关于城市110kV电网电缆的设计问题分析

关于城市110kV电网电缆的设计问题分析

张奎侯胜林

国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810000

摘要：随着经济的发展和科学技术的不断进步，为保证城市化进程的顺利进行，对城市电网进行科学设计是十分必要的，特别是针对城市电网的设计和实施，已经成为城市建设过程中必须予以重视的一项内容。在城市电网改造过程中，高压电力电缆逐渐被普及和使用，具有较为突出的广泛性。本文就城市110kV电网电缆的设计问题为出发点，具体讨论如何架设城市110kV电网电缆。

关键词：城市110kV电网电缆；设计原则；设计方案

一、关于城市110kV电网电缆的材质简述

在现今社会城市电网电缆的设计中，交联聚乙烯（XLPE）电力电缆已经得到了较为广泛的使用，并成为城市电力系统中不可或缺的重要组成部分。交联聚乙烯电力电缆自身具备着难燃性的特点，且PVC的外护套自身也是阻燃结构，低毒性、低烟性的交联聚乙烯电力电缆逐渐成为一种成熟化的技术力量，支撑着城市电网的形成和发展。

二、城市110kV电网电缆的设计原则

（一）安全原则

110～220kV输电线路设计时必须严格遵循这一准则。只有保证输电线路达到安全要求后才能正式投入到运行中，这些都是设计人员需要高度关注的问题。要在思想观念上对输电线路设计给予高度重视，这才是确保线路设计安全的前提条件。若设计人员安全意识不足，所设计出来的方案肯定会存在安全隐患。电力施工单位在安排设计师时要经过相关的职能考核，在思想、专业、技能等方面挑选经验丰富的设计师参加设计，为后面的安全施工提供保证。由于各种输电设施的结构存在差异，在输电线路路径设计上应该从实际情况出发。设计人员应先具体勘察分析输电布置情况，再制定切实可行的运行方案以指导设计。线路勘测是路径设计不可缺少的工作，在监测阶段可以找准线路沿线施工的状况，从多个角度把握输电线路的设计。

（二）及时检测原则

电力系统在日常运行过程中会出现不同的故障问题，及时做好故障的分析处理是很有必要的。设计人员在对110～220kV输电线路设计时应该积极添加相应的线路。由于输电线路都是暴露于自然之中，正常使用状态下会受到不同环境因素的影响，使得线路的运行状态受到影响，不利于电力系统的长期运行。气象监测系统的运用能对外界环境的变化进行监控，防止受到风偏、雷击、污秽等多方面的影响，对于在线传输数据也能起到很好的控制作用。近年来，很多不法分子开始盗取输电线路以谋求经济利益，这不利于我国电力行业的发展。防盗监测主要借助于对应的报警系统，以此来做好输电线路的安全防范。可为电力线路设计一个探测器，如温度感应等，在盗贼接近线路时自动发出报警信号，以提醒工作人员尽快处理。

三、关于城市110kV电网电缆选择和应用问题研究

（一）电缆护套的选择

电缆的外护层，应符合下列要求。

1、在潮湿、含化学腐蚀环境或易受水浸泡的电缆，金属套、加强层、铠装上应有挤塑外套，水中电缆的粗纲丝铠装尚应有纤维外被。

2、交流单相回路的电力电缆，不得有未经非磁性处理的金属带、钢丝铠装。

3、用在有水或化学液体浸泡场所的6kV~35kV重要性或35kV以上交联聚乙烯电缆，应具有符合使用要求的金属塑料复合阻水层、铅套、铝套或膨胀式阻水带等防水构造。敷设于水下的中、高压交联聚乙烯电缆还宜具有纵向阻水构造。

4、除低温-20℃以下环境或药用化学液体浸泡场所，以及有低毒难燃陉要求的电缆挤塑外套宜用聚乙烯外，可用聚氯乙烯外套。

（二）电缆附件的选择

1、户外终端相对环境比较差，附件要承受日晒、雨淋、气温变化、工业污秽等条件且要能保证运行良好。

2、户内终端在室内条件下使用，不受大气影响。目前用于XLPE绝缘电缆的户内终端形式多样，体积较小，例如20世纪80年代后期国内使用的预制件、热缩件、冷缩件、接插式附件等。接插式附件终端可以在无电压、有电压无电流、有电压有负荷等几种状态下接插，给运行检修带来很大方便。

3、35kV以上电压电缆金属护层的不直接接地端，每相均应通过护层绝缘保护器接地。保护器的三相接线方式，一般情况宜采取Y0接线。

4、接头有绝缘接头和直通接头之分。

5、护层绝缘保护的选择，应满足在使用环境条件下可靠、耐久、监视维护方便和利于安装。

6、回流线的阻抗及其两端接地电阻，宜按与系统内最大零序电流和回流线上感应电压相匹配计。均压线的自然接地电阻，宜大于均压线自身阻抗的30倍。回流线或均压线的排列配置方式，宜使在正常工作电流时产生的损耗最小。

7、35kV以上电压电缆的金属护层一端互联直接接地隋况下，当可能出现的工频或冲击感应电压超过护层绝缘耐受强度，或需抑制对邻近的控制或通讯电缆的感应干扰强度时，可沿线路并行配置回流线或均压线；对在隧道、沟内敷设电缆的方式，这时应充分考虑沿支架设置接地干线的作用。

（三）注重硬件结构

在输电线路中安装传感器，这样能够加快数据信息的收集处理。传感器能够及时收集感触各方面信息，做好不同的数据信息传输工作。在设计传感器位置时要结合线路的运行状况进行，将传感器安装到具体的位置后再实施调控模拟，保证线路传感能及时收集到各类数据信号，这对于工作人员的线路控制能提供真实信息。自动化电力系统必须要充足的电源才能实现运行，对电源部分严格维护是很有必要的。电力系统负责人应根据线路的实际需要，安排设计人员实施电源装置的检查，保证各项装置连接的有效性，防止电源接触不良等。经过这些工作之后开展设计，才能保证电源装置的合理分配，确保后期用电力系统各装置的顺利运行。电力系统中的采集器是极为关键的装置，影响着电力系统的数据信息收集状况。设计这一装置时需要做好多方面的电力系统试验，对各装置结构的状态进行仔细检查，如采集器指示灯状态等。对于采集器的通讯口的通讯线接头和各传感器的接地接头等也要加强设计，使电力发生故障之后能及时处理好各类问题。

（四）运用好防雷设计

现代化电力模式的运行需要借助于计算机装置性能的发挥，在设计维护方案时需要做好不同方面的检测处理。对于一些外来的干扰信息可以重点屏蔽处理，以此来达到对电力系统设备的保护作用。如：对信号线、电源线结合屏蔽电缆或穿金属管屏蔽，且保证线路的有效链接。接地保护是防雷技术的常见方式，通过接地可以把电力系统上的强电流、电压引入地下以达到防雷效果。维护自动化电力系统时需要借助于不同的施工技术，将相应的防雷器安装在适当的位置，各传感器设备与防雷地网之间要保证良好的搭配，对防雷结构实施必要的划分处理。线路是电网正常运行的保证，在设计过程中要考虑到线网自身承受的载荷大小。对线路实施保护最终是为了避免雷电波从信号线、电源线传输到自动电力系统室内，由此会给电力系统设备带来巨大的损坏。设计人员应该合理选择线路结构，布置好有效的线路安排。

四、结束语

城市110kV电网电缆的具体设计应该结合相应的实际情况展开，在具体的工程设计时，应该重点考虑电缆走径、敷设深度、腐蚀及热稳定校验等方面。除了保障线路安全要求，还应该综合考虑各种因素，从而制定出合理的设计方案，以便线路安全施工与运行，且能降低工程的造价。

参考文献：

[1]伍沃初.城市110kV电网电缆的设计问题分析[J].科技与创新，2018（16）：97-98.

[2]由建，焦建红.城市110kV电缆线路切改方案[J].农村电气化，2018（05）：11-13.

[3]郭军科，郑中原，甘智勇，贺欣，于金山.城市110kV变电站噪声来源及降噪措施[J].资源节约与环保，2016（08）：130-131.

[4]翟胜利，霍建伟，余立平，郭玉洁，张明克，刘杰.浅议城市电网110kV及以上电缆线路的运行与维护[J].低碳世界，2014（17）：35-37.

[5]常海爱.对当代城市紧凑型110KV架空输电设计的分析[J].科技致富向导，2014（21）：119+226.

[6]薛明岭.城市110kV电网电缆设计中相关问题的分析[J].通讯世界，2014（11）：93-94.

[7]周勇.小议城市110kV电网电缆的设计问题[J].中国新技术新产品，2013（09）：158.