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城市电力线路分析论文
城市电力线路分析论文 摘要：结合工程实例，详细介绍了中等城市电力线路入地的各个方面，为 今后中等城市电力线路入地提供参考。关键词：电力线路入地浅谈 1.运城市城区10KV电力线路入地的情况 改革开放以来，地处山西省南部的运城地区得到了迅速发展，经济实力不 断增强，城市建设的步伐明显加快，2001年，运城市被国务院批准为地级市，新 一届市委市政府刚成立，就围绕建设经济强市、旅游强市、工业强市，做出城区 主要街道三线入地的决定，并组织实施了中银大道的三线入地工程，拉开了运城 城区10KV电力线路入地的建设。时至今日，运城供电分公司克服各种困难，继 配合市政府完成中银大道的电力线路入地工程，又先后组织实施了河东街、人民 南路、禹都大道南风广场段、槐东路、禹都大道、运城城西变电站及运城城北变 电站出线等多项电力线路入地工程，作为工程设计人员，我们几年来在电力线路 入地方面有了不少的收获。
2.城市电力线路入地是经济发展的要求 近几年，一方面运城城区用电负荷呈持续快速增长，居民对供电可靠性期 望提高；
另一方面城市规划与建设的要求越来越高，市容美观越来越受到社会广 泛关注。作为城区配电网现采用的架空线路由于受廊道和同杆回路数的限制，许 多街道输送容量跟不上社会用电的发展；
架空线路故障多、运行方式不灵活，经 常造成大面积停电，严重影响居民正常生活；
架空线路一般位于街道一侧，限制 绿化带树木的生长高度；
架空线路的横跨街道和其他线路在电力杆上的私拉乱扯， 严重影响城市美观；
由于受带电线路影响和社会各方面干扰，城市架空线路的施 工难度较大，并易发生危及人身安全的断导线、漏电等事故。随着我国城市的快 速发展，架空线路暴露出很多与城市发展不协调的矛盾。
电缆线路虽然建设投资费用较高，是架空线的几倍，但由于敷设于地下， 不占地面、空间，有利于市容美观；
同一地下电缆通道，可以容纳多回线路，输 送容量的适应性强；
自然条件（如雷电、风雨、盐雾、污秽等）和周围环境对电 缆的影响较小，供电可靠性高；
电缆隐蔽在地下，对人身比较安全；
电缆线路的 运行维护费用比较小，施工难度较小；
配合环网柜、分接箱等设备，可进行多线路联络，形成供电网络，运行方式极为灵活，可大大缩减停电次数和停电范围， 容易实现配网自动化。
所以随着城市经济发展，电缆线路以其架空线路无法比拟的优越性，会越 来越多替代架空线路用于城市配电网中。
3.电缆敷设方式的选择 电缆线路的土建工程建设费用一般比较大，电缆的敷设方式直接影响着土 建工程的建设费用，所以合理规划、正确选择电缆敷设方式，是电缆入地工作的 首要环节。电缆敷设方式应视工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素，且 按满足运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则来选择。电缆的敷设方 式一般主要有直埋敷设、穿管敷设、电缆沟敷设、隧道敷设等。
直埋敷设方式，一般较易实施，具有投资省的显著优点，但因易受外力破 坏、老化和事故后不易更换、敷设后无法检修的局限，不宜在城市主干线中进行 采用，可用于电缆支线或用户线。电缆沟敷设较为普遍，但运行时间长后，沟盖 板易发生断裂和破损不全，地面水易溢入沟内，对地面美观影响较大。
经过对各种敷设方式的分析，结合运城地下水位高、城市排水系统不畅， 经常出现地面积水的现状，运城城区的敷设方式侧重于穿管敷设和隧道敷设两种 方式（我们以下也主要对这两种方式进行探讨），其各具特点，综合比较情况见 表一：
我们采用低摩高强维纶水泥电缆管又做了经济核算，敷设10根电缆管每延 米的综合造价与1.1m宽X1.9m高隧道每延米的综合造价比较接近，所以我们认 为：
在电缆回路数较少（规划10回路及以下），电力负荷增长较慢区域；
或地 下障碍物较多，负荷增长空间较小区域，如老城区，应优先考虑采用穿管敷设方 式；
在电缆回路数较多（规划10回路及以上），电力负荷增长较快、负荷比较 重要区域；
或地下障碍物较少，负荷增长空间较大区域，如新城区、变电站出线 应优先考虑采用隧道敷设方式。
优点缺点 隧 道 敷 设 通风散热情况好，电缆载流量大，输送容量多，利于长期安全运行。
运行维护与检修非常方便，特别是容易发现事故隐患和事故故障点，容易 抢修，缩短事故原因停电时间。
可以容纳多回线路，适应性强 不易遭受外力破坏。
一般为砖混结构，本地有材料，施工工艺简单，施工质量可靠。
电缆施工周期短，比较容易施工。
电力系统内部运行经验多，易于管理。
适用于街道通直，特别是新城区，回路数较多，负荷重要地区。
排水问题较难解决。
投资比管道大。
路径适应性较差，不适用于道路跨越或廊道困难地区。
电缆防火较难解决，防火措施投资大。
穿 管 敷设 土建费用一般比隧道投资较省。
路径适应性较好，特别适用于跨越道路和廊道困难地区，如老城区。
电缆防火较好解决，防火措施投资小。
通风散热情况差，电缆载流量小，输送容量少，不利于长期安全运行。
运行维护与检修不方便，特别是不容易发现事故隐患和事故故障点，抢修 困难，延长事故停电时间。
排管敷设后，不能再增加电缆根数，适应性差。
在全国范围，遭受外力破坏逐年呈上升趋势。
管道非本地生产，价格昂贵（50元/米），供货周期长、运输量大。
电缆施工难度较大。
每隔50米需要一个直线工作井。
工作井也存在排水问题。
表一 4.穿管敷设方式简介 若确定采用穿管敷设方式，则管材的选用又是一项重要工作。电 缆保护管必须是内壁光滑无毛刺，应满足使用条件所需的机械强度和耐久 性，目前国内外电缆保护管材质种类不少，有钢制保护管、陶瓷制管、聚乙烯波 纹管、水泥管、氯化聚氯乙烯管等。钢制保护管、陶瓷制管价格高，接头均不好 处理；
聚乙烯波纹管挠度大，不宜采用在多根并列敷设的地段；
普通水泥管内壁 粗糙，电缆敷设难度大，容易损坏电缆。根据工程实际使用情况，考虑造价和施 工诸多方面因素，推荐使用价格相对比较低廉、强度较大挠性小的低摩高强维纶 水泥电缆管或埋地式电力电缆用氯化聚氯乙烯（CPVC）保护套管。低摩高强维纶水泥电缆管是青岛元鼎非金属制品有限责任公司在石棉水 泥管的基础上研制的新型管材，系用水泥和纤维为主要原料经制管机卷制成的轻 质非金属管材，水化的水泥能与纤维共同凝结成坚硬的管体，埋在地下后，湿润 的泥土能使管体的硬化过程继续进行，随着时间的延长，管体的强度与硬度也会 逐步增长。另外还具有价格低，每米仅20-40元；
管内壁光滑，磨阻小；
化学性 能稳定，不老化不具有磁性等优点，我们在人民南路、禹都大道、槐东路电缆工 程中进行了使用，据运行和施工单位反映良好。
氯化聚氯乙烯（CPVC）保护套管属于科技含量较高的新产品，价格比水 泥管较高，但具有质量轻、施工安装方便、接头采用管胶粘合不漏水、管质抗水 性能优越、管材耐腐蚀、绝缘好、内壁极为光滑、无污染等优点，根据国家塑料 制品质量监督检验中心出据的检验报告，强度与水泥电缆管也基本接近，可以满 足地埋要求。实际设计中可以根据不同情况和当地运输价格，选用以上两种管材。
另外，设计与施工还需注意：
每根保护管宜只穿一根电缆。
管的内径，不宜小于电缆外径的1.5倍。
在人行道或其它不过载重车辆的场所，采用直埋，管道顶部土壤覆盖厚度 不宜小于0.7米；
在通过公路、铁路和穿过有重型车辆的场地时，采用混凝土包 封。
沟底应做100mm厚的混凝土基础，管外径距基础边不小于100mm；
若同其 它管道交叉或遇砂石土层，应采用钢筋砼基础。
管壁之间的距离应不少于40mm，最上层管顶部400mm和最外层管两侧 200mm范围，应采用过筛细土或砂土回填。
砂土顶部干摆一层机制砖，以减少外力的破坏。
5.隧道敷设方式简介 考虑检修及施工人员在隧道中的通行，隧道净高选取为1900mm；
与其他 沟道交叉的局部段净高，可降低为1400mm。隧道中通道的净宽，当采用两侧支 架时，选取为1100mm；
当采用单侧支架时，选取为900mm。电缆支架最上层支架至顶板净距选取为300mm,最下层支架距底板选取为 200mm，支架层间垂直距离一般为250mm。电缆支架沿隧道每800mm设置1付， 在侧壁砖墙砌筑时，预埋2根燕尾螺丝。电缆主架采用L50X5镀锌角钢，当每层 支架考虑敷设一根电缆时，层架采用L40X4X200镀锌角钢；
当每层支架考虑敷设 二根电缆时，层架采用L40X4X350镀锌角钢。电缆层架与主架采用焊接。
沿隧道通长设置-40X5镀锌扁铁作接地，接地扁铁与每根主架焊接；
在有 电缆分接箱和环网柜的工作井采用4根L40X5的角钢埋地2.5米作接地极，接地极 引上镀锌扁铁与沿隧道通长设置镀锌扁铁焊接。
隧道内应能排水畅通，隧道应比工作井底部高出500mm以上，并应向一侧 工作井有不小于0.5％的坡度。
隧道每隔50m设置一个安全孔（人孔），安全孔直径不小于700mm,一般安 全孔可不设置爬梯，检修人员可利用电缆支架上下隧道。
隧道一般采用砖砼结构，侧壁采用370mm厚砖墙，隧道底部和顶板采用现 浇钢筋混凝土。
6.工作井 工作井是人可以经常顺利出入，以安置电缆接头、电气设备等附属部件或 供牵拉电缆作业所需的小室式电缆构筑物。无论选择穿管敷设还是隧道敷设，工 作井的设置和大小，对电缆施工运行和工程造价，都有很大的影响。
穿管敷设方式，施工检修和分支都不方便，可考虑每50米设置一个工作井， 主要是巡视、电缆施工敷设、牵引时使用，考虑常用最粗电缆（300mm2电缆） 裕度绕圈，工作井净尺寸宜为2.8X2.8米,工作井底部应比最下层保护管低500mm 以上。
隧道敷设方式，施工检修和分支都较方便，可只在隧道的终端、过街顶管 以及需设置分接箱、环网柜的部位设置工作井，工作井尺寸也只考虑最粗电缆裕 度绕圈，净尺寸为2.8X2.8m。
所有工作井应在人孔下方设置不小于500mm长、500mm宽、500mm高的 集水坑，工作井底板应向集水坑有不小于0.5％的排水坡度。与街道交叉 电缆路径一般位于人行道上，但与街道交叉是非常普遍的现象。在老城区、 交通重要的街道施工时，政府一般要求尽量减少破路、杜绝严重影响交通，所以 穿越街道应采用地下牵引或顶管工艺。当一处横穿街道电缆数量较少时，可考虑 一根电缆牵引一根电缆管，牵引管材选用加厚的150mm聚乙烯PE管；
当一处横 穿街道电缆数量较多时，考虑多根电缆使用一根顶管，一般采用直径不小于 800mm的砼管，采用机械顶进和人工掏挖相配合的施工方法。
牵引（顶）管的设置应与工作井的设置综合考虑，可调整工作井的深度， 保证牵引（顶）管两侧必须进入工作井；
在牵引（顶）管施工前，必须仔细查看 地下管线测量资料，熟悉掌握地下情况，尽量避免破坏地下已有管线。
电力电缆的选择 电力电缆的品种和规格有上千种之多，分类方法多种多样。通常按电缆的 绝缘和结构不同，分为纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力电缆三大类。纸绝缘电 缆是绕包绝缘纸带后浸渍绝缘剂（油类）作为绝缘的电缆，是一种古老的电缆品 种；
压力电缆是在电缆中充以能够流动、并具有一定压力的绝缘油或气的电缆， 一般可用于63KV及以上电压等级的电缆线路；
目前10KV及以下电缆线路中常用 的电缆挤包电缆又称固体挤压聚合电缆，是以热塑性或热固性材料挤包形成绝缘 的电缆，主要有聚氯乙烯（PVC）电缆、聚乙烯(PE)电缆、交联聚乙烯（XLPE） 电缆和乙丙橡胶(EPR)电缆等。
交联聚乙烯电缆是20世纪60年代以后技术发展最快的电缆品种，其制造周 期较短、效率较高、安装工艺较为简便、导体工作温度可达到90度，由于制造工 艺的不断改进，使得交联聚乙烯电缆产品具有优良的电气性能，完全能满足城市 电网建设和改造的需要，产品价格呈逐年下降趋势，价格已有很大优势，我们在 城区的电缆工程中全部选用了三芯交联聚乙烯电缆YJLV22和YJV22系列产品。
电缆截面和导体，按持续工作电流确定。考虑施工和综合造价，选用电缆 截面不应超过300mm2，如果根据计算超过300mm2截面，应考虑调整接线方式， 改由两根以上电缆并列供电。电缆导体优先采用铝芯，但在变电站出线、廊道紧 张、负荷较大区域可酌情使用铜芯电缆。
电气接线方式及设备一般街道最少采用两根主干电缆供电，一根电缆沿线串接大量分接箱，然 后由分接箱向各用户供电，带沿线主要负荷；
一根电缆根据电缆制造长度沿线串 接少量分接箱，只带沿线一些重要负荷，与环网柜联络，在事故情况下转供其他 线路负荷。
环网柜一般设置在十字街口，作为主干线路联络之用，一般不带用户，普 通选用四路进出线带负荷开关形式，负荷开关为三位置，可以运行、拉开、接地 三种方式，进出线额定电流为600A。
分接箱根据电气接线、沿线用户及所处位置，分为一路进线带负荷开关和 不带负荷开关两种，可以满足不同环网供电方式，均为二路进线，额定电流为 600A；
多路出线，额定电流为200A。
电缆分接箱、环网柜体积较小，取得城建局同意安装于沿线工作井之上；
箱式变压器体积较大，应考虑安装于道路规划红线以外。
电缆的阻燃和防火 电缆是一种可燃物，构成电缆的材料中有一大半为高分子聚合材料，在一 定温度下会熔融，当局部电缆着火燃烧而产生高温，达到或超过邻近电缆引燃的 温度时，就会导致电缆群体延燃，严重的还会将相连的电器设备全部烧毁。电缆 火灾事故无论是受外界火源引起还是由电缆自身故障造成，都具有火势猛、蔓延 快、抢救难、损失严重等特点，因此可以说，电缆运行中的防火问题是影响电缆 安全运行的一个十分重要的问题，设计必须充分重视。电缆着火的原因多种多样， 目前还难以从根本上加以杜绝，只能从采取阻燃和防止着火的措施出发，予以防 范。
穿管敷设方式的阻燃和防火措施较为简单，投资较少。首先在所有工作井 的进出线管口均需采用FZD-II型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充长度不得 小于200mm，并在工作井段所有电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料；
然后有分接箱、环网柜的工作井（隧道与此相同），在井内顶板分接箱开口处及 箱式变压器工作井在井内顶部不锈钢通风窗下，采用YJ型阻燃隔热板设置一道水 平阻火墙,并在紧贴阻火墙下部的每根电缆上设置1米长纵向YJ型阻燃槽盒一个， 盒内空隙用FZD-II型非硬化阻火堵料填充密实,阻燃槽盒采用L40X4镀锌角钢根 据井内情况固定于距离最近的井壁上。隧道敷设方式由于隧道内有大量的可燃物，所以阻燃和防火较为复杂，投 资也较多。所有进出隧道或工作井、管径在300mm及以下的管口，均需采用FZD-II 型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充长度不得小于200mm；
在电缆分支处、 长距离隧道中相隔约200m或通风区段处、至控制室或配电装置的沟道入口等部 位，各采用YJ型阻燃隔热板设置一道纵向阻火墙加防窜燃档板，并在阻火墙紧靠 两侧各5米的每根电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料；
长距离隧道中相 隔1000m，采用YJ型阻燃隔热板设置一道带门（遇烟火可自行关闭）纵向阻火墙， 并在阻火墙紧靠两侧各5米的每根电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂 料；
工作井段的所有电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料。
11.结束语 随着社会的发展，工程的增多，电力线路入地的经验会更多、技术更加成 熟，但电力电缆科学技术的不断前进，又需要不断加强学习，充分掌握国内外动 态，才能搞好电力线路入地的各项工作。
