电力系统中高压电缆输电线路设计探讨

杨帆

摘要：电力事业发展使得高压电缆输电线路工程规模、数量逐渐增加，也加大了出现故障几率，增加停电检修范围，需做好设计工作，提高整体管理质量。基于此，文章以高压电缆概述为切入点，分析电力系统中高压电缆输电线路设计要求，以此为基础，提出设计措施，从而为相关工作者提供参考。

关键词：电力系统;高压电缆;输电线路;线路设计

前言：

國网公司标准化基建建设深入推进下，为获得良好成绩，形成“两通一标”、“两型三新”、“两型一化”的标准化思想，高压电缆输电线路设计中，应当做到环环相扣，提高高压电缆输电能力，保障线路运行安全。而高压电缆由传统线路改造形成的普遍适用金属线缆，设计人员需结合实际电力系统情况，采取正确方式设计高压电缆线路，合理规划路径、避雷、绝缘、监测等工作，保证设计效果，优化电力运行质量，以此提供稳定用电环境。

一、高压电缆概述

高压电缆输送距离、电缆容量的增加，使得城市电力系统中采取电缆传输的方式更为可行。将架空线路改为电缆暗埋有以下优点：

（1）提高城市供电系统可靠性：导线金属裸露易遭受沿线树木、盐雾、风雨雷电等干扰破坏，易产生不安全隐患及停电事故，将架空输电线路改为地下电缆暗埋可避免上述干扰，有效提高运行安全。

（2）节省城市用地：城市化进程加快，使得更多人涌入城市内，大城市出现寸土寸金情况，架空线较电缆暗埋方案永久占地面积较大，线路沿线走廊空间要求较高。将其设计为地下电缆线路，可节约地面空间，如考虑综合管廊，将电力电缆、通信、给水等管线集中敷设管理，既增加了地下空间利用率又便于城市统一管理运维。

（3）同等空间内输电能力高：传统架空线路电气距离安全、倒塔距离的要求同回路数架空线路较电缆占地面积更大，地下通道考虑横、竖向排布能够容纳更多电缆线路。

在实际工程中，高压电缆却也存在不足情况，主要是电缆入地耗资大、造价高，投资为架空线路3倍，且地下资源也较为紧张，燃气、污水、自来水管线林立，增加了施工难度。

二、电力系统中高压电缆输电线路设计要求

1.连接方式

在电缆进站可考虑利用变电站内地缆沟直接敷设进站，与传统架空线路进站相比受相序分布影响较小。

2.系统绝缘

采取避雷器限制波幅值，或是电缆周围设置进线保护，利用导线高幅值入侵波造成的冲击电晕，控制入侵波幅值与陡度，以导线自身波阻抗限制避雷器冲击电流复制，以免雷电波对电缆设施造成损坏。

3.电缆设备

电缆设计技术性较强，可能引发突发事件，为避免出现此种情况，需做好电缆敷设思想准备，不断自学，设计环节应当了解实践内容，分析电缆设计安全隐患，加强风险预控，认真准备文件资料，应用评价制度，制定管理电气设备制度，科学分析规划电缆线路可行性，保证输电线路能够有效运行。

4.注意事项

线路设计中，需拨正配电稳定性，避免发生意外。例如，电缆通过复杂电流，工作温度如果较高，会导致电缆持续发热，出现绝缘击穿、短路跳闸情况;硬件技术上，接头技术落后，未能稳定压接，则会增加接头接触电阻。因此，为确保电缆运行安全，额定电压需≥安装供电额定电压，持续允许电流需≥最大供电负载持续电流。

三、电力系统中高压电缆输电线路设计措施

1.路径优化

高压电缆线路设计中，需结合地下管线、地质勘探、现场勘探等资料，采取优化论证方式，保证路径方案便于施工、自然和谐。需考虑以下内容：

（1）安全性要求。路径优化中，应考虑地理特点、电网解耦股、规划设施、环境保护及是公允性等，合理选择路径方案，避开沉陷区、土质松软不利区域，结合城市地形结构，对电缆管线位置合理布局。线路如果穿越河流，需收集地质水文资料，采取海拉瓦、卫片解译等技术，收集资料，避免敷设后收到机械外力危害，满足电缆和道路、管道、构筑物最小距离需求，实现可靠运行。

（2）可维护性要求。选择路径布置电缆管线，应批核协调城市规划隐蔽地下工程，考虑运行维护及成本需求，还要结合工程沿线，沿现有线路走廊走线，做到同走廊多条线路能够同步巡视，减少运维量。

（3）节约环保性要求。路径优化选择中，电缆线路地下趋于复杂，运行、建设不可避免影响沿线环境，可选择同沟多回路技术，将线路走廊压缩，减少走廊占地，还要考虑交通、电力规划要求，预留合理公共设施及线路交叉跨越及检修空间，以免发生重复改造情况并方便运维。可根据电力规划预留支接口，便于后期工程建设。

因此，应针对工程实际情况，全面评估、分析路径方案线路，优化最终路径方案。

2.绝缘材料

电缆线路设计，应明确各种绝缘材料优缺点及性能，结合工程情况，选择恰当绝缘护套和材料。现阶段，我国分析缆附件可知，电缆附件由于产品质量、安装不规范、不合格引发了诸多事故，主要是附件安装时间与设计规划出现差异，电缆安装不当，限制了实际应用效果，出现表面粗糙、绝缘屏蔽层断口差异、气隙、接头腐坏、压接不紧、工艺不规范等情况。因此，在制造设计中，应当考虑设计合理性，选择电缆类型应参考电网运行环境，保证电缆质量，以免电缆被环境腐蚀，主芯截面能够承载线路负荷，以免电缆超负荷，或是过电压运行。此过程中，可分割绝缘屏蔽层与电缆金属护套，划分为若干单元，分为均等段落，以绝缘接头连接邻近电缆屏蔽层与金属护套，使其连续回路能够依次保护三相导体，此种特殊连接方式，能够分段保护线路。

3.电缆选型

考虑技术经济性，长距离电缆线路宜选用铝或铝合金芯电缆，需长期稳定运行且距离较短的使用环境，如计算机机房、高层建筑等宜选用铜芯电缆。设计中需结合实际情况，选择恰当导体材料。重要或水下线路中，为减少电缆中间接头数量以降低事故风险，多选择单芯电缆。

铠装选择中，针对敷设方式，按照水下敷设、直埋地敷设、排管敷设及导管敷设等不同方式，选择恰当铠装。直埋敷设中，需分析电缆机械损伤及承受压力，多选用钢带铠装，确保电缆质量稳定性;水下施工中，电缆易受到水流冲栓，应用钢带铠装或钢丝铠装，且外部设置耐腐蚀纤维或塑料外被层;排管或导管敷设中，需保护电缆，推荐应用加强型铅色护套或塑料外护套，加强保护。

4.敷设设计

电缆线路设计中，土建部分包含工井、电缆沟、排管等，属于隐蔽工程，运行线路期间难以检查工井、电缆沟及排管耐久性和外观，电网规划部分路径存在唯一性，更换线路工作量较大，需加强免维护设计，保证电缆线路与使用寿命同步设计。具体设计中，要求电力人员结合工程背景，选择恰当敷设方式，提高电力系统工程质量。

总结：综上所述，电力系统中高压电缆输电线路作为输电重要载体，对输电质量具有直接影响。因此，高压电缆输电线路设计中，应当结合实际，从路径优化、绝缘材料、电缆选型、敷设设计这几方面出发，提高设计质量，保证线路平稳运行。

参考文献：

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