楊帆
摘要:電力事業(yè)發(fā)展使得高壓電纜輸電線路工程規(guī)模、數(shù)量逐漸增加,也加大了出現(xiàn)故障幾率,增加停電檢修范圍,需做好設(shè)計(jì)工作,提高整體管理質(zhì)量。基于此,文章以高壓電纜概述為切入點(diǎn),分析電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)要求,以此為基礎(chǔ),提出設(shè)計(jì)措施,從而為相關(guān)工作者提供參考。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);高壓電纜;輸電線路;線路設(shè)計(jì)
前言:
國(guó)網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)化基建建設(shè)深入推進(jìn)下,為獲得良好成績(jī),形成“兩通一標(biāo)”、“兩型三新”、“兩型一化”的標(biāo)準(zhǔn)化思想,高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)做到環(huán)環(huán)相扣,提高高壓電纜輸電能力,保障線路運(yùn)行安全。而高壓電纜由傳統(tǒng)線路改造形成的普遍適用金屬線纜,設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際電力系統(tǒng)情況,采取正確方式設(shè)計(jì)高壓電纜線路,合理規(guī)劃路徑、避雷、絕緣、監(jiān)測(cè)等工作,保證設(shè)計(jì)效果,優(yōu)化電力運(yùn)行質(zhì)量,以此提供穩(wěn)定用電環(huán)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(tǒng)中采取電纜傳輸?shù)姆绞礁鼮榭尚?。將架空線路改為電纜暗埋有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)提高城市供電系統(tǒng)可靠性:導(dǎo)線金屬裸露易遭受沿線樹木、鹽霧、風(fēng)雨雷電等干擾破壞,易產(chǎn)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(yùn)行安全。
(2)節(jié)省城市用地:城市化進(jìn)程加快,使得更多人涌入城市內(nèi),大城市出現(xiàn)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(shè)計(jì)為地下電纜線路,可節(jié)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(shè)管理,既增加了地下空間利用率又便于城市統(tǒng)一管理運(yùn)維。
(3)同等空間內(nèi)輸電能力高:傳統(tǒng)架空線路電氣距離安全、倒塔距離的要求同回路數(shù)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(shí)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(jià)高,投資為架空線路3倍,且地下資源也較為緊張,燃?xì)狻⑽鬯?、自來水管線林立,增加了施工難度。
二、電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)要求
1.連接方式
在電纜進(jìn)站可考慮利用變電站內(nèi)地纜溝直接敷設(shè)進(jìn)站,與傳統(tǒng)架空線路進(jìn)站相比受相序分布影響較小。
2.系統(tǒng)絕緣
采取避雷器限制波幅值,或是電纜周圍設(shè)置進(jìn)線保護(hù),利用導(dǎo)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(dǎo)線自身波阻抗限制避雷器沖擊電流復(fù)制,以免雷電波對(duì)電纜設(shè)施造成損壞。
3.電纜設(shè)備
電纜設(shè)計(jì)技術(shù)性較強(qiáng),可能引發(fā)突發(fā)事件,為避免出現(xiàn)此種情況,需做好電纜敷設(shè)思想準(zhǔn)備,不斷自學(xué),設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)了解實(shí)踐內(nèi)容,分析電纜設(shè)計(jì)安全隱患,加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控,認(rèn)真準(zhǔn)備文件資料,應(yīng)用評(píng)價(jià)制度,制定管理電氣設(shè)備制度,科學(xué)分析規(guī)劃電纜線路可行性,保證輸電線路能夠有效運(yùn)行。
4.注意事項(xiàng)
線路設(shè)計(jì)中,需撥正配電穩(wěn)定性,避免發(fā)生意外。例如,電纜通過復(fù)雜電流,工作溫度如果較高,會(huì)導(dǎo)致電纜持續(xù)發(fā)熱,出現(xiàn)絕緣擊穿、短路跳閘情況;硬件技術(shù)上,接頭技術(shù)落后,未能穩(wěn)定壓接,則會(huì)增加接頭接觸電阻。因此,為確保電纜運(yùn)行安全,額定電壓需≥安裝供電額定電壓,持續(xù)允許電流需≥最大供電負(fù)載持續(xù)電流。
三、電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)措施
1.路徑優(yōu)化
高壓電纜線路設(shè)計(jì)中,需結(jié)合地下管線、地質(zhì)勘探、現(xiàn)場(chǎng)勘探等資料,采取優(yōu)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(nèi)容:
(1)安全性要求。路徑優(yōu)化中,應(yīng)考慮地理特點(diǎn)、電網(wǎng)解耦股、規(guī)劃設(shè)施、環(huán)境保護(hù)及是公允性等,合理選擇路徑方案,避開沉陷區(qū)、土質(zhì)松軟不利區(qū)域,結(jié)合城市地形結(jié)構(gòu),對(duì)電纜管線位置合理布局。線路如果穿越河流,需收集地質(zhì)水文資料,采取海拉瓦、衛(wèi)片解譯等技術(shù),收集資料,避免敷設(shè)后收到機(jī)械外力危害,滿足電纜和道路、管道、構(gòu)筑物最小距離需求,實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行。
(2)可維護(hù)性要求。選擇路徑布置電纜管線,應(yīng)批核協(xié)調(diào)城市規(guī)劃隱蔽地下工程,考慮運(yùn)行維護(hù)及成本需求,還要結(jié)合工程沿線,沿現(xiàn)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(yùn)維量。
(3)節(jié)約環(huán)保性要求。路徑優(yōu)化選擇中,電纜線路地下趨于復(fù)雜,運(yùn)行、建設(shè)不可避免影響沿線環(huán)境,可選擇同溝多回路技術(shù),將線路走廊壓縮,減少走廊占地,還要考慮交通、電力規(guī)劃要求,預(yù)留合理公共設(shè)施及線路交叉跨越及檢修空間,以免發(fā)生重復(fù)改造情況并方便運(yùn)維??筛鶕?jù)電力規(guī)劃預(yù)留支接口,便于后期工程建設(shè)。
因此,應(yīng)針對(duì)工程實(shí)際情況,全面評(píng)估、分析路徑方案線路,優(yōu)化最終路徑方案。
2.絕緣材料
電纜線路設(shè)計(jì),應(yīng)明確各種絕緣材料優(yōu)缺點(diǎn)及性能,結(jié)合工程情況,選擇恰當(dāng)絕緣護(hù)套和材料。現(xiàn)階段,我國(guó)分析纜附件可知,電纜附件由于產(chǎn)品質(zhì)量、安裝不規(guī)范、不合格引發(fā)了諸多事故,主要是附件安裝時(shí)間與設(shè)計(jì)規(guī)劃出現(xiàn)差異,電纜安裝不當(dāng),限制了實(shí)際應(yīng)用效果,出現(xiàn)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(guī)范等情況。因此,在制造設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)合理性,選擇電纜類型應(yīng)參考電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境,保證電纜質(zhì)量,以免電纜被環(huán)境腐蝕,主芯截面能夠承載線路負(fù)荷,以免電纜超負(fù)荷,或是過電壓運(yùn)行。此過程中,可分割絕緣屏蔽層與電纜金屬護(hù)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(hù)套,使其連續(xù)回路能夠依次保護(hù)三相導(dǎo)體,此種特殊連接方式,能夠分段保護(hù)線路。
3.電纜選型
考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,長(zhǎng)距離電纜線路宜選用鋁或鋁合金芯電纜,需長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行且距離較短的使用環(huán)境,如計(jì)算機(jī)機(jī)房、高層建筑等宜選用銅芯電纜。設(shè)計(jì)中需結(jié)合實(shí)際情況,選擇恰當(dāng)導(dǎo)體材料。重要或水下線路中,為減少電纜中間接頭數(shù)量以降低事故風(fēng)險(xiǎn),多選擇單芯電纜。
鎧裝選擇中,針對(duì)敷設(shè)方式,按照水下敷設(shè)、直埋地敷設(shè)、排管敷設(shè)及導(dǎo)管敷設(shè)等不同方式,選擇恰當(dāng)鎧裝。直埋敷設(shè)中,需分析電纜機(jī)械損傷及承受壓力,多選用鋼帶鎧裝,確保電纜質(zhì)量穩(wěn)定性;水下施工中,電纜易受到水流沖栓,應(yīng)用鋼帶鎧裝或鋼絲鎧裝,且外部設(shè)置耐腐蝕纖維或塑料外被層;排管或?qū)Ч芊笤O(shè)中,需保護(hù)電纜,推薦應(yīng)用加強(qiáng)型鉛色護(hù)套或塑料外護(hù)套,加強(qiáng)保護(hù)。
4.敷設(shè)設(shè)計(jì)
電纜線路設(shè)計(jì)中,土建部分包含工井、電纜溝、排管等,屬于隱蔽工程,運(yùn)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(wǎng)規(guī)劃部分路徑存在唯一性,更換線路工作量較大,需加強(qiáng)免維護(hù)設(shè)計(jì),保證電纜線路與使用壽命同步設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)中,要求電力人員結(jié)合工程背景,選擇恰當(dāng)敷設(shè)方式,提高電力系統(tǒng)工程質(zhì)量。
總結(jié):綜上所述,電力系統(tǒng)中高壓電纜輸電線路作為輸電重要載體,對(duì)輸電質(zhì)量具有直接影響。因此,高壓電纜輸電線路設(shè)計(jì)中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際,從路徑優(yōu)化、絕緣材料、電纜選型、敷設(shè)設(shè)計(jì)這幾方面出發(fā),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,保證線路平穩(wěn)運(yùn)行。
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