城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择与比较

黄耿练

摘 要： 埋地敷设电力电缆相比于在路面架设杆塔和导线，具有占地面积小、敷设灵活、美化市容等优势。所以，本文将首先研究电力电缆在地下敷设的必要性，然后通过案例分析研究城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择与比较，为电力系统运维提供一定的参考。

关键词： 城市电网工程；电力；电缆敷设；方式选择

1 电缆使用使用地下敷设的必要性

随着社会的快速发展，人们生活水平的提高的同时对电的需求量越来越大，电缆的建设空间与城市社会化要求所需要的美观环境的冲突越来越大，同时，电缆设施对于环境的要求也较为严苛，因此，解决电缆与城市化发展中的矛盾问题显得尤为重要。

1.1从电缆占用土地的角度分析

随着社会发展，土地资源越来越紧缺，导致城镇使用土地的花费较为昂贵，同时电力建设必须遵循国家规定，如国家标准《城市电力规划规范》规定，其中对高低压架空线路占地宽度、面积及占地费用做了详细的分析估计，为工程实施提供了标准和参考。

1.2 从电辐射的的角度分析

上文中分析的架空线路通廊占地宽度是依照空线路设置和地表之间的安全距离的所设置的，在规定范围内不允许建设绿化带，这就是对城市的用地有一定的要求，使得城市的环保受到一定程度的影响。同时，随着人们的安全意识的增强，大多数的居民不同意在住房区域建设变电站和高压输送电缆。

1.3 从使用电缆输送电力的角度分析

使用电缆输送电力有以下优点

（1）节约用地。地下电缆的设置能够很大程度的节约地表用地，同时对地表的建筑物不会产生不好的影响，同时减少了地表电线的连接、电线杆的使用，即节约了城市用地，也不影响城市的美观。

（2）安全性高。地上电缆一旦出现漏电、触电的情况影响是十分严重的，而相对于地上用电而言，地下用电显得更为安全，能够有限的避免触电等危害。

（3）对环境的要求较低。由于地上电缆是暴露在空气中的，容易受到雷电、风雨等因素的影响，但是对于地下电缆而言，这不易受到这些外部因素的影响。

（4）地下电缆的维护较为方便简捷，所需要费用低。

（5）地下电缆的电容量大，有助于提高电功率因数从而减低电路的损失。

（6）现阶段常见的电缆是三芯电缆和单芯电缆交叉分布而形成的，是得三相电的电场分布均衡，很少出现电磁干扰的现象。因此，相比于地上电缆而言，地下电缆优势明显，因此，推行地下电缆是大势所趋。

2 非开挖电缆敷设方式的比較

2.1 定向钻铺管

笔者调查了福州的非开挖电缆敷设工程，其地下管道分布较为复杂，存在严重的遗留问题，同时调查统计的综合资料并不完善，与其实际分布有一定的差距。因此，在处理市区电缆问题时，需要使用非开挖式电缆地下通道，使用定向钻铺管方法进行。定向钻铺管技术是采用导向探测技术和管线探测技术相结合的方法，很大程度上躲开管线，十分适合老城区特殊的地下形式。

经过实际应用表明定向钻铺管技术优势明显，能够很大程度上节约施工成本，并且对地面建筑等几乎不产生不良的影响。尤其是敷设管数设置不多的情况下，其工程成本更低，经济效益明显。以某一经典成功施工案例为例，使用150mm（壁厚为8.5mm）的电力护套管定向钻铺管施工。定向钻铺管的长度平均为100m，地下最大深度为3.0m，机台工作坑和地下工作坑尺寸为2.5×2.5×2.5m。施工作业面（10.0×2.5m）还需包括GBS-15型导向钻机和BW型250/40泥浆泵各1台。正常铺管工期10天，单管施工综合造价约950元/m。

2.2 顶管

在实际施工过程中，施工部门必须将变电站高压架空的电线对电网的影响考虑在内，排除不安全因素，同时，完善地下电缆的保护和后期维护工作。在不开挖设置电缆路段只能使用顶管施工技术。本施工方法是通过使用主顶油泵等设备来实现的，使用工具管或掘进机从工作井穿过沿线土层推进井内，且需要将管道顺次埋入井内的土层中，从而实现加固的作用。与定向钻铺管相比，电缆的后期维护较为方便，能顾节约后期维护的成本，从而保证电缆的安全性。

福州这一地带现已经建成的顶管隧道工程有三起，分别是，黎明段变线路工程、凤坂变线路工程和建新—先农线路工程，这三箱工程中顶管的直径均大于2m。

以某一个顶管项目为例，该项目由1座工作井和1座接收井组成，其顶管的直径为2.4m，长度为180m，顶管距离地面的最短距离为5.0m，工作井尺寸是5.0×10m，接收井的直径为6.0m，经过计算顶管的总花费约为每米2万元，因此其总造价为360万元。同时，顶管最低可以承受6回110kV或220kV电力电缆。

若在相同的环境下，使用定向钻铺管，则最少需要24根铺管，按照每一单管施工价格为每米950元计算，最终该工程的花费至少410万。

通过对比可知，顶管技术不仅具有方便可行，后期维护方便等优点外，同时也能节约大部分的工程花费，因此顶管技术可行性高。

3电缆敷设方式选择

3.1 电缆敷设方式选择考量因素

随着电缆敷设的发展和应用，相关的电缆敷设条纹、规定也在逐渐完善，目前较为常用的有《GB50293—1999城市电力规划规范》、《DL/T5221—2005城市电力电缆线路设计技术规定》、《GB50217—2007电力工程电缆设计规范》。而且，其中权威性较高的是《城市电力电缆线路设计技术规定》和《电力工程电缆设计规范》，对于电缆敷设方式选择起到了很好的指导和规范作用。

对于实际的电缆敷设工程中，在我国已经有很多可以参考的成功案例。以国内一线城市的电缆敷设工程来说，在现有的电缆敷设规范要求的基础上还明确规定：对于市区中的电缆敷设通道的变电站只要达到220kV、或者超过220kV达到500kV的，就需要采用电力隧道；同样，对于在同一路径中电压达到35kV的电缆数量达到或者超过16根的时候，也需要采用电力隧道的方式。该方式在工程建设中，应该根据系统的要求将电力隧道分为主隧道和支隧道，并且在工程中还要根据工程地形进行矩形隧道和圆形隧道的选择。其中矩形隧道主要应用于大开挖施工的地段，对于非挖施工的工程要根据工程管径选择施工方案，其中若管径小于3.5m，则采用顶管施工，若管径大于3.5m，则采用盾构法施工。

此外，随着不同电缆敷设方式的应用，最终也导致了电缆的输送容量也各不相同。相关研究也指出，排管敷设方式的输送容量比在空气中敷设输送容量少很多，甚至能达到50%。所以，根据工程要求，在电缆敷设过程中尽量根据工期采用电缆隧道或电缆沟方式敷设电力电缆，这样能够获得很好的经济效益。

对于工程中不允许开挖的地区应该借助顶管技术解决技术困难，实现电缆隧道运行环境的延续，这样不仅能够在解决电力电缆载流量的限制问题，突破因为排管或非开挖定向钻铺管技术带来的瓶颈。因此，电力部门在规划设计过程中应该综合考量多种技术应用和协调，为电力电缆的运行维护提供良好的技术基础和运行环境。

3.2 电缆敷设方式选择原则

上面对于电缆敷设工程的特点以及工程环境等进行了分析和详述，在以上分析的基础上笔者也总结了市区中电力电缆敷设过程中应该遵循的原则：

（1）在人行道进行电力敷设過程中，如果电力电缆的电力在110kV及以下，应该采用电缆排管或电缆沟敷设方式。如果是非开挖路段应该选用定向钻铺管敷设，亦或者在工程中出现电缆根数较多的情况，应该采用缆沟敷设方式，如果需要分期敷设并且受到开挖限制的工程也要采用该种电缆敷设方式。

（2）在机动车道进行电力电缆敷设中，也需要根据电缆电力不同来选择不同的敷设方式。其中如果是10kV及以下电力电缆，则采用电缆排管敷设方式，在非开挖路段宜选用定向钻铺管敷设。如果是110kV及电力电缆，而且施工环境相对可靠，也可以采用定向钻铺管敷设。

（3）当110kV电力电缆与10kV电力电缆共通道且数量超过21根时，或敷设220kV及以上电力电缆时，宜采用电缆隧道敷设方式，在非开挖路段宜选用顶管敷设。

4结论

对于电力电缆的敷设方式选择，应该根据工程的设计、施工环境以及电缆等多种因素进行选择，而且敷设方式的选择还要保证电力系统运行和维护的可靠性，保证后期能够及时、快捷的进行维护。既要保证电力电缆敷设的经济效益，更要注重电力电缆敷设的安全性。

参考文献

[1]兰森林. 10kV配网直理敷设电力电缆温度场分析和载流量计算方法的研究[D].西华大学，2017.

[2]李鹏飞，王志强，史少伟，郭立秋，赵建宇.电力电缆敷设安装方法研究[J].科.