110 kV以上高压电缆敷设方式的研究

黄一婷，刘 侃，许恒彬

（中国南方电网广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山，528000）

0 引 言

近年来，佛山城市建设高速发展，根据历年数据统计，从2006年至今，35 kV及以上输电电缆线路总长由91.16 km增长为400余 km，增长率高达80%。为提高城市土地有效使用面积的利用率，架空线路改造入地已成为城市供配电系统技术节能改造研究的重要项目。目前，高压电缆的敷设形式主要有电缆沟、排管及电缆隧道等。其中，电缆沟和隧道投资成本过高，且伴随城市规划建设，电缆工程竣工后不允许为电缆故障探测、检修等工作而开挖路面。排管敷设方式可满足工程投资成本低、工程建设难度低及对城市道路影响少等多方面的要求。

1 现状与背景

佛山市最早运行的110 kV高压电缆投运于90年代初期，将要达到理论运行寿命年限，并且随着时间的推移达到寿命年限的电缆数量会不断增长。如果更换达到寿命年限的电缆，需对城市进行大规模地围蔽和开挖，可行性低。近年来，城市电网由架空形式转变为地下电缆形式，如地铁等其他管线迁改下地的施工也频频增多，电缆与其存在许多路径交叉跨越点，槽盒敷设和顶管过路时无法核实电缆的具体深度位置，与相关施工单位交底时难以精确定位电缆路径，造成不便。因此，需采用非开挖铺设地下管线的排管铺设方式。

2 概念与技术优点

非开挖铺设地下管线是指利用地下导向钻掘，在地表不开挖和地层结构破坏极小的情况下，对供水、供气、通信及电力电缆等公用管线进行铺设的施工技术[1]。电力排管是将电缆敷设在预先埋设的地下管道，并为沿线地块供电配套提供电力通道。

电力排管的突出特点是强度高和摩擦阻力小，适用于地下管线密集和交通繁忙的道路，一般结合道路建设或者市政管线建设的项目同步建设电力排管。目前，常见的敷设形式有电缆沟、隧道及槽盒，普遍采用电缆沟敷设方式。本文以电缆沟敷设方式为参考，分析电缆排管的优势。

（1）目前常见的电缆沟形式在设计和施工阶段存在实现复杂的问题，如电缆支架的有效防腐措施、沟的路径是否符合电缆转弯半径及沟内防火封堵的严密性等；且自投运后沟中易产生积水淤泥杂物，后期维护工作量大，维护费用高。缆护套管投入后，日常维护工作量减轻，维护费用降低。

（2）电缆沟盖板极易受到车辆碾压而受损，频繁更换盖板不利于电缆运维工作效率的提高。电缆沟盖板间的缝隙也容易使他人向沟内倾倒废弃且有腐蚀性的化学物质，进而对电缆保护层的绝缘强度造成威胁。因此，有水泥包封的排管对电缆有保护作用，提高了电缆的运行可靠性。

（3）排管敷设形式的电缆工程造价适中，施工简易，且工期较短。结合项目设计和实际施工情况，同路径的电缆通道可敷设8～24条电缆排管，体现了排管的组合施工便利性。电缆排管敷设时，沟开挖宽度和土石方量都较小，施工效率高，可减少施工时间，缩短工期。

（4）排管敷设周围有水泥包封，抗压强度更高。对于需要经过行车道路的电缆通道，采用排管敷设的形式能减少重车对电缆的压迫，避免电缆因土质变形而产生拉伸受损。当电缆沟敷设面对周边施工时，易遭受钩机、桩机及钻探等机械的直接损伤。排管敷设则减少了电缆遭受外力破坏和机械损伤的可能性。

3 技术难点

3.1 故障查找

目前，电缆线路发生的故障情况中，接头故障所占几率较大。对于电缆运维，线路发生故障后查找故障和解决故障是首要问题。

现阶段，电缆故障的预定位查找主要使用脉冲法和电桥法。对采用排管敷设的故障电缆使用电桥法进行预定位时，检测接地点位于排管管口处，若在土建阶段约每隔50 m修砌一个检修工井，就能较容易地将故障点预定位在某一段排管范围内。若情况允许，可不考虑米级测量误差的影响，直接在故障点前后设立的工作井截断并抽出电缆，进而核实故障点。电缆接头的修复制作也可在工井内进行。若故障查找需要精确定位，则可采用跨步电压法。由于排管敷设的电缆无法人为地在大地上测得跨步电压，因此可在工井的排管口处，将测量探针绑在导引绳上，将其深入排管内进行探测。当两支探棒检测到较大跨步电压时，就可认为故障点在此段排管内。

如果采用排管敷设形式，并在中间接头位置设置工作井，可缩短抢修时间，减少城市道路的开挖次数，同时也避免了重新建设电缆通道。

3.2 截面载流量

载流量是一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量。在热稳定条件下，当电缆导体达到长期允许工作温度（通常为90 ℃）时的电缆载流量称为电缆长期允许载流量[2]。载流量过高会导致线芯工作温度超过额定值，进而影响电缆绝缘运行寿命；载流量偏低则使线芯得不到充分利用而造成浪费。影响载流量大小的内外因素具体如下。

3.2.1 内 因

线芯截面积与载流量成正比，通常铜线的安全载流量为5～8 A/mm2，铝线的安全载流量为3～5 A/mm2。同等规格下若采用铜线芯代替铝线芯，可提高30%的载流量。此外，采用导热性能优良的绝缘材料也可提高载流量。

3.2.2 外 因

排管敷设中，电缆的排列方式有一字形、品字形及直角形，其中品字形的排放方式可有效降低A、B、C三相间的感应电压。沟槽敷设中，品字形排列的电缆会因运行产生震动而相互摩擦，长期运行下易造成外护套损伤，因此一般选用水平或垂直方向上的一字型排列方式。对于沟槽，可结合品字形的电缆排管，以解决回路间的感应电压。

影响电缆长期载流量的因素还有很多，包括环境温度和散热条件等。实际应用中，若路径裕度较大，可采用适度拓宽排管尺寸和改变排列方式等措施提高载流量。

3.3 排管选材

为保证电缆的安全可靠运行，选择排管施工材料时，应注意以下基本要求。

（1）具有足够的机械强度，能使电缆免受外力的破坏。

（2）管道内壁光滑，摩擦系数小，便于电缆的抽放。

（3）具有一定绝缘性和阻燃性，可长期承受电缆的运行温度。

（4）管材应为轻便材质，便于接驳安装，提高施工效率。

（5）具有较好的密闭性和耐腐蚀性，不易老化断裂，使用寿命长。

传统排管采用的类型有钢管、水泥石棉管及普通PVC管等。其中，钢管造价较高，石棉管笨重且强度不足，普通PVC管散热性欠缺。因此，在广东地区符合敷设要求进而被广泛应用的是MPP管。MPP采用改性聚丙烯为主要原材料，具有抗高温和耐外压的特点，可用作10 kV以上高压输电线电缆排管的管材。

选取合适管材后，为使排管不受环境的侵蚀且加强对抗外力的机械强度，通常施工中在排管周围进行水泥包封。根据敷设地点的不同，可采取不同厚度的水泥包封设计。恢复路面后，在沿线安装电缆通道标志，便于日后识别电缆路径和维护检修电缆。

4 结 论

排管的敷设方式在电缆线路的运行、故障查找及设备检查等方面都具有明显优势，提高了施工效率，减少了电缆的外界损伤，延长了电缆的使用寿命，提升了电网电力传输的经济效益。