解析变电站电缆沟排水系统的技术改造

陈佳鹏

（福建亿兴电力设计院有限公司， 福建 泉州 362000）

0 引言

福建省雨季较多，变电站由于电缆管沟进水导致电缆被浸泡是目前一个普遍的现象。在我们沿海地区，防汛工作作为变电站的日常工作，对于变电站的正常运行起到很大的作用，但是就传统的变电站电缆沟的排水系统而言，在雨势较大时，排水的速度会很慢，且会出现最低点积水排除不干净的现象，这就会很容易造成电缆沟由于积水浸泡电缆的现象。为了提高变电站电力设施的供电稳定性以及抵抗洪涝的能力，需要对变电站的排水系统的建设进行技术改造。

1 电缆沟积水的危害

（1）电缆沟作为排水的结构，难免储水，在积水不能及时排出就会使得电缆沟积水的现象产生，电缆沟中的水有时甚至会超过1m，由于操作困难，电缆巡视工人无法下井进行正常的检查和巡视，长时间就会影响到电缆的巡视效率，使得电缆在运行中产生的故障不能够及时的发现和得到治理，进而影响电缆的正常使用，并且极有可能使得电缆的故障扩大，如电缆头破裂，此时就需要相关专业人员更换电缆头或者做中间接头，这样不仅会使得停电的时间延长，还会影响变电站的正常供电，有可能增加新的故障点。

（2）电缆沟在进水后，会有水蒸气弥漫在整个电缆沟中，即潮气，当电缆因为施工或者本身质量的问题产生了裂缝，就会使得水蒸气进入电缆绝缘皮内部，进而导致电缆因为进水而爆裂。

（3）变电站在最开始进行两网改造时，是将高压分线箱放在电缆井里面的，这会使得高压分线箱由于长期和水蒸气或者直接和水接触，最终影响到设备的正常运行，如设备发生生锈和腐蚀的现象，很容易引发变电站用电故障。

（4）电缆在铺设时尽管会尽量避免和水接触，并进行排水措施的使用，但是在牵引和穿管时，往往可能会由于人为因素导致用塑料纸裹住的电缆头浸在水中，或者外护套破裂使得电缆渗进水，这些都会影响电缆的正常使用，甚至影响整个变电站电力设施的运行。

（5）因电缆沟存有水，敷设后，入未及时进行电缆头制作，使未经密封处理的电缆端口长期暴露在空气中，甚至浸在水中，使水汽大量进入电缆，造成电缆烧伤或击穿。

（6）电缆在使用时，如果中间的接头出现击穿或者其他故障时，电缆沟里面的水就会沿着电缆线的缺口进入电缆内部。这种情况通常会出现在建筑工地上，由外力因素导致电缆进水。

2 案例分析

福建省某500kV 变电站，总占地面积为6.2万平方米，该地的地势是自南向北降低、自西向东降低，在110kV设备区每处电缆沟T型交汇处即电缆沟内最低点旁设置了一个汇水井和排水道，最后将水沿着排水道汇集到汇水井中，再排至站外的低洼处。这种排水道的设置可以称之为自然排水法。其主要工作原理就是在电缆沟的 T型交汇处，也就是每道电缆沟最低点处加装一根排水管道，但是由于在安装管道时，为了阻挡部分泥沙进入排水管造成堵塞，一般要求的排水管距地不能低于5cm，这就使得低于排水5cm的积水不能通过管道排出。

3 电缆沟排水方案分析

电缆沟排水方案分为顺场地坡向的电缆沟排水、垂直于场地坡向的电缆沟排水以及从一个电缆沟到另一个电缆沟三种。以下是对三种情况的具体分析：

（1）顺场地坡向的电缆沟排水：在此种方案中，可以将电缆沟坡度和场地坡度的角度来进行分析，两者的坡度相同时（通常不会小于0.5%，局部地区不会小于0.3%），也就是在预制混凝土电缆沟构件铺设之前，要顺着场地的坡度，在浇筑混凝土垫层时形成沟道纵向排水坡度。或者能够假设电缆沟安装的地理位置为零纵坡进行控制，通过加密排水口的方法来排水，也就是允许电缆沟底部设置纵向排水槽，半径在四十毫米左右，根据实践，排水口的间距超过20米，就会在凹槽中形成积水，所以为了保证电缆沟的正常使用，排水口的设置必不可少，通常是在距离凹槽20m左右的位置设置，但在场地的坡度较小时，安装的精度有限，很难达到要求，也就很难取得好的排水效果；后者尽管安装较为便利，但是其排水效果较差，很难排尽槽中的积水。

（2）垂直于场地坡向的电缆沟排水方案：此种方案有两种安装方式，一种是使用加深电缆沟，使预制的电缆沟坡度为零，在安装好排水沟后在沟的底部用水泥砂浆找坡形成足够排水使用的坡度。另一种也是先使预制的电缆沟坡度为零，通过加密排水口的方法来排水，也就是允许电缆沟底部设置纵向排水槽，和顺场地坡向的电缆沟排水方案相同。前者的优点是可以有较好的排水坡度，可以使得排水更加通畅，但是这种方案会增加施工的工作内容，这与装配式施工尽可能减少施工成本，减少现场湿作业的初衷相违背；后者的施工效果会不如前者好，但是其施工成本较小，较适合工程小的案例。

（3）沟道顶部过水方案：通常有三种方案来解决。第一，在预制的电缆沟侧壁上预埋套管，套管的内部直径为0.11m，套管的数量根据排水流量的大小来决定，电缆沟预制构件安装好后，再安装PVC过水管，同时要保证过水管和预埋套管之间没有缝隙。第二，使用预制混凝土U型过水槽的形式，设置自爱电缆沟盖板下面，预制混凝土过水槽的宽度为0.49m，槽内过水断面的净宽度为0.37m，此种方案是要事先在预制电缆沟侧壁的顶部预留一个槽口，预制混凝土过水槽要等电缆沟预制构件就位且电缆安装好后再铺设，期间也不能留有缝隙，所有缝隙都可以用硅酮耐候胶来密封。第三，可以在场地被电缆沟分割的地方、容易产生积水的地方，增加场地雨水口，这样也能有效的避免电缆沟过水的问题。第一种方案使用较为便利，不会影响到盖板的铺设，第二种方案的各种构件的重量较大，安装过程会存在一定的难度且会影响电缆沟的通过截面，方案三能够在一定程度上降低工程成本。

4 变电站电缆沟排水系统的技术改进方案

对于变电站电缆沟积水不能完全排出的情况，可以有以下几种改进措施：

（1）密封电缆沟：由于对电缆沟的检查是变电站日常工作内容的常规项，所以通常电缆沟不能采用密闭的形式，但是在不能完全排除电缆沟中积水的情况下，要暂停电缆沟的使用，以防产生安全隐患。

（2）使用人工水泵抽水：在很多时候，变电站不会使用水泵进行抽水，此项工作耗时耗力，且不能灵活的、及时的完成抽水的工作，只有在积水超过一定的量且在人为操作下才能完成。

（3）将原本的排水管的位置降低：在很多电缆沟中，积水都是因为排水管的位置较高，使得低于排水管的积水不能通过排水管道排出，所以可以通过适当的降低排水管的位置来进行积水的排除工作。但是，在实际操作中，由于在电缆沟中的积水都和泥土接触，所以会使得排水的速度较慢，不能够及时的排出被泥土吸收的水分。

（4）制作新型电缆沟排水器：新型的电缆沟排水器主要是抽水管和水泵的组合使用，在电缆沟最低点下面挖一个集水坑，利用集水坑来汇集电缆沟里面的积水，同时也能够汇集电缆沟内排水管道没有排净的积水，再经过水泵将积水通过抽水管道汇集到汇水井内，这种方法不容易受到积水量、人为因素以及天气因素的影响，是效率最高的方法。但是此种方法也会存在一定的缺陷，当发生洪涝灾害时，积水量会短时间内大增，但是集水坑的体积和排水主管的横截面积有限，就不能够及时快速的排出积水，这会使得积水升高时反而倒流回电缆管内，根据这种现象，可以在汇水井的出口处添加止回阀，使得积水不能回流，并在集水坑内增加水位控制装置，使得水泵能进行自动控制，减少人员投入。

5 结束语

综上所述，传统的变电站电缆沟排水系统难以保证电缆沟内部的积水所产生的负面影响，经过改造后，很大程度上提高了排水的效率，改善了变电站的设备环境，为变电站有效的运行奠定了基础。