城市電力線路分析論文

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摘要：結合工程實例，詳細介紹了中等城市電力線路入地的各個方面，為今后中等城市電力線路入地提供參考。

關鍵詞：電力線路入地淺談

1.運城市城區10KV電力線路入地的情況

改革開放以來，地處山西省南部的運城地區得到了迅速發展，經濟實力不斷增強，城市建設的步伐明顯加快，2001年，運城市被國務院批準為地級市，新一屆市委市政府剛成立，就圍繞建設經濟強市、旅游強市、工業強市，做出城區主要街道三線入地的決定，并組織實施了中銀大道的三線入地工程，拉開了運城城區10KV電力線路入地的建設。時至今日，運城供電分公司克服各種困難，繼配合市政府完成中銀大道的電力線路入地工程，又先后組織實施了河東街、人民南路、禹都大道南風廣場段、槐東路、禹都大道、運城城西變電站及運城城北變電站出線等多項電力線路入地工程，作為工程設計人員，我們幾年來在電力線路入地方面有了不少的收獲。

2.城市電力線路入地是經濟發展的要求

近幾年，一方面運城城區用電負荷呈持續快速增長，居民對供電可靠性期望提高；另一方面城市規劃與建設的要求越來越高，市容美觀越來越受到社會廣泛關注。作為城區配電網現采用的架空線路由于受廊道和同桿回路數的限制，許多街道輸送容量跟不上社會用電的發展；架空線路故障多、運行方式不靈活，經常造成大面積停電，嚴重影響居民正常生活；架空線路一般位于街道一側，限制綠化帶樹木的生長高度；架空線路的橫跨街道和其他線路在電力桿上的私拉亂扯，嚴重影響城市美觀；由于受帶電線路影響和社會各方面干擾，城市架空線路的施工難度較大，并易發生危及人身安全的斷導線、漏電等事故。隨著我國城市的快速發展，架空線路暴露出很多與城市發展不協調的矛盾。

電纜線路雖然建設投資費用較高，是架空線的幾倍，但由于敷設于地下，不占地面、空間，有利于市容美觀；同一地下電纜通道，可以容納多回線路，輸送容量的適應性強；自然條件（如雷電、風雨、鹽霧、污穢等）和周圍環境對電纜的影響較小，供電可靠性高；電纜隱蔽在地下，對人身比較安全；電纜線路的運行維護費用比較小，施工難度較??；配合環網柜、分接箱等設備，可進行多線路聯絡，形成供電網絡，運行方式極為靈活，可大大縮減停電次數和停電范圍，容易實現配網自動化。

所以隨著城市經濟發展，電纜線路以其架空線路無法比擬的優越性，會越來越多替代架空線路用于城市配電網中。

3.電纜敷設方式的選擇

電纜線路的土建工程建設費用一般比較大，電纜的敷設方式直接影響著土建工程的建設費用，所以合理規劃、正確選擇電纜敷設方式，是電纜入地工作的首要環節。電纜敷設方式應視工程條件、環境特點和電纜類型、數量等因素，且按滿足運行可靠、便于維護的要求和技術經濟合理的原則來選擇。電纜的敷設方式一般主要有直埋敷設、穿管敷設、電纜溝敷設、隧道敷設等。

直埋敷設方式，一般較易實施，具有投資省的顯著優點，但因易受外力破壞、老化和事故后不易更換、敷設后無法檢修的局限，不宜在城市主干線中進行采用，可用于電纜支線或用戶線。電纜溝敷設較為普遍，但運行時間長后，溝蓋板易發生斷裂和破損不全，地面水易溢入溝內，對地面美觀影響較大。

經過對各種敷設方式的分析，結合運城地下水位高、城市排水系統不暢，經常出現地面積水的現狀，運城城區的敷設方式側重于穿管敷設和隧道敷設兩種方式（我們以下也主要對這兩種方式進行探討），其各具特點，綜合比較情況見表一：

我們采用低摩高強維綸水泥電纜管又做了經濟核算，敷設10根電纜管每延米的綜合造價與1.1m寬X1.9m高隧道每延米的綜合造價比較接近，所以我們認為：

在電纜回路數較少（規劃10回路及以下），電力負荷增長較慢區域；或地下障礙物較多，負荷增長空間較小區域，如老城區，應優先考慮采用穿管敷設方式；

在電纜回路數較多（規劃10回路及以上），電力負荷增長較快、負荷比較重要區域；或地下障礙物較少，負荷增長空間較大區域，如新城區、變電站出線應優先考慮采用隧道敷設方式。

優點

缺點

隧

道

敷

設

通風散熱情況好，電纜載流量大，輸送容量多，利于長期安全運行。

運行維護與檢修非常方便，特別是容易發現事故隱患和事故故障點，容易搶修，縮短事故原因停電時間。

可以容納多回線路，適應性強

不易遭受外力破壞。

一般為磚混結構，本地有材料，施工工藝簡單，施工質量可靠。

電纜施工周期短，比較容易施工。

電力系統內部運行經驗多，易于管理。

適用于街道通直，特別是新城區，回路數較多，負荷重要地區。

排水問題較難解決。

投資比管道大。

路徑適應性較差，不適用于道路跨越或廊道困難地區。

電纜防火較難解決，防火措施投資大。

穿

管

敷

設

土建費用一般比隧道投資較省。

路徑適應性較好，特別適用于跨越道路和廊道困難地區，如老城區。

電纜防火較好解決，防火措施投資小。

通風散熱情況差，電纜載流量小，輸送容量少，不利于長期安全運行。

運行維護與檢修不方便，特別是不容易發現事故隱患和事故故障點，搶修困難，延長事故停電時間。

排管敷設后，不能再增加電纜根數，適應性差。

在全國范圍，遭受外力破壞逐年呈上升趨勢。

管道非本地生產，價格昂貴（50元/米），供貨周期長、運輸量大。

電纜施工難度較大。

每隔50米需要一個直線工作井。

工作井也存在排水問題。

表一

4.穿管敷設方式簡介

若確定采用穿管敷設方式，則管材的選用又是一項重要工作。電

纜保護管必須是內壁光滑無毛刺，應滿足使用條件所需的機械強度和耐久性，目前國內外電纜保護管材質種類不少，有鋼制保護管、陶瓷制管、聚乙烯波紋管、水泥管、氯化聚氯乙烯管等。鋼制保護管、陶瓷制管價格高，接頭均不好處理；聚乙烯波紋管撓度大，不宜采用在多根并列敷設的地段；普通水泥管內壁粗糙，電纜敷設難度大，容易損壞電纜。根據工程實際使用情況，考慮造價和施工諸多方面因素，推薦使用價格相對比較低廉、強度較大撓性小的低摩高強維綸水泥電纜管或埋地式電力電纜用氯化聚氯乙烯（CPVC）保護套管。

低摩高強維綸水泥電纜管是青島元鼎非金屬制品有限責任公司在石棉水泥管的基礎上研制的新型管材，系用水泥和纖維為主要原料經制管機卷制成的輕質非金屬管材，水化的水泥能與纖維共同凝結成堅硬的管體，埋在地下后，濕潤的泥土能使管體的硬化過程繼續進行，隨著時間的延長，管體的強度與硬度也會逐步增長。另外還具有價格低，每米僅20-40元；管內壁光滑，磨阻??；化學性能穩定，不老化不具有磁性等優點，我們在人民南路、禹都大道、槐東路電纜工程中進行了使用，據運行和施工單位反映良好。

氯化聚氯乙烯（CPVC）保護套管屬于科技含量較高的新產品，價格比水泥管較高，但具有質量輕、施工安裝方便、接頭采用管膠粘合不漏水、管質抗水性能優越、管材耐腐蝕、絕緣好、內壁極為光滑、無污染等優點，根據國家塑料制品質量監督檢驗中心出據的檢驗報告，強度與水泥電纜管也基本接近，可以滿足地埋要求。實際設計中可以根據不同情況和當地運輸價格，選用以上兩種管材。

另外，設計與施工還需注意：

每根保護管宜只穿一根電纜。

管的內徑，不宜小于電纜外徑的1.5倍。

在人行道或其它不過載重車輛的場所，采用直埋，管道頂部土壤覆蓋厚度不宜小于0.7米；在通過公路、鐵路和穿過有重型車輛的場地時，采用混凝土包封。

溝底應做100mm厚的混凝土基礎，管外徑距基礎邊不小于100mm；若同其它管道交叉或遇砂石土層，應采用鋼筋砼基礎。

管壁之間的距離應不少于40mm，最上層管頂部400mm和最外層管兩側200mm范圍，應采用過篩細土或砂土回填。

砂土頂部干擺一層機制磚，以減少外力的破壞。

5.隧道敷設方式簡介

考慮檢修及施工人員在隧道中的通行，隧道凈高選取為1900mm；與其他溝道交叉的局部段凈高，可降低為1400mm。隧道中通道的凈寬，當采用兩側支架時，選取為1100mm；當采用單側支架時，選取為900mm。

電纜支架最上層支架至頂板凈距選取為300mm,最下層支架距底板選取為200mm，支架層間垂直距離一般為250mm。電纜支架沿隧道每800mm設置1付，在側壁磚墻砌筑時，預埋2根燕尾螺絲。電纜主架采用L50X5鍍鋅角鋼，當每層支架考慮敷設一根電纜時，層架采用L40X4X200鍍鋅角鋼；當每層支架考慮敷設二根電纜時，層架采用L40X4X350鍍鋅角鋼。電纜層架與主架采用焊接。

沿隧道通長設置-40X5鍍鋅扁鐵作接地，接地扁鐵與每根主架焊接；在有電纜分接箱和環網柜的工作井采用4根L40X5的角鋼埋地2.5米作接地極，接地極引上鍍鋅扁鐵與沿隧道通長設置鍍鋅扁鐵焊接。

隧道內應能排水暢通，隧道應比工作井底部高出500mm以上，并應向一側工作井有不小于0.5％的坡度。

隧道每隔50m設置一個安全孔（人孔），安全孔直徑不小于700mm,一般安全孔可不設置爬梯，檢修人員可利用電纜支架上下隧道。

隧道一般采用磚砼結構，側壁采用370mm厚磚墻，隧道底部和頂板采用現澆鋼筋混凝土。

6.工作井

工作井是人可以經常順利出入，以安置電纜接頭、電氣設備等附屬部件或供牽拉電纜作業所需的小室式電纜構筑物。無論選擇穿管敷設還是隧道敷設，工作井的設置和大小，對電纜施工運行和工程造價，都有很大的影響。

穿管敷設方式，施工檢修和分支都不方便，可考慮每50米設置一個工作井，主要是巡視、電纜施工敷設、牽引時使用，考慮常用最粗電纜（300mm2電纜）裕度繞圈，工作井凈尺寸宜為2.8X2.8米,工作井底部應比最下層保護管低500mm以上。

隧道敷設方式，施工檢修和分支都較方便，可只在隧道的終端、過街頂管以及需設置分接箱、環網柜的部位設置工作井，工作井尺寸也只考慮最粗電纜裕度繞圈，凈尺寸為2.8X2.8m。

所有工作井應在人孔下方設置不小于500mm長、500mm寬、500mm高的集水坑，工作井底板應向集水坑有不小于0.5％的排水坡度。

與街道交叉

電纜路徑一般位于人行道上，但與街道交叉是非常普遍的現象。在老城區、交通重要的街道施工時，政府一般要求盡量減少破路、杜絕嚴重影響交通，所以穿越街道應采用地下牽引或頂管工藝。當一處橫穿街道電纜數量較少時，可考慮一根電纜牽引一根電纜管，牽引管材選用加厚的150mm聚乙烯PE管；當一處橫穿街道電纜數量較多時，考慮多根電纜使用一根頂管，一般采用直徑不小于800mm的砼管，采用機械頂進和人工掏挖相配合的施工方法。

牽引（頂）管的設置應與工作井的設置綜合考慮，可調整工作井的深度，保證牽引（頂）管兩側必須進入工作井；在牽引（頂）管施工前，必須仔細查看地下管線測量資料，熟悉掌握地下情況，盡量避免破壞地下已有管線。

電力電纜的選擇

電力電纜的品種和規格有上千種之多，分類方法多種多樣。通常按電纜的絕緣和結構不同，分為紙絕緣電纜、擠包絕緣電纜和壓力電纜三大類。紙絕緣電纜是繞包絕緣紙帶后浸漬絕緣劑（油類）作為絕緣的電纜，是一種古老的電纜品種；壓力電纜是在電纜中充以能夠流動、并具有一定壓力的絕緣油或氣的電纜，一般可用于63KV及以上電壓等級的電纜線路；目前10KV及以下電纜線路中常用的電纜擠包電纜又稱固體擠壓聚合電纜，是以熱塑性或熱固性材料擠包形成絕緣的電纜，主要有聚氯乙烯（PVC）電纜、聚乙烯(PE)電纜、交聯聚乙烯（XLPE）電纜和乙丙橡膠(EPR)電纜等。

交聯聚乙烯電纜是20世紀60年代以后技術發展最快的電纜品種，其制造周期較短、效率較高、安裝工藝較為簡便、導體工作溫度可達到90度，由于制造工藝的不斷改進，使得交聯聚乙烯電纜產品具有優良的電氣性能，完全能滿足城市電網建設和改造的需要，產品價格呈逐年下降趨勢，價格已有很大優勢，我們在城區的電纜工程中全部選用了三芯交聯聚乙烯電纜YJLV22和YJV22系列產品。

電纜截面和導體，按持續工作電流確定。考慮施工和綜合造價，選用電纜截面不應超過300mm2，如果根據計算超過300mm2截面，應考慮調整接線方式，改由兩根以上電纜并列供電。電纜導體優先采用鋁芯，但在變電站出線、廊道緊張、負荷較大區域可酌情使用銅芯電纜。

電氣接線方式及設備

一般街道最少采用兩根主干電纜供電，一根電纜沿線串接大量分接箱，然后由分接箱向各用戶供電，帶沿線主要負荷；一根電纜根據電纜制造長度沿線串接少量分接箱，只帶沿線一些重要負荷，與環網柜聯絡，在事故情況下轉供其他線路負荷。

環網柜一般設置在十字街口，作為主干線路聯絡之用，一般不帶用戶，普通選用四路進出線帶負荷開關形式，負荷開關為三位置，可以運行、拉開、接地三種方式，進出線額定電流為600A。

分接箱根據電氣接線、沿線用戶及所處位置，分為一路進線帶負荷開關和不帶負荷開關兩種，可以滿足不同環網供電方式，均為二路進線，額定電流為600A；多路出線，額定電流為200A。

電纜分接箱、環網柜體積較小，取得城建局同意安裝于沿線工作井之上；箱式變壓器體積較大，應考慮安裝于道路規劃紅線以外。

電纜的阻燃和防火

電纜是一種可燃物，構成電纜的材料中有一大半為高分子聚合材料，在一定溫度下會熔融，當局部電纜著火燃燒而產生高溫，達到或超過鄰近電纜引燃的溫度時，就會導致電纜群體延燃，嚴重的還會將相連的電器設備全部燒毀。電纜火災事故無論是受外界火源引起還是由電纜自身故障造成，都具有火勢猛、蔓延快、搶救難、損失嚴重等特點，因此可以說，電纜運行中的防火問題是影響電纜安全運行的一個十分重要的問題，設計必須充分重視。電纜著火的原因多種多樣，目前還難以從根本上加以杜絕，只能從采取阻燃和防止著火的措施出發，予以防范。

穿管敷設方式的阻燃和防火措施較為簡單，投資較少。首先在所有工作井的進出線管口均需采用FZD-II型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充長度不得小于200mm，并在工作井段所有電纜上施加3遍A60-Q改性氨基電纜防火涂料；然后有分接箱、環網柜的工作井（隧道與此相同），在井內頂板分接箱開口處及箱式變壓器工作井在井內頂部不銹鋼通風窗下，采用YJ型阻燃隔熱板設置一道水平阻火墻,并在緊貼阻火墻下部的每根電纜上設置1米長縱向YJ型阻燃槽盒一個，盒內空隙用FZD-II型非硬化阻火堵料填充密實,阻燃槽盒采用L40X4鍍鋅角鋼根據井內情況固定于距離最近的井壁上。

隧道敷設方式由于隧道內有大量的可燃物，所以阻燃和防火較為復雜，投資也較多。所有進出隧道或工作井、管徑在300mm及以下的管口，均需采用FZD-II型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充長度不得小于200mm；在電纜分支處、長距離隧道中相隔約200m或通風區段處、至控制室或配電裝置的溝道入口等部位，各采用YJ型阻燃隔熱板設置一道縱向阻火墻加防竄燃檔板，并在阻火墻緊靠兩側各5米的每根電纜上施加3遍A60-Q改性氨基電纜防火涂料；長距離隧道中相隔1000m，采用YJ型阻燃隔熱板設置一道帶門（遇煙火可自行關閉）縱向阻火墻，并在阻火墻緊靠兩側各5米的每根電纜上施加3遍A60-Q改性氨基電纜防火涂料；工作井段的所有電纜上施加3遍A60-Q改性氨基電纜防火涂料。

11.結束語

隨著社會的發展，工程的增多，電力線路入地的經驗會更多、技術更加成熟，但電力電纜科學技術的不斷前進，又需要不斷加強學習，充分掌握國內外動態，才能搞好電力線路入地的各項工作。

參考文獻：

1.《電力線路工程技術標準規程應用手冊》，曹欣春編，光明日報出版社2003年第1版。

2.《電力電纜安裝運行技術問答》，史傳卿編，中國電力出版社2002年第1版。

3.《電線、電纜及其附件實用手冊》，國家電力公司電力機械局等編，中國電力出版社2000年第1版。

4.《電力工程電纜設計規范》

5.《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》