高壓電纜線路設(shè)計(jì)

高壓電纜線路設(shè)計(jì)摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交流輸電電壓等級(jí)的發(fā)展出現(xiàn)飽和趨勢(shì)，輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志已由提高輸電電壓等級(jí)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣唠娏?yīng)的可靠性。作為電網(wǎng)運(yùn)行的命脈，輸電線路是關(guān)系國計(jì)民生的“生命線”，在電能的輸送和全局優(yōu)化配置中起著舉足輕重的作用，它在輸送能源的同時(shí)又相當(dāng)?shù)拇嗳?，任何外力的破壞，都有可能造成大面積停電，甚至電網(wǎng)瓦解，給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定帶來巨大危害。關(guān)鍵詞：高壓；電纜；線路；設(shè)計(jì)一、電纜選型概述電纜選型最重要的是根據(jù)系統(tǒng)要求的輸送容量選擇電纜的截面面積，并計(jì)算電纜的最大載流量。影響電纜輸送容量和安全運(yùn)行的因素較多，在電纜選型設(shè)計(jì)時(shí)需從安全性與經(jīng)濟(jì)性上根據(jù)系統(tǒng)、設(shè)備和環(huán)境等各方面的具體情況，作全面分析和均衡考慮，不能僅從保障安全運(yùn)行角度考慮，片面加大電纜導(dǎo)體截面，選擇過大的安全保險(xiǎn)系數(shù)，從而使工程的投資缺乏經(jīng)濟(jì)性。計(jì)算所得的電纜最大載流量數(shù)值是電纜運(yùn)行的最大臨界數(shù)值，電纜如按此電流數(shù)值運(yùn)行時(shí)，是已處于其載流能力的極限狀態(tài)，系統(tǒng)和環(huán)境稍有變化，則電纜就會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，安全運(yùn)行的能力較差。因此根據(jù)此載流量計(jì)算得出的輸送容量應(yīng)留有一定裕度，特別在易燃易爆和有高溫輻射情況等場(chǎng)所，使電纜能有效避免因使用環(huán)境等外因變化而導(dǎo)致電纜實(shí)際安全載流量降低的影響,以確保供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。由于電纜絕緣材料對(duì)溫度的承受能力有一定的安全極限,當(dāng)電纜導(dǎo)體的運(yùn)行溫度超過一定的數(shù)值、長(zhǎng)期超溫使用將會(huì)加速電纜絕緣材料的老化,縮短電纜的使用壽命,高溫還會(huì)導(dǎo)致絕緣材料在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生熔解,使電纜絕緣擊穿,造成短路事故發(fā)生。因此在設(shè)計(jì)選擇電纜導(dǎo)體截面規(guī)格時(shí),應(yīng)按系統(tǒng)正常情況下,運(yùn)行電流通過電纜時(shí),電纜導(dǎo)體的運(yùn)行溫度確保在規(guī)定的安全限值下選取。一般情況下，電纜導(dǎo)體長(zhǎng)期運(yùn)行的最高溫度為90℃,短路時(shí)(最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間不超過5s)電纜導(dǎo)體的最高溫度為250℃。二、電纜護(hù)套感應(yīng)電壓的產(chǎn)生當(dāng)電纜的導(dǎo)線通過交流電流時(shí)，其周圍產(chǎn)生的一部分磁力線將與屏蔽層鉸鏈，使屏蔽層產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小與電纜線路的長(zhǎng)度和流過導(dǎo)線的電流成正比，電纜很長(zhǎng)時(shí)，屏蔽層上每厘米長(zhǎng)度的感應(yīng)電壓疊加起來可達(dá)到危及人身安全的程度；在線路發(fā)生不對(duì)稱短路故障、遭受操作過電壓或雷電過電壓時(shí)，屏蔽層上的感應(yīng)電壓會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值，甚至可能擊穿護(hù)套絕緣。如果屏蔽兩端同時(shí)接地使屏蔽線路形成閉合通路，屏蔽中將產(chǎn)生環(huán)形電流，電纜正常運(yùn)行時(shí),屏蔽上的環(huán)形電流與導(dǎo)體的負(fù)荷電流基本上為同一數(shù)量級(jí)，將產(chǎn)生很大的環(huán)流損耗，使電纜發(fā)熱，從而影響電纜的載流量,減少電纜的使用壽命。三、感應(yīng)電壓的限制措施為減小甚至消除過高感應(yīng)電壓對(duì)電纜運(yùn)行的不良影響，電纜屏蔽應(yīng)可靠合理的接地，電纜護(hù)套對(duì)地應(yīng)有良好的絕緣，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)線路的不同情況，按照經(jīng)濟(jì)合理的原則在護(hù)套的一定位置采用特殊的連接和接地方式、裝置護(hù)層絕緣保護(hù)器等,以防止電纜護(hù)層絕緣被擊穿。四、電纜線路的防雷與接地1、防雷電纜線路在實(shí)際的安裝過程中，應(yīng)該充分考慮到他的各項(xiàng)綜合因素和指標(biāo)的作用，否則可能會(huì)在實(shí)際的安裝過程中造成較大的安全隱患，進(jìn)而產(chǎn)生較大的危險(xiǎn)，只有充分的把握好了安裝過程中的各項(xiàng)指標(biāo)和參考因素，才能真正在防雷避雷上產(chǎn)生較為明顯的效果。在對(duì)于電纜金屬外套的接法上，也是有很多值得注意的地方，只有將這些細(xì)節(jié)注意好了，才能夠起到較好的保護(hù)和絕緣作用，使得電纜的外層不至于由于外部的原因產(chǎn)生較大的壓力和電力而產(chǎn)生較大的隱患，最終確保整個(gè)安裝過程的順利實(shí)施和完成。2、接地在實(shí)際的電纜線路的接法中，采用的是專業(yè)的接法，這種接法對(duì)于實(shí)際的操作過程中會(huì)產(chǎn)生較好的鋪墊作用，只有將這種接法接好了，才能更好的實(shí)施接下來的各個(gè)步驟的進(jìn)行。而且在這個(gè)過程中，還要考慮到被腐蝕的相關(guān)因素，只有將這個(gè)因素考慮在內(nèi)了了，才能確保線路的正常運(yùn)營(yíng)，而且還能防止被腐蝕的可能。五、電纜線路工程設(shè)計(jì)對(duì)于電力工程的設(shè)計(jì)來將，他的整個(gè)施工過程相對(duì)來講，是比較復(fù)雜的，從最開始的思路的設(shè)計(jì)，到實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)的考察，再到將實(shí)際的思路制定程一系列可供具體實(shí)施的工作，最后提供作為施工依據(jù)的文件和圖紙。電纜線路作為輸電線路的一種，是電力系統(tǒng)組成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是輸送電能的命脈，其能否正確運(yùn)行關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與否，對(duì)于電力系統(tǒng)的電網(wǎng)安全、供電可靠性和電能質(zhì)量起著重要的作用?？偨Y(jié)來講，對(duì)于電纜工程的實(shí)際實(shí)施過程來講，主要有以下幾個(gè)方面是值得引起格外的關(guān)注和重視的，他是電纜工程能否順利運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵因素：（1）對(duì)線路的鋪設(shè)地在正式鋪設(shè)之前，要將當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況做出細(xì)致周到的考察并且在心里要有一個(gè)大致的規(guī)劃方案，做到心中有數(shù)，只有這樣，才能確保整個(gè)過程的順利實(shí)施和運(yùn)營(yíng)，并且對(duì)整個(gè)規(guī)劃有一個(gè)大致的了解，對(duì)本次設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。（2）線路路徑選擇及電纜選型a)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，擬定出多個(gè)可供實(shí)施的方案，并且最終選擇出一個(gè)實(shí)施性強(qiáng)，可規(guī)劃性和可建設(shè)性強(qiáng)的方案，確保這個(gè)最終選擇出來的方案的最優(yōu)化和在實(shí)際的施工過程中能達(dá)到的效果是最佳的，并簡(jiǎn)要說明路徑推薦方案。b)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選擇合適的材料，和與整個(gè)施工過程中匹配的相關(guān)材料的最佳型號(hào)，進(jìn)而為整個(gè)施工過程帶來較好的效益。（3）電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)a)根據(jù)電壓等級(jí)、電纜絕緣類型、安置環(huán)境、污穢等級(jí)、作業(yè)條件、工程所需可靠性和經(jīng)濟(jì)性等要求說明電纜附件的型號(hào)規(guī)格，包括終端頭、中間接頭、交叉互聯(lián)箱、接地箱、交叉互聯(lián)電纜、接地電纜、護(hù)層保護(hù)器等。b)根據(jù)系統(tǒng)短路容量、電纜芯數(shù)、電纜長(zhǎng)度和電纜正常運(yùn)行情況下的線芯電流，說明電纜線路接地布置及其分段長(zhǎng)度，并根據(jù)電纜通道空間、接頭井分布、電纜分段情況說明電纜接頭的排列布置方案。c)根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃、電纜進(jìn)出線情況確定電纜終端站和終端塔的規(guī)模、布置方案及選型。（4）線路典型路段布置結(jié)合市政綜合管線規(guī)劃的要求，以及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的水文、地質(zhì)、地下管線、周邊環(huán)境情況，對(duì)整個(gè)鋪設(shè)過程中的相關(guān)情況做出大致的參考分析，并且最終給出可行性的施工方案，對(duì)于一些突發(fā)情況給出及時(shí)科學(xué)的指導(dǎo)。（5）環(huán)保及節(jié)能分析說明電纜線路的電磁環(huán)境影響和區(qū)域環(huán)境影響程度，給出為減小環(huán)境影響所采取的措施，并對(duì)線路的材料和輸電損耗進(jìn)行計(jì)算比較。結(jié)語總之，要認(rèn)識(shí)到110kV及以上高壓電纜線路與普通中低壓電纜線路在設(shè)計(jì)上的不同之處。由于110kV及以上高壓電纜線路采用單芯電纜，金屬護(hù)套會(huì)形成感應(yīng)電壓，影響線路輸電能力的提升。所以在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)的過程中，要注重降低金屬護(hù)套內(nèi)的感應(yīng)電壓，以確保高壓電纜線路零缺陷投產(chǎn)、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)[1]李久程.關(guān)于110kV及以上高壓電纜線路設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題[A].云南電網(wǎng)公司、云南省電機(jī)工程學(xué)會(huì).2012年云