城市配电网中的电力电缆线路

城市配电网中的电力电缆线路
摘要:由于城市建设的发展, 随着市容市貌的不断改观, 架空线在主干道上以显得和城市整体面貌不协调, 而电力电缆线路能充分满足城市配电网在占用空间上的要求,容易与城市的周边环境相协调,适应城市美化的要求,是城市配电网改造和发展的重要方向。

关键词:城市配电网;电力电缆; 电缆敷设。

1 城市配电网
1.1 定义
城市配电网由电力线路（架空线路、电缆线路）、柱上变压器、开关所(环网站) 、变配电室(配电站、箱式变电所) 、进户线等组成。

其中电力线路是城市配电网的重要环节。

电力线路按照敷设方式的不同,分为明方式和暗敷设；按照电线线芯的材质不同可分为铜线、铝线、钢芯铝线等；按照有无绝缘保护,电力线路分为裸线路和绝缘线路。

1.2电力线路
目前,城市电力线路为两种,架空铝芯钢绞线,线路裸露,明敷设;铜芯交联聚乙烯绝缘电缆线路,暗敷设。

架空线路其优点在于导线散热性能好,利于维修、养护,故障点明确,导线更换方便;缺点在于对线路的安全距离要求高,随着供配电电压的增高,绝缘金具的尺寸及绝缘等级增大,占用空间也大,在许多场合,与城市的绿化、地下管网的建设争占空间。

电缆线路因其自身的绝缘保护,对于敷设的环境要求不高,可以充分满足城市电网在占用空间上的要求,容易与城市的周边环境相协调,适应城市美化的要求,是城市电力线路改造和发展的重要方向。

在社会的城市化进程中,电缆线路将在大型城市全面替代架空裸线线路。

城市电力线路的运行电流应控制在安全电流的2/3,超过时要采取分路措施。

中压配电网短路电流不能超过20kA,一般控制在16kA以下。

城市电力线路敷设的主要依托是城市道路,所以城市的干道还要留有电缆线路敷设位置,有条件的可预留电缆隧道。

2 电力电缆线路
2.1 电力电缆的选择
电力电缆的品种和规格有上千种之多，分类方法多种多样。

通常按电缆的绝缘和结构不同，分为纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力电缆三大类。

纸绝缘电缆是绕包绝缘纸带后浸渍绝缘剂（油类）作为绝缘的电缆，是一种老的电缆品种；压力电缆是在电缆中充以能够流动、并具有一定压力的绝缘油或气的电缆，一般
可用于63kV 及以上电压等级的电缆线路；目前10kV及以下电缆线路中常用的电缆挤包电缆又称固体挤压聚合电缆，是以热塑性或热固性材料挤包形成绝缘的电缆，主要有聚氯乙烯（PVC）电缆、聚乙烯(PE)电缆、交联聚乙烯（XLPE）电缆和乙丙橡胶(EPR)电缆等。

交联聚乙烯电缆是20世纪60年代以后技术发展最快的电缆品种，其制造周期较短、效率较高、安装工艺较为简便、导体工作温度可达到90度，由于制造工艺的不断改进，产品价格呈逐年下降趋势，价格已有很大优势，一般在城区的电缆工程中全部选用了三芯交联聚乙烯电缆YJLV22和YJV22系列产品。

2.2 电缆敷设方式
电缆线路的土建工程建设费用一般比较大，电缆的敷设方式直接影响着土建工程的建设费用，所以合理规划、正确选择电缆敷设方式，是电缆入地工作的首要环节。

电缆的敷设方式根据线路电压等级、工程条件、环境特点、电缆类型及数量等因素决定，分为:
(1)直埋敷设。

适用于电缆条数较少的场合,无机动车负载的通道; 一般较易实施，具有投资省的显著优点，但因易受外力破坏、老化和事故后不易更换、敷设后无法检修的局限，不宜在城市主干线中进行采用；
(2)沟槽敷设。

用于电缆条数多,没有机动车负载的通道；
(3)排管敷设。

用于有机动车负载的通道;
(4)隧道敷设。

多种电压等级,多条电缆并行,重要市区街道,变电所(站)的通道;
(5)架空及桥架敷设。

用于建筑物内部,原裸线改造部位,有许可空间的场所;
(6)水下敷设。

用于水下、海底敷设的方式。

若确定采用穿管敷设方式，则管材的选用又是一项重要工作。

电缆保护管必须是内壁光滑无毛刺，应满足使用条件所需的机械强度和耐久性，目前国内外电缆保护管材质种类不少，有钢制保护管、陶瓷制管、聚乙烯波纹管、水泥管、氯化聚氯乙烯管等。

钢制保护管、陶瓷制管价格高，接头均不好处理；聚乙烯波纹管挠度大，不宜采用在多根并列敷设的地段；普通水泥管内壁粗糙，电缆敷设难度大，容易损坏电缆。

实际工程多选用聚乙烯波纹管、氯化聚氯乙烯管等。

2.3 电缆工井及施工布置
电缆工井是人可以经常顺利出入, 以安置电缆接头、电气设备等附属部件或供牵拉电缆作业所需的小室式电缆构筑物。

无论选择穿管敷设还是隧道敷设, 工井的设置和大小, 对电缆施工运行和工程造价, 都有很大的影响。

排管电缆的工井按功能可分为：接头工井、施工工井和转角工井。

接头井主要用于制作安装接头，其布置位置主要取决于电缆分段长度。

交流系统中单芯电缆金属层的正常感
应电势容许最大限值由100V提升至300V，使得电缆分段几乎不再受限于感应电势容许最大限值，而能更加灵活地利用厂家最大生产盘长，合理选择接头井的布置位置，做到既简化施工、降低工程造价，又有利于增加运行的可靠性。

在分段布置的接头工井之间，还应设施工工井，以供施工放线敷设电缆时用，一般根据地形情况间距50～70m布置。

弯管受制造工艺和安装不便限制，不建议在高电压、大截面电缆工程中应用，排管电缆当线路转角较大时需设置转角井，井内配置支架等附件，用于固定电缆。

接头井和转角井内设接地装置，在井室内两侧均应有接地扁钢与接地网连接，使接头处的接地电缆便于安全可靠接地。

敷设结束后，工井内电缆要用夹具固定在支架上，并衬以护套，从排管口到支架间安排适当的回弯，以有效吸收由于温度变化引起的电缆伸缩，在排管的两端考虑填塞和封堵，避免水和泥浆进入排管内。

电缆排管工井内积水处理较为困难，工井应采用结构自防水，并在底部施工时预留积水坑。

在工井、电缆沟的端墙和侧墙开大方孔用于连接排管，电缆敷设工作完成后，需采用防水堵料封堵电缆与留孔的空隙部分。

2.4 电缆的阻燃和防火
电缆是一种可燃物，构成电缆的材料中有一大半为高分子聚合材料，在一定温度下会熔融，当局部电缆着火燃烧而产生高温，达到或超过邻近电缆引燃的温度时，就会导致电缆群体延燃，严重的还会将相连的电器设备全部烧毁。

电缆火灾事故无论是受外界火源引起还是由电缆自身故障造成，都具有火势猛、蔓延快、抢救难、损失严重等特点，因此可以说，电缆运行中的防火问题是影响电缆安全运行的一个十分重要的问题，设计必须充分重视。

电缆着火的原因多种多样，目前还难以从根本上加以杜绝，只能从采取阻燃和防止着火的措施出发，予以防范。

2.5 可靠性
电缆供电改进了供电质量，众所周知, 电缆事故主要是外力破坏, 只要加强监控, 电缆事故率比架空线路低得多,在正常情况下应是架空线路事故的1/10 。

在我国电力“十五”规划中提出了供电可靠性要求, 采用电缆供电提高了供电可靠性。

2.6 无功功率与传输容量
高压电网传输容量不是唯一重要的因素, 还有一个更重要因素是线路的无功功率大小, 它与线路的电感与电容有关。

在正常工作条件下, 架空线路传输容量主要取决于线路上允许的电压降, 它与电阻、电感有关。

电感取决于几何尺寸与导体间相对位置, 与电压无关, 这样造成架空线在不同电压等级下只要传输电流相同, 压降也相同。

地下电缆传输容量取决于电容电流, 它会导致所需传输容量降低。

电缆越长, 电容越大, 过大的电容电流使传输容量大大下降。

3 总结
随着城市经济发展，电缆线路以其架空线路无法比拟的优越性，会越来越多替代架空线路用于城市配电网中。

如变电站要选出线路路径才能送出10KV 线路, 路径问题非常突出, 而电缆在电缆沟内敷设克服了架空线的缺点, 从投资比较中看出, 两种形式单公里造价有一定差距, 但电缆沟的建设已经包含了二期电缆出线通道的投资。

从技术上研究, 或是从城市规划建设角度考虑, 电缆敷设是首选方案, 使城市建设和配电网络发展得到很好的结合, 是今后城市配电网络建设的发展方向。

参考文献
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