长距离电缆输电线路的架设和运行:电缆规格型号截面积

时间：2019-02-04 05:38:56 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：从经济和技术角度上说，长距离电缆输电一般采用高压输电。本文笔者依据多年长距离高压输电线路工程施工的实践经验，提出了长距离高压电缆的接线方式，并以常见的35KV高压输电线路设计为例探讨了长距离电缆输电线路的架设和运行，希望为在特殊地质环境和生态区等保护区进行输电线路架设提供些参考。
　　关键词：长距离电缆输电线路；输电线路；架设和运行
　　
　　城市化进程的加快，一方面造成电力需求的日益加大，客观上导致市区内变电所的数量和规模快速递增；另一方面城市建筑物等设施的密度也在不断扩大，考虑到铺设障碍和城市市容要求，架空输电选择逐渐在对周围整体环境有要求的城市和特殊景区景点放弃，而取而代之的是高压电缆形式的输电线路逐渐出现，如正全力建设国际化大都市的西安在主城区逐渐替换掉了有碍观瞻的大规模高空架设的电线，而选择了高压电缆埋入地下的铺设方式，市容市貌因此得到进一步改善。
　　相比架空线路的路径选择，高压电缆地下敷设具有以下优点：一是高压电缆具有输电线路路径宽度小的特点，因此线路路径受空间影响小，铺设相对容易。二是从市政上看，高压电缆在埋入地下后，会被草坪、人行道等城市基础设施覆盖，从而不会影响到城市面貌。三是由于线缆埋入地下，不易受外部环境诸如雨雪、化学气体等的腐蚀，线路寿命相对高空架设的电线要长。因此，在电力技术水平发展到一定程度上，选择电缆输电无论从城市市容环境还是电力成本上说都具有良好的应用前景。事实上，我国许多城市和大面积的旅游景区等在逐渐推广长距离电缆输电，因此也积累一些经验。本文以长距离电缆输电线路的架设和运行为例探讨了长距离电缆输电的可行性。该景区面积大，地质环境复杂，选择长距离电缆输电既能避免因地质环境复杂给高空架设带来的技术和成本难度，还能保持住景区整体环境，因此此案例具有典型的代表性。
　　一、长距离电缆线路与电力系统的连接方式
　　考虑到电缆线路的敷设受多种因素的影响，尤其是存在埋入地面或架设的情况，因此电缆的接线方式随周围环境的不同而采取最佳的方式。目前一般有以下几种方式：一是电缆进线段方式，这种方式也是目前最常见的一种电缆应用方案。具体做法是变电站出线间隔采用高压电缆，敷设一段电缆后，再采用架空线的方式与对端变电站相连；二是高压电缆线路纳入电力线路中间的一部分。这种方式多用在城市长距离电缆架设。城市中的高压电力线路由于受到架空线路径选择困难的影响，架空线路中间的一段采用电力电缆，也即是说电缆的两端均为架空线路。三是变电所之间全线采用高压电缆，好处是传输效率高，受损耗小，可靠性强。这种方式适合地面环境不是很复杂的小范围内或不影响整体环境的景区等地。
　　二、输电线路的架设
　　（一）35KV高压电缆输电线路技术操作
　　一是输送容量、电压等级及回路数选择。毫无疑问，35kV 应是35kV输电线路电压等级，20.3MVA和6.7MVA应分别作为最大输送容量和经济输送容量纳入到技术参考参数里。线路架设方式为电缆线路及架空线路混合架设的单回路供电方式。
　　二是电缆线路截面。在电缆截面选择时，应考虑线路实际输送容量及负荷情况，还有长距离电缆热损耗效应以及长距离高压输电线路往往需承担一定的压降损耗物理定律，根据提供的短路电流有效值3.6kA计算，电缆最小允许截面可为46mm2。
　　（二）35KV高压电缆绝缘的要求
　　高压电缆线架设前必须解决电缆绝缘难题，目前主要威胁或损害电缆的方式是雷电波的生成导致谐波生成。为防止雷电损坏电缆设施，可从以下两个方面采取保护措施：一是使用避雷器，限制来波的幅值；二是在距离电缆设施适当的距离装设可靠的进线保护段，利用导线高幅值入侵所产生的冲击电晕，降低入侵波的陡度和幅值，利用导线自身的波阻抗限制流过避雷器的冲击电流幅度。依据目前电力行业的普遍做法，目前电缆终端普遍采用全冷缩式户内终端和全冷缩式户外终端，电缆之间的连接也采用全冷缩式中间接头。电缆全冷缩电缆附件采用具有优良的绝缘性，具有优越的耐寒耐热性能，特别适用于高海拔地区、寒湿地区，而且安装操作简单，维护也容易，具体做法如下：
　　（1）避雷线的设置
　　对于电缆进线段方式，与电缆线路相连的架空线路，如果与高压电缆相连的35kV及以上变电所为组合电器GIS变电所，则架空线路应架设2km避雷线；如果与高压电缆相连的35kV及以上变电所为敞开式配电装置的变电所，则架空线路应架设1km避雷线。这是高压电缆设计的一个重要的外部条件。因此，在电缆的设计中，必须按照绝缘配合的要求，在架空线路上架设满足长度要求的避雷线。尤其对于改扩建工程，发现原架空线路未架设避雷线时，应改造相应线路，架设避雷线。
　　(2)避雷器的设置
　　L/T5221―2005《城市电力电缆线路设计技术规定》中明确规定，对于电缆进线段的10―220kV电力电缆线路，电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器。电缆线路一端与架空线相连，且电缆长度小于其冲击特性长度时，电缆线路应在两端分别装设避雷器。当进入波电压与电缆非架空线侧的最大脉冲电压相等时，其相应的电缆长度称为冲击特性长度，或称为脉冲波特性长度，也称为临界长度。据此，在长度小于其冲击特性长度的电缆线路中，脉冲波的入射波和反射波的叠加作用会使电缆的非架空线一侧的电压高于进入波。所以，在架空线侧和电缆线路的非架空线一侧都必须配置避雷器以消除谐波。
　　（三）电缆金属护套或屏蔽层接地方式要求
　　倘若电缆敷设周围设施多，电缆铺设量大，必然导致接头多，由于过多的电缆接头会降低电缆的运行可靠性，因此，考虑在现场环境许可的条件下，电缆的中间接头和绝缘接头尽量减少，提高电缆可靠性。为降低诸如35KV以上的高压电缆护套绝缘所承受的工频过电压，抑制对邻近弱点线路和设备的电磁干扰，宜沿电缆线路装设平行的回流线。目前，在长距离电缆输电线路的架设方式多采用交叉互联式。交叉互联方式适用于较长的电缆线路，且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。具体做法是使用绝缘接头把电缆金属护套隔膜，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。在雷电或操作过电压的作用下，绝缘接头两端会出现偏高的感应电压，为保护电缆外护层免遭击穿，因此需要在绝缘接头部位设金属护套电压限制器。
　　三、结语
　　鉴于当前长距离电缆输电多用于市政建设，本文在后面部分突出了更适应城市特点的长距离电缆铺设中常见的技术问题及其解决措施。高压电缆输电线路系统系统应用涉及到输、变电等专业，相关规程规范、技术要求多，这就需要在电缆铺设过程中，在基于环境整体性保护、市容市貌等初衷的同时，更加重视技术上的诸如避雷器、避雷线、护套接地方式等的关注，只要确保电缆系统的合理配置，才能最终保证长距离电缆的可靠运行。
　　
　　参考文献
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