城市电力线路应急电缆的结构设计

张琨

（国核电力规划设计研究院重庆有限公司 重庆渝北 401121）

城市电力线路应急电缆的结构设计

张琨

（国核电力规划设计研究院重庆有限公司 重庆渝北 401121）

现如今城市配网电缆化发展迅速，确保电力电缆线路安全运行是保障供电可靠性的关键，而在城市配网线路作业方面，不停电作业方式是主要的发展方向。对此，本文将对城市电力线路电缆结构设计中的基础设计、杆塔设计以及隧道电缆设计要点进行详细探究。

电力线路；应急电缆；结构设计

1 引言

新时期，城市配电网规模不断扩大，电缆线路数量不断增加，为了加快电缆线路不停电作业项目开发建设，提升城市配网供电安全性和可靠性，必须对电缆线路不停电作业相关技术进行深入研究。

2 城市电力线路电缆基础设计要点

2.1 合理配比混凝土材料

电缆基础设计中，混凝土材料的配比是十分重要的，所以必须对其进行严格把控，其中水泥浆以及骨料作为混凝土材料中的重要组成材料，在进行配比之前，必须详细地核查水泥浆和骨料的质量。另外，还需要将各种材料的使用量进行精确的计算，进而可以保证混凝土材料配比的合理性和科学性，从而可以确保混凝土的均匀性，做好这些工作，才能够加强混凝土的强度，最大程度上降低混凝土裂缝现象的发生。

2.2 精确计算箍筋位置、绑扎及间距等数值

电力线路电缆基础工程中，同时还需要用到箍筋以及钢筋等材料，在对这些材料应用的时候，有着非常严格的规定和标准，尤其是其施工位置、绑扎方式以及间距等。所以，相关的技术人员必须计算箍筋的位置以及绑扎等数值，从根本上保证电缆基础施工的合理性和科学性。其中，电缆基础施工中的第一根箍筋和电缆基础顶面的距离一般会控制在130～450mm之间，具体情况应该根据施工现场的实际情况来决定，必须保证钢筋材料的承载力能够满足电缆基础施工的要求，为电力线路打下牢固的基础。

2.3 选择科学合理的电缆基础设计要点

电力线路的电缆基础工程是一项非常复杂、非常系统的工程。所以，在确定电缆基础设计方法之前，必须进行实地考察，了解实地的实际情况，从而能够全面地了解电缆基础工程的特点和地质状况，进而在确定设计的方法，这样就可以保证电缆基础工程设计的合理性和科学性。要求设计人员进行实地考察的主要原因在于不同的地质会有不同的设计方法，因为地质的不同也就对设计的要求不同，如针对砂土或者粘性土等地质，一般采用的方法就用强夯法。

2.4 完善软土质地区电缆基础设计要点

由于软土质本身的特性，导致了在其进行施工的时候具有一定的复杂性，电缆基础也是比较薄弱的。所以，为了能够保证铁塔在软土地区的承载力，必须加强电缆基础设计，否则会导致在电缆基础施工过程中发生塌陷的情况，进而会严重影响到电缆基础的施工进度。

3 城市电力线路电缆杆塔设计要点

3.1 路径与杆型的设计要点

在城市中，走廊面积总是有限的，在现实生活中很少采用单独回路，多采用双回路或者多回路，在其两侧需要同等的半走廊宽度，因此，通常情况下，靠近绿地、道路的一侧自由度比较高，可利用性比较强。在特殊情况下，如果采用单侧三相垂直杆型单回线路，则也可以获得一定的成效。根据《110～750kV架空电力线路设计规范》中的相关规定：如果路径受到了一定的限制，则路基边到杆塔边之间的距离应该控制在5～6m之间，然而在实际施工中却很难达到这一规定。对此，为了避免出现意外事故，在实际施工过程中，可以在钢管杆或者角钢塔接近快车道的一侧铺设管径为0.11m、高为1m的钢管护墩，电力规划设计院等相关部门认为只要各部门协调一致便可实行。

3.2 杆塔的设计要点

杆塔包含很多技术参数，主要有最大使用张力、电压等级、设计垂直档距、杆塔总质量、架空地线、称呼高度、有导线型号、气象条件、最大使用应力、设计水平档距等等。选择对呼称高度的设计进行详细阐述，在呼称高度设计过程中，应该严格遵循以下公式：H=f+h+△h+λ，其中，λ指的是绝缘子串长/m，f指的是导线设计最大弧垂/m，h指的是规程规定对地距离的最小允许距离/m，△h指的是各种因素预留的裕度/m。

4 城市电力线路隧道电缆设计要点

4.1 电缆隧道线路设计要点

在电缆隧道线路设计过程中，需要考虑隧道平面设计、纵断面设计以及横断面设计这三点。在具体的设计过程中，应该严格遵循以下原则：①在选择电缆隧道线位时，应该充分结合城市电网分布状况，然后在此基础上合理布线和设站，同时还必须满足城市规划要求，这样才能有利于沿线城区的改造以及施工，有利于避免对交通产生不良影响，减少征地或者建筑物拆迁。②在进行电缆隧道线路平面和纵向布置时，应该综合考虑现状建筑物、对周围交通的影响、地下管线、工程造价、工程地质、施工方法等诸多因素。③对电缆隧道的断面进行规划时，应该综合考虑电缆隧道沿线的远期电缆敷设需求。④根据电力工程电缆设计相关规定，在设置电缆隧道转弯时，必须综合考虑电缆转弯的最小半径要求，在对电缆进行竖向设计时，必须确保符合电缆敷设最大纵坡限制。

4.2 电缆隧道结构设计要点

在隧道结构设计过程中，应该严格遵循以下原则：①隧道结构设计必须符合防水、防火、稳定性、耐久性、强度、刚度以及裂缝开展宽度验算的要求，同时还应该满足施工工艺要求。②在选择隧道结构型式以及施工方法时，还应该综合考虑工程地质条件、城市总体规划要求、道路交通状况、地面既有建筑物等因素。

5 城市电力线路应急旁路电缆系统技术要点

旁路作业法的应用能够保障为用户持续供电，具体指的是通过旁路开关、旁路电缆等旁路引流设备，将有停电需求的运行设备，包括线路和开关等引入旁路中，并且对其进行检查、维修和更换。旁路作业法在实际应用中不需要去除设备上所携负荷，因此，能够有效保证配电网系统的稳定供电，并且改善整个配电线路以及设备在作业方面的成本、质量和工作效率，提高供电可靠性。

旁路作业不停电抢修技术指的是首先将一根架空绝缘电缆架设在故障线路上，然后将该电缆的两端安装快速插拔式终端，确保其能够与送电端以及受电端相互连接，使其能够承担输送电的任务。不停电抢修的基本原理是：首先准备好一个备用线路，将其替代需要抢修的电缆电路，从技术层面上而言，这一结构的连接方式为并联形式，因此，不会造成电路故障或者异常情况。通过实践研究表明，在进行旁路作业不停电抢修技术中，20min即可完成3km范围内的不停电抢修工作，因此，执行效率比较高。旁路电力电缆系统是在大气环境中运行的，因此其敷设方式具有临时性。绝缘特性最脆弱环节是插拔式接头和快速终端位置的电场发生巨大改变。因此，电缆设备制造质量、电场控制效果、绝缘结构设计形式等会直接影响整个线路旁路作业系统的稳定性和可靠性。在不停电旁路电力电缆系统中连接电气，都可以使用插拔方式，这样能够完成电气连接，便于现场安装工作。通常情况下，采用连接插拔的方式接头容易发热，而且通流性较差，在线路设备、地缆线路敷设与架空线路方面，技术要求不同。

6 结语

综上所述，城市电力线路电缆的结构设计的核心就是基础设计、杆塔设计和隧道电缆设计，其与整个电力线路设计方案的成败密切相关。因此，输电线路勘测设计人员必须在明确相关规定，并且积累丰富实践经验的基础上，对城市电力线路电缆进行科学合理的设计，提高电力线路运行可靠性。

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[3]刘芷合.关于城市110kV电网中的电缆设计问题研究[J].电工技术：下，2015（01）：62.

TM247

A

1004-7344（2016）20-0036-02

2016-7-2

张琨（1986-）男，助理工程师，硕士，主要从事电力工程结构设计工作。