火当141线路中低压改造工程电缆设计研究

火当141线路中低压改造工程电缆设计研究

刘杨

刘杨

（四川省西点电力设计有限公司四川成都610091）

摘要：文章结合工程实例，以火当141线路中低压改造工程配电线路电缆设计的要点作为分析点，对该配电线路的电缆设计做了分析，以便更好的提高工程的质量。

关键词：配电；电缆设计；接地方式；技术研究

一、概况

火当141线路中低压改造工程为户表改造工程。本工程新建10kV电缆共1.81km，其中YJV22-12/20-3×400电缆0.55km和YJV22-12/20-3×95电缆1.26km。本工程设计环境条件取值如下：电缆敷设，计算电线载流量时按最热月日最高气温平均值取值，拉萨市极端最高气温30℃，根据GB50217-94,最热月日最高气温取为30℃；拉萨市自然水源补充明显，土壤热阻系数应较小，按有关规程要求，本工程从偏于安全考虑，计算选取土壤最大热阻系数：1.7℃?m／w。

二、电缆型式与截面的选择

根据《电力工程电缆设计规范》，对于那些需要保持连接具有高可靠性回路的电力电缆应采用铜芯。根据本工程供电特点及道路周边环境情况，要求设计的10kV、400V线路全部采用电缆线路，且在每条10kV线路之间形成多分段，多联络的运行方式，做到隔离故障和运行灵活。本次设计的10kV电缆线路采用铜芯交联聚乙烯绝缘护套钢带铠装电力电缆，400V电缆线路采用阻燃型铜芯交联聚乙烯绝缘护套电力电缆。

由于系统输送容量是决定配电电缆的截面大小和线芯材质的选择，电缆载流量的大小计算比较复杂，因为它不仅仅与缆芯结构及截面有关系，还与护层的接地方式、敷设方式及电缆的布置有关，因此，在实际工程设计中，电缆载流量的大小一般可以直接参照电缆制造厂所提供的载流量作为设计依据。

三、电缆的分段及护层的接地方式

电缆的分段是需要综合多方面的考虑，电缆的段数一般都是3的倍数，但其需要根据电缆周围的地理环境合理选择接头工井的位置以及护层感应电压的大小。在完成分段之后就需要将护层进行交叉互联连接。

电缆运行数值与负荷电流和电缆长度成正比，但是电缆在正常运行情况下是需要在钢带铠装上产生感应电势，其PVC外护套(电缆外护套)要耐受这感应电势，当感应电势比较高就会造成电缆外护套绝缘损坏造成多点接地，此时电能的损耗会随着钢带铠装上的感应环流将增大而增加，其电缆上的温度也随之会增高，电缆输送容量则会降低。为了让电缆运行时达到最经济最安全的目的，就需要钢带铠装上的感应电势控制在安全值范围之内，并尽可能的减少电缆铝护套上的环流损失，此时就需要采用交叉互联连接的接地方式并将其进行分段。本工程采用三芯电缆，正常运行时，流过三芯的电缆总和为零，金属屏蔽层外两端基本上没有感应电压，故电缆中间接头采用直通接头。电缆接地电阻应满足规程要求，电缆两端外壳、金属电缆支架、电缆保护管等应与主地网可靠相连接地。

四、电缆护层感应电压计算

本工程采用三芯电缆，正常运行时，流过三芯的电缆总和为零，在金属屏蔽层外基本上没有磁链，所以金属屏蔽层外两端基本上没有感应电压。

五、电力电缆的敷设

常用的电力电缆敷设方式主要有五种：排管、电缆桥架、电缆隧道、电缆沟以及直埋等。为了保证电力电缆能顺利通过，电力电缆敷设的选择就不仅仅要科学合理，而且还需要综合考虑现场的实际情况。如果电缆路径比较长，那么此时的电缆敷设就可以采用多种方式组合。

本工程电缆采用排管和直埋敷设。电缆最小允许弯曲半径敷设时为15×D，敷设后为10×D，D为电缆外径。盖板设计荷载应随着局部荷载的增加而增加，例如局部地段铺人行道方砖。电缆顶管处两端和过路埋管的地方需要设置工井，在完成敷设之后需要在工井内充沙。工井采用的预制梁板结构，一般情况下是不行车，只考虑行人。

六、配电电缆及其附件的布置与安装

1.电缆排列方式

单芯电缆三相排列一般可以分为三种排列方式：等边三角形、垂直排列、水平排列排列。等边三角形排列三相对称。而垂直和水平排列三相都存在阻抗不对称、互感不等的问题故线路较长时需换位。等边三角形排列一般很少采用，主要是因为施工难固定等其他因素。垂直或水平排列一般是用在电缆沟、排管、直埋等长距离敷设方式下[4]。

2.固定要求

（1)在斜坡或垂直的高位侧，应该要有大于2个或者2个以上的刚性固定。

（2)电缆上的转弯、终端或接头处紧邻部位，至少要有一个的刚性固定。

（3)电缆蛇形敷设的每一个节距部位，应该用挠性固定。而蛇形转换成直线敷设的过渡部位，则需要用刚性固定。

3.电缆保护管

C-PVC保护管、玻璃钢管是电缆保护管中通常采用的两种保护管。选择电缆保护管时，需要满足一定的使用条件，满足所需的机械耐久性和强度的要求。对于一些特殊的情况，是不得使用未分隔磁路的钢管，比如说使用交流单相电缆以单根的形式穿管的时候。本工程电缆选用玻璃钢电缆保护管用于排管，镀锌钢管保护用于登杆，PVC管用于上墙。

4.电缆支架的特殊要求

目前在国内外，玻璃钢化电缆支架的使用尚在推广阶段，此支架的强度比钢制支架的强度相差不大，但具有的无电能损耗、耐腐蚀功能。虽然玻璃钢化电缆支架比较好，但是考虑到推广度、经济及施工便利等原因，本工程最终采用镀锌扁钢材质的电缆支架。

5.电缆中间接头和电缆终端的选择与连接

5.1电缆中间接头

电缆中间接头一般采用的是整体预制，它的接头可以分为两种：直通中间接头和绝缘中间接头，这两种接头的外壳都是玻璃钢防水的。一般在电缆接头的地方都设置了专用的电缆接头工井。接头工井一般规格是20米或10米长，这主要是方便电缆的蛇形敷设和伸缩安装。一般电缆接头首先是放在沙袋上固定的，在完成施工作业之后在充沙填埋。火当141线路中低压改造工程中10kV电缆与10kV全封闭电器直接相连时，需采用非屏蔽全绝缘硅胶预制试T型头（或肘型头），该电缆头由设备供应商随主设备一同供应。

5.2电缆终端的选择与连接

电缆终端一般可以分为三种：干式硅橡胶终端、瓷套式终端以及GIS终端等。目前我国电缆T接头使用技术还不够成熟，如果几回电缆线路需要T接时，那么就可以直接建一个T接房，然后用干式硅橡胶终端或导线将瓷套式终端进行T接。为了防止导线的动力使硅橡胶终端弯曲，损坏电缆终端和造成安全事故，在使用干式硅橡胶终端进行T接时，就需要采用硬连接方式进行连。火当141线路中低压改造工程中10kV电缆终端头采用户内冷缩电缆终端头，电缆中间头采用户外冷缩电缆中间头。400V电缆终端头采用户内热缩电缆终端头。

七、电缆防火阻燃说明

（1)电缆排管两端须采用防火堵料。

（2)电缆中间接头处在两侧电缆各约0.3米区段和该范围并列的其他电缆上缠绕自粘性防火包带或刷防火涂料；电缆终端头也须缠绕自粘性防火包带或刷防火涂料。该范围并列的其它电缆上缠绕自粘性防火包带。

（3)只要电缆长期暴露在空气中，暴露段均需刷防火涂料。

八、结束语

相信通过本文的描述，读者已经对配电线路电缆的设计有了一定的了解。要做好配电线路电缆的敷设设计，一定要重视文中提到的一些关键因素，否则便不能达到好的效果，甚至会带来一定的安全隐患。只有做到严格按照相关规定来对设计把关，才能确保工程质量。

参考文献

[1]宋钢.综述配电线路电缆设计[J].硅谷.2011(10)，35，73.

[2]孙静.配电线路电缆局部放电检测技术研究[D].上海交通大学2012.

[3]卞佳音.配电线路电缆故障监测技术的研究[D].华南理工大学2012.