城市电力电缆建设与展望

城市电力电缆建设与展望

夏福庆

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：在现代化城市发展中，电力应该是先行的主要部分。虽然很多城市以美化环境做为现代化城市发展为主题，在繁华的市区街道以无杆化为主，从空中到地下的电力线路从380V、10kV电压等级发展到220kV电压等级，更需要电力部门及其他城市设施管理部门重视。为此笔者经过总结，认真思考未来城市的发展及地下电力系统发展，浅谈发展其发展及管理，希望给读者一点启发。

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城市电力电缆隧道的必要性

在国外的大型城市的发展中，以地下电缆方式取代传统的架空线路已经成为世界潮流。统计表明，在世界上的一些现代化都市，如柏林、东京、大阪、哥本哈根等，地下输电线路的比例已经超过70%。随着我国城市化的快速发展，城市上部空间留给架空线路的空间也越来越小。城市架空线路已经对城市建设造成了局限和困扰。在普遍使用架空线路的时代，城区供电线路的输送容量还相对不大，建筑物布局可调整空间也比现在更为灵活。但如今城市规划对功能性和美观性的重视程度越来越高，架空下路在应用空间和输送容量方面都已经越来越跟不上社会需要。

因此从实际输送功率和美观的角度看，采用地下电缆的形式来替代架空线路已经显现出其必要性。从功能上看，采用电缆线路能够避免出现架空线路对绿化树木生长高度的制约，且不占据城市地面空间，可根据实际需要对输送容量进行调整，提高了供电的可靠性，同时对周围环境的影响也更小，不易受到气候变化的影响。从运行维护的角度看，采用地下电缆更为方便，能够更方便的建立供电网络。

我国的很多城市在地下电缆隧道方面也已经做了尝试，但全国范围内大规模的应用还未出现。上海在这个方面的尝试较多也较早，最早在1983年就建成了长度为100米的万体馆电缆隧道，用于支撑2回110KV充油电缆和35KV电缆。已经建成了比较有代表性的杨高中路隧道、新江湾隧道、西藏路隧道等，在2006年完工了总长度达到17000米的世博站电力电缆隧道，并尝试建立放射状的电力电缆隧道网络，这些电力电缆隧道在实用中已经取得了很好的社会效益。

从总体上看，上海所建成的各类电力电缆隧道长度和规模呈现出越来越大的趋势。虽然采用地下电缆线路具有诸多优势，但电缆线路的初期建设费用更高，很大程度上受到线路敷设方式的影响，对运行中的故障诊断的技术要求也更高等等相关问题，这些都是在城市电力电缆隧道应用时值得研究的问题。

3电力电缆线路

3.1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。

3.2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。

3.3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。

结束语：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：

[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]DL/T5221-2005城市电力电缆线路设计技术规定[S]．北京：中国计划出版社，2005.

[3]GB50217-2007电力工程电缆设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2008.