城市电力管道规划与设计要点研究

城市电力管道规划与设计要点研究

陈磊

江苏众承市政设计有限公司  江苏徐州  221000

摘要：随着城市化进程的加快，城市建设迅速发展，住宅小区、道路、市政设施等都有了很大的改善，人们对城市环境及供电可靠性要求也越来越高。近年来，城市中压配电线路逐步由架空线路向地下敷设电缆的转变。本文从工程实际出发，从城市电力管道的规划、工程设计以及新技术在设计和管理中的作用等方面进行阐述和分析，以供参考。

关键词：城市电力管道；规划要点；设计形式

改革开放四十年来，我国的城市化进程一直在进行中，市民对城市的现代化和优美的人居环境也在不断的提升。城市中压配电网正由过去的架空线路为主逐步的转变为地下电力电缆线路为主。随着人们生活水平的提高对用电可靠性提出了更高的要求，这也就对中压电网的可靠性及灵活性提出了更高的要求。本文从电力管道的规划及设计等方面谈谈本人在实际工作中的一些体会。

1电力管道工程概述

地下电力电缆线路的敷设方式有直埋、电缆沟、电力排管、电缆隧道以及近年来推行的综合管廊等多种敷设方法。2000年以前电缆的敷设形式多为直埋和电缆沟敷设。进入2000年以来，我国大面积的建设经济开发区，城市新区等，城市建设进入发展快车道，传统的直埋、电缆沟等敷设方式已不能满足现代化城市建设的需求。电力管道的敷设及综合管廊敷设逐渐替代了直埋和电缆沟敷设，尤其电力管道以其诸多优点成为城市中压电网的主要敷设方式。电力管道敷设的优势是：

(1)经济实用，造价相对较低。造价与电缆沟造价相当，比电缆隧道及综合管廊要低的多。

(2)同沟可以敷设多根电缆管，根据规划要求一次性建设完成，后期不需要重复建设。

(3)电缆管道建成后，基本上不需要进行日常的维护，而电缆沟因其结构原因其中的杂物和淤泥较多，要定期清理，维护成本较高；电缆隧道及综合管廊则需要较高的运维费用。

(4)方便使用及维修电缆，在穿线及电缆维修时在工作井即可完成电缆铺设及维修，而从电缆沟铺设电缆必须再次开启电缆沟盖板，电缆沟盖板再多次开启后很难再恢复如初。

2配电网电力管道的规划要点

（1）与市政建设相关联的电力管道主要是指中压配电网电力管道。作为电力规划其主要内容包括高压配电网规划、中压配电网规划、电压等级规划、城市电源规划、城市变电站规划、中压开关站规划等内容。中压配电网规划部分是其中的重要组能部分，即属于电力专项规划其中的一部分。城市总体规划是综合性规划，包括详细规划和专项规划，详细规划又包括控制性详细规划、修建性详细规划，专项规划则包括电力、环保、水利、交通、电信等。城市总体规划不但要做好与各专项规划的衔接，同时还要考虑与土地利用总体规划的衔接。其建设用地及走廊就应给予保障,但由于规划间存在的不统一性、不准确性和不协调性等问题，往往在具体问题上存在相互制约、可操作性不强。因此,应该建立一个统一的空间规划体系，按照从大到小的层次去梳理，将规划的衔接问题提到一定的高度上进行统一规范。从而保证专业合理性强的电力管道规划能够最大限度实施。

（2）配电网电力管道的作用。中压配电网在整个网络中具有承上启下的作用，其实施不仅应与电力部门的详细规划相关，还与城建部门的具体实施息息相关。中压配电网电力管道主要为10kV或者20kV电压等级的电缆提供通道，此电压等级为城市中压配电电压，向上承接高压配电网（35kV 、63 kV 、110 kV），向下连接低压配电网（0.4 kV），为城市电网的骨架。

（3）中压配电网电力管道规划应与城市总体规划相结合,其制定应以城市总体规划、城市详细规划及电力专项规划为依据。中压配电网电力管道的实施一般由城建部门来主导，实施电力管道应以中压配电网电力管道规划为设计依据，并与市政建设同步进行，与道路及各种管线一起设计，尽可能的节约地下空间。

（4）科学、合理的规划电力管道。城网规划年限应与国民经济发展规划和城市总体规划的年限一致，一般规定为近期（5年）、中期（10~15年）、远期（20~30年）三个阶段。作为中压配电网电力管道规划宜按电网远景规划目标进行并预留适当裕度与道路建设同步完成，以便于周边地块的开发。城市电力管道规划是根据用地性质预测电网远景负荷、电源规划和网络规划基本完成的基础上进行的，即在未来若干年内城区负荷需求和城网电源（相应的变配电所的站址及容量）为已知并且已经明确什么地点、需要建设什么电压等级及多少回数的供电线路，才能保证城市区域电力系统安全运行（即满足负荷需求和安全约束）的情况下，来规划电力管道的数量及其路径走向，同时还要考虑所需投资、运行费用最小以及众多安全约束条件,所以它是一个多变量、多约束的规划问题。

（5）根据中压配电网应依据高压配电变电站的位置、负荷密度、供电半径和运行管理的需要，将规划区域分成若干个相对独立的分区配电网。分区配电网应有大致明确的供电范围，一般不交错重迭。根据变电站出现回数在靠近变电站的地方需要多布置通道，末端则可少布置通道；供电区域与供电区域应留有相互联络的通道，在此基础上还应预留30%的备用通道，同时考虑通信通道的预留。根据规划路网，应确保每一个地块应在者少两个方向上有电力通道布置，方便后期开发时电源的接入。不需要在地块的四周都布置电力通道，尤其是一些小支路因其断面较小还要考虑布置雨污水等通道不方便再建设电力通道。

（6）中压配电网由10kV或20kV线路、高压配电室、开闭所，箱式变电站，环网站，杆上变压器等组成，主要为分布面广的公用电网，其合理布置可以为后续的开发和利用起到事半功倍的作用。为此应在中压配电网电缆管道规划时尽可能的把环网站和箱式变电站的位置预留到位，在审批时就把此设备用地预留好，避免后期增加再重新报请规划审批造成麻烦。

3电力管道的设计要点

中压配电网电力管道主要是为城市公用电网的10kV或20kV电缆线路提供通道。连接在此网络上的配电设备种类及设备数量均较多。如高压配电室、开闭所、箱式变电站、环网站，分支箱、杆上变压器等。由于市政设施各种管线种类较多，所以这部分电力通道通常与市政设计同步，同道路、给排水，燃气、热力、通信等市政公用设施一起设计统一考虑，同时施工建设。以节约地下空间及造价，避免重复开挖。

3.1电力管道设计要点

3.1.1电力管道孔径和孔数

电力管道的建设要以中压配电网电力管道规划为设计依据。在规划中规划了多少数量的电力通道在设计时原则上就应设计多少数量的通道，不可随意加减。为了方便供电部分的设备运维在中压电缆截面的选择上规定选用两至三种截面规格的导线，按负荷情况选用，多为大截面的电缆，这就要求电缆通道应统一孔径，且以能通过最大截面的电缆来考虑。有的省供电公司统一要求电力管道按照孔径200 mm 来建设。

3.1.2电力管道材质选择

电力管道的材质较多，有混凝土管、玻璃钢加沙管、C-PVC管、MPP管、喷塑镀锌钢管等等。各种管道各有优缺点。比较而言，混凝土管造价最为低廉，但是不便于运输，刚性差，在通过车辆的路段不可直埋敷设，需进行钢筋混凝土包封处理，且管道的连接不方便，造成电力管道内容易进水，目前这种管道已较少使用。玻璃钢加沙管造价相对较低，但抗氧化能力稍差。C-PVC管、MPP管等塑料管道使用较多，其价格适中，绝缘性较好，方便安装及运输。喷塑镀锌钢管价格最高，可靠性最好，在过路时可以使用。

对于电力管道的选择需要考虑以下几点：

(1)重量轻、方便安装；(2)耐腐蚀；(3)内壁平滑；(4)绝缘性良好；(5)刚度大、回弹力好。

3.2电缆穿线井技术要求

3.2.1 电缆井土建形式：

市政工程中电缆穿线井材质可选择砌体结构、混凝土模块结构和钢筋混凝土结构。前两者适用于无地下水的路段，钢筋混凝土结构结构适用于有地下水的情况。当采用钢筋混凝土结构时混凝土的抗渗等级不低于S6，并且在施工过程中要采取有效的降水措施。

3.2.2 电缆井类型选择

电缆井分直通井、三通井、四通行和转角井等，其选择应根据电缆数量的多少、电缆截面的大小及转弯半径要求、电缆的走向以及考虑长远发展应预留电缆的数量等因素综合考虑进行选择。有时虽然电缆井内的电缆数量不多,但电缆需要在井内盘留，为满足盘留长度及电缆弯曲半径的要求,应选择大一些型号的电缆井。电缆穿线井内的净高度一般不低于1.9米，井口直径不低于700mm，以方便穿线施工。

3.2.3电缆井的布置

电缆井一般情况下应布置在绿化地带内,由于条件限制需要布置在道路附近时,应尽量布置在人行道路范围内；特殊情况下需要布置在车行道路范围内时,电缆井应布置在慢行车道内,并且靠近人行道路或非机动车道一侧。靠近路边的电缆井要注意雨水的排泄,避免在雨水较大时流入电缆井内。直线段上电缆井的距离不宜大于100m。考虑到其他地下管线有开挖的可能性,电缆井及电缆排管不应与其他地下管线过于接近或重叠设置，其之间的安全净距应满足规范中要求。电力管道不应平行于其它管线的正上方或正下方。

4依托BIM技术提升电力管道设计及管理水平

4.1 应用BIM技术提升电力管道设计

市政地下管线种类较多，各类工程管线在地下空间交错分布，为了避免市政管线相碰撞，同时为了准表达出各类管线在地下的空间排布形式、位置所在，应用BIM技术提供的三维协同设计模型可以很好的解决之一问题。将各专业的设计协同在同一个模型上。传统的二维蓝图不能自动反应管道交叉碰撞情况结构的空间几何关系,但通过BIM可以清晰地作出表达，所以因管线布局不合理发生碰撞而导致设计返工，提高了设计的效率，减少后期的变更设计。

4.2通过BIM技术提升管理效率

地下电力管道的建设是一次完成的，但是其使用和运维确贯穿其整个寿命周期，是一个长期而复杂的工作。在建设的多孔电力管道中，其使用是随着城市建设而不断变化的。通过BIM工程技术，把其各阶段的建设和使用情况及时的反映到BIM模型上，可以清晰地表示出当前管道的状态。有效的解决电力部门在业扩工程中寻找通道的难题，大大的提高了工作效率。

5结语

我国电网建设已经走到了世界的前列，“智能电网”是对电网发展的一个精辟总结，对其可靠性、合理性的要求也越来越高。本文从中压电力管道的规划到电力管道设计及新技术的应用等几个方面，阐述了城市电网的管理与规划，并指出了系统设计要点。BIM技术在设计尤其是实际管理工作中的应用是今后工作中的重点和难点。

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