有关110kV及以上高压电缆线路设计的研究

韦志顺

摘要：为了满足我国长期增长的用电要求，高压电缆线路应运而生，在进行高压电缆线路的设计时，其设计过程复杂，而且关乎今后的电力传输安全，所以需要注意的事项很多。在对110kV及以上的高压电缆进行施工时，线路设计的合理性直接影响着整个工程的施工效果。因此，对工程的每一个施工环节的线路都要进行科学的设计和规划。

关键词：高压电缆;线路设计;回流线;接地端;电缆敷设

1回流线的选择以及布置的要求分析

1.1回流线的布置要求

回流线的布置要求：在设计和规划回流线的位置和分布时，为了使回线路在运作时能够最大限度的使环流利用到最大化、达到更高的效率，最好把回线路设计在电缆的附近，并且要把电缆呈“品”字型水平分布，如图1。

1.2长电缆线路交叉互联

假设电缆的线路非常长的话，那么就能把电缆分成很多个小的单元，而每一个单元又可以分为三小段，接下来就可以进行三相交叉互联。因为这样的电缆两端的部分都可以接地，金属保护层就可以很好地替代回流线的作用，这样电阻就变得非常小，这样的设计当中，可以省去回流线。

1.3电缆三相品字形布置

这种设计方法是在“品”字电缆的两端分别布置一些回流线，但是回流线必须要固定的隔一段距离后变更位置，这样虽然有利于线路的敷设，但是在施工时特别麻烦，还容易出现失误，因此，不推荐在施工时广泛地使用这种方法。

2回流线的选择分析

结合一些电力设计规范的要求，为了更好地避免电缆能产生非常大的感应电压，进而降低了短路故障时保护套感应的电压，而在110kV及其以上的高压电缆金属护层单点直接接地的时候，一端的互联并且接地的线路，一定要安装一个回流线。通过这个回流线，这样就可以更好地使得短路故障形成一系列的短路电流回到中性点。假如回流线的接地网发生了很多接地的故障，那么这些短路电流就直接流向了大地。因为回流线的接地电流和一些部分电缆导线接地电流，这两个电流的方向是相反的，所以所产生的磁通量就能相互抵消。如果把接地的电阻及时的降低或者使部分依靠大地传输电流的回路进行降低就可以有效的一些电缆附近的回流线导向大地。所以最好把回流线设计在电缆的附近。

3电缆接地端的选择分析

3.1直接接地端的选择

假如都采用电缆进行线路敷设，那么接地点就会选择线路的终端也就是受电侧，这个方式也就是直接接地。如果电缆的一端和架空线相互连接的话，那么保护套直接接地点就应该选择和架空线相互连接的地方，这样的方式可以很好地降低保护套上的冲击过电压。

3.2关于电缆的接地

中压电缆通常都是采用三芯的电缆，因为三相电缆的芯线是呈现“三角形”对称布置的，而三相电流对称，这样的布置金属外皮就没有感应电流出现。而对于高压单芯电缆来说，这样的芯线与变压器的初级绕组非常相似，金属护套也与次级绕组非常像，因此电流流经的电缆就会发生一系列的复杂物理变化以及相互的作用，也能在护套上面产生一系列的感应电压。当金属保护套的两端同时接地时，金属保护套和导线之间会产生非开合式的回路，回路的闭合性会使金属保护套在运行时出现一种环状电流，线路中的电缆芯线所能承受的电流与这种环状电流所形成的数量级相同，而电缆芯线承担的载流量如果被限制，将会对电缆的绝缘层造成损坏且老化的速度也会变快，也进一步会造成电能的大量消耗。所以要在电缆选择接地点时，如果其中一端的电缆直接接地，那么就把电缆的另外一端使用金属保护层电压限制器，对电压起到一定的限制作用。

4电缆敷设方式的选择

4.1电缆隧道敷设

由于电缆隧道空间大，辅以完善的辅助设施，使电缆敷设、运行维护更为方便，深受运行单位的喜爱。这种方式适合电缆回路多且重要的情况，电力电缆隧道横截面通常采取圆形和矩形，圆形隧道空间利率较高;

4.2电缆沟敷设方式

电缆沟占用地下空间小，投资省。适合电缆回路少且重要性不高的情况。但是，随着城市的发展，实施明沟的条件越来越不具备，采用暗沟又难以达到运行维护方便的电缆安全运行要求。所以一般110kV及以上电缆输电线路不建议采用电缆沟敷设方式;

4.3电缆排管敷设

（1）如果把每段电缆敷设需要转弯的次数定义为转弯率δ，那么当δ>3时，就不适宜采用排管敷设。否则，会给施工带来较大困难，甚至造成电缆损伤。

（2）通过同一电缆线路穿管敷设与隧道（空气）中敷设的载流量比较，可以发现电缆采用穿管敷设会比在空气中敷设输送容量降低很多，甚至高达50%左右，这是因为排管敷设散热不好的原因。因此排管敷设必须重视电缆截面选择的载流量校验工作，有条件时设置电缆散热管孔。

（3）对于长电缆线路，因电缆需采取交叉互联接地方式，根据前述，需统筹规划接头井位置。因此当电气设计不明朗时，就不太适宜采用电缆排管。

5工程的经验以及改进的措施分析

5.1做好安全措施

在工程进行施工时，首先在工程中安排必要的安全措施。例如对施工完成的区域进行防护、设置一些交通标志、还要安排专门的施工人员进行漏水、火灾、井内通风等的情况防护工作。要在安装电缆穿管的施工过程中，对这一环节的信號和领导人员进行统一。

5.2“孔洞理论”

“孔洞理论”是因为电缆管存在上下、左右交叉，而为了可以很好地防止电缆有混乱的现象发生，因此所有的电缆井壁里面都必须绘制电缆管的标示图，并且每一个管都有自己的相色和自己的编号。而现场的安装记录一定要完整，并且竣工的资料应该做细，例如检验日期、出厂编号、型号、盘号、终端电缆头安装位置等必须都应该进行一一对应。

5.3电缆工作井要有明显接地

电缆工作井的设计不但要考虑到工作井是否接地，还要考虑中间接头的工作井的防水箱位置是否与电缆支架的位置安装的有没有冲突。为了更好地保护电缆和保持电缆管的清洁度，可以把棉布头安装在电缆的牵引头和牵引绳上。

5.4做好审查工作

最重要的就是一定做好施工图的审查工作，必须要明确设计的意图，同时，设计交底应该全面清晰、明确，尤其是在设计没有确定施工的方案以及一些细节上必须应该向监理部门、施工部门以及业主进行交底，确定安全危险点、穿越的位置、地下管线资料以及地质的状况等一些信息。

6结语

总之，电缆线路工程的设计不但需要满足依据规程规范，还要从工程实际出发，科学规划，精心组织，掌握其设计重点与难点，增强设计过程的管理，这样才能确保工程设计的质量。

参考文献

[1]姚崇杰.对110kV及以上高压电缆线路的接地系统分析[J].城市建设理论研究2017.

[2]唐映媚.浅析接地变的作用及保护的配置[J].科学技术创新2020.