單芯電纜金屬護(hù)套上的感應(yīng)電壓與電纜的長(zhǎng)度和負(fù)荷電流成。當(dāng)電纜線(xiàn)路很短，傳輸功率很小時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)極小。護(hù)套兩端接地形成通路后，護(hù)層中的環(huán)流很小，造成的損耗不顯著，對(duì)電纜的載流量影響不大。當(dāng)電纜線(xiàn)路很短，利用小時(shí)數(shù)較低，且傳輸容量有較大裕度時(shí)，電纜線(xiàn)路可以采用護(hù)套兩端接地。

6.2.護(hù)套一端接地

當(dāng)電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度在500m及以下時(shí)，電纜護(hù)套可以采用一端直接接地便。（通常在終端頭位置接地），另一端經(jīng)保護(hù)器接地，護(hù)套其它部位對(duì)地絕緣，這樣護(hù)套沒(méi)有構(gòu)成回路，可以減少及消除護(hù)套上的環(huán)行電流，提高電纜的輸送容量。為了保障人身安全，非直接接地一端護(hù)套中的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)50V，假如電纜終端頭處的金屬護(hù)套用玻璃纖維絕緣材料覆蓋起來(lái)，該電壓可以提高到100V。護(hù)套一端接地的電纜線(xiàn)路，還必須安裝一條沿電纜線(xiàn)路平行敷設(shè)的導(dǎo)體，導(dǎo)體的兩端接地，這種導(dǎo)體稱(chēng)為回流線(xiàn)。為了避免正常運(yùn)行時(shí)回流線(xiàn)內(nèi)出現(xiàn)環(huán)行電流，敷設(shè)導(dǎo)體時(shí)應(yīng)使它與中間一相電纜的距離為0.7s（s為相鄰電纜軸間距離），并在電纜線(xiàn)路的1/2處換位。當(dāng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，接地短路電流可以通過(guò)回流線(xiàn)流回系統(tǒng)的中性點(diǎn)，特別是當(dāng)接地故障發(fā)生在回流線(xiàn)的接地網(wǎng)中時(shí)，接地電流的絕大部分通過(guò)回流線(xiàn)。由于通過(guò)回流線(xiàn)的接地電流產(chǎn)生的磁通抵消了一部分電纜導(dǎo)體接地電流所產(chǎn)生的磁通（兩者電流方向相反），因而裝設(shè)回流線(xiàn)后可降低短路故障時(shí)護(hù)套的感應(yīng)電壓，同時(shí)也防止了電纜線(xiàn)路附近的二次信號(hào)和通信用的電纜產(chǎn)生很大的感應(yīng)電壓?；劂€(xiàn)的兩端應(yīng)可靠接地，截面積應(yīng)滿(mǎn)足短路電流熱穩(wěn)定的要求。

6.3.護(hù)套中點(diǎn)接地

電纜線(xiàn)路采用一端接地感到太長(zhǎng)時(shí)，可以采用護(hù)套中點(diǎn)接地的方式。這種方式是在電纜線(xiàn)路的中間將金屬擴(kuò)套接地，電纜兩端均對(duì)地絕緣，并分別裝設(shè)一組保護(hù)器。每一個(gè)電纜端頭的護(hù)套電壓可以允許50V，因此中點(diǎn)接地的電纜線(xiàn)路可以看做一端接地線(xiàn)路長(zhǎng)度的兩倍。

當(dāng)電纜線(xiàn)路長(zhǎng)度為兩盤(pán)電纜，不適合中點(diǎn)接地時(shí)，可以采用護(hù)套斷開(kāi)的方式。電纜線(xiàn)路的中部（斷開(kāi)處）裝設(shè)一個(gè)絕緣接頭，接頭的套管中間用絕緣片隔開(kāi)，使電纜兩端的金屬護(hù)套在軸向絕緣。為了保護(hù)電纜護(hù)套絕緣和絕緣片在沖擊過(guò)電壓時(shí)不被擊穿，在接頭絕緣片兩側(cè)各裝設(shè)一組保護(hù)器，電纜線(xiàn)路的兩端分別接地。護(hù)套斷開(kāi)的電纜線(xiàn)路也可以看做一端接地線(xiàn)路長(zhǎng)度的兩倍。如果絕緣接頭處的金屬套管用絕緣材料覆蓋起來(lái)，護(hù)套上的限制電壓通常為100V，則電纜線(xiàn)路的長(zhǎng)度可以增加很多。

6.4.護(hù)套交叉互聯(lián)

6.4.1.護(hù)套交叉互聯(lián)方法

電纜線(xiàn)路很長(zhǎng)的（大約大于1000m時(shí)以上時(shí)），可以采用護(hù)套交叉聯(lián)，將電纜線(xiàn)路分成若干大段，每一大段分成長(zhǎng)度相等的3小段，每小段之間裝設(shè)絕緣接頭，絕緣接頭處護(hù)套三相之間用同軸引線(xiàn)經(jīng)接線(xiàn)盒進(jìn)線(xiàn)換位連接，絕緣接頭處裝設(shè)一級(jí)保護(hù)器，每一大段的兩端護(hù)套分別互聯(lián)接地。

6.4.2.護(hù)套交叉互聯(lián)的作用

1）感應(yīng)電壓低，環(huán)流?。喝绻娎|線(xiàn)路的三相排列是對(duì)稱(chēng)的，由由于各段護(hù)套電壓的相位差為120°，而幅值相等，因此兩個(gè)接地點(diǎn)之間的電位差是零，這樣的護(hù)套上就不可能產(chǎn)生環(huán)行電流，這時(shí)線(xiàn)路上最高的護(hù)套電壓即是按每一小段長(zhǎng)度而定的感應(yīng)電壓，可以限制在50V以?xún)?nèi)。當(dāng)三相電纜排列不對(duì)稱(chēng)，如水平排列時(shí)，中相感應(yīng)電壓較邊相低，雖然三個(gè)小段護(hù)套的長(zhǎng)度相等，三相護(hù)套電壓的向量和有一個(gè)很小的合成電壓，經(jīng)兩端接地在護(hù)套內(nèi)形成環(huán)流，但接地極和大地有一定的電阻，故電流很小。

2）交叉互聯(lián)的電纜線(xiàn)路可以不裝設(shè)回流線(xiàn)：電纜線(xiàn)路交叉互聯(lián)，每一大段兩端接地，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生單相接地短路時(shí)，接地電流不通過(guò)大地，此的護(hù)套也相當(dāng)于回流線(xiàn)，因此交叉互聯(lián)的電纜線(xiàn)路不必再裝設(shè)回流線(xiàn)。

3）電纜換位金屬護(hù)套交叉互聯(lián)：將電纜線(xiàn)路分段，護(hù)套交叉互聯(lián)，同時(shí)再將三相電纜連續(xù)地進(jìn)行換位，這樣不但對(duì)稱(chēng)排列的三相電纜護(hù)套電位向量和為零，就是在不對(duì)稱(chēng)的水平排列三相電纜中，由于電纜每小段進(jìn)行了換位，每大段全換位，三相電纜護(hù)套感應(yīng)電壓相差很小，相位差120°，其向量和很小，產(chǎn)生的環(huán)行電流也幾乎為零。因此電纜換位、金屬護(hù)套交叉互聯(lián)較單獨(dú)的護(hù)套交叉互聯(lián)效果更好，但此種連接方法只適合于電纜比較容易換位的場(chǎng)所，如隧道等。

7.結(jié)語(yǔ)

110KV電力電纜的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，在具體工程設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮電纜走徑，敷設(shè)深度，腐蝕及熱穩(wěn)定校驗(yàn)等方面。在保證線(xiàn)路安全互要求的條件下，應(yīng)綜合考慮各種因素，合理地設(shè)計(jì)，以便于線(xiàn)路的安全運(yùn)行和施工，降低工程造價(jià)。

[1]DL/T5221-2005，城市電力電纜線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[2]GB50217-94，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].