高压电缆线路电气设计的认识

高压电缆线路电气设计的认识
发表时间：2018-06-01T10:12:03.167Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：高亮
[导读] 摘要：电气设计是高压电缆线路的设计中非常重要的一环，是线路设计的基础。

（北京市电力公司检修分公司北京市 100071）
摘要：电气设计是高压电缆线路的设计中非常重要的一环，是线路设计的基础。

从输电线路进行电气设计的本质上看，好的电气设计工作能够保证输电线路正常运行，站在更远的角度来看，从电气安装设计中，加入科学合理的规划思路，更是建立稳健电网的基础。

所以我们要从更多细节重视这项工作的内容，选择更好的设计方案，运用最合适的设计思路，将现有资源充分利用起来，最终实现电力事业的飞速发展目标。

关键词：高压电缆线路；电气设计
高压电缆输电线路的电气设计主要是将电缆放置在地底下实现输电工作，最大的特征是可以节省很多电网输电的空间；但这种电气设计中也存在的一定的不足之处，在高压输电线路的后期工作建设中，一旦发生意外故障，检修线路将面临阻碍。

因此，需要电气设计工作者根据具体的输电工程进行改善和提高，只有根据科学的规划进行设计，才可以保证高压输电工作可以高效、安全、经济、可靠的运行。

1 高压电缆线路电气设计概述
高压电缆线路电气设计是高压输电线路电气设计中的环节之一。

高压电缆线路电气设计主要是指将电缆埋放在地底下进行电力的传输工作，这也充分展示出了高压电缆线路的独特优点，能够最大限度地节省很多电网传输电力的空间，但这其中有利也必有弊，因为这样的高压电缆线路电气设计在后期的工作建设中面临着检修线路的障碍，高压电缆线路设计一旦发生故障，工作者很难进行及时的维修护理和电路检查，所以高压电缆线路电气设计在未来的发展进程中，还需要进行更加科学化和合理化的工程设计，对具体的输电工程进行维护和保养。

只有这样，才能保障高压电缆线路输电工作的高效运转，才能更好地提高我国电力事业的强大实力。

2 高压电缆线路电气设计的主要内容
2.1 进行可行性研究
高压电缆线路电气设计，可以说是一项相对比较艰巨的设计工程。

如果在设计的过程中没有进行理论化和科学化的计划，就可能会发生难以预料的事故和不可预估的风险。

所以在高压电缆线路电气设计的过程中，就需要有可行性的设计研究，以此来规避工程在实施过程中可能出现的风险。

2.2进行初步设计
在高压电缆线路电气设计的初级阶段，大部分是以草图设计为主，之后再根据施工过程中的具体情况做出适当的调整和修改，确立最终的符合实际情况的高压电缆线路电气设计方案。

第一，电缆线路周边环境的踏勘。

电缆敷设环境情况对设计方案的确定有着至关重要的决定作用，是在设计过程中必不可少的考虑因素。

第二，线路路径的选择。

线路路径决定着电力的分配路线，选择合理的输电路径，不仅仅可以节省电力资源，也为电力的供给提供了保障。

第三，电缆的选择。

电缆的型式、绝缘材质都是设计者需要考虑的问题，选择性价比最高、最合适的导线是高压电缆线路正常运行的关键之处。

除此之外，对于一些火灾、地震、外力破坏等不可抗力因素的发生，还需要设计者在设计过程中做好防火、防震、防外力措施的安排。

这些都是高压电缆线路电气初步设计的重要内容，是保证高压电缆线路正常运行的重要条件。

2.3 进行施工图设计
高压电缆线路电气设计需要具体的施工图设计。

设计者们会根据具体的实际情况对施工图进行不断的改良和完善。

首先，在高压电缆线路电气设计图的施工过程中也要考虑全面性的问题。

不仅要考虑高压电缆线路电气设计预算的内容，也要考虑及时更正修改存在的问题。

其次也要保证高压电缆线路电气设计图的实用性特点，让设计图真正起到指导和参考的重要作用。

最后结合全局性问题设计出最终的方案。

设计人员根据施工图合理落实具体的工程实施，不忽略任何一个细小的细节。

3 高压电缆线路思路与重点
3.1 外护套的选择
对于110kV及以上高压电缆线路来说，选择外护套的工作至关重要，可能直接关系到整个工程的成败。

而在挑选材料的时候，一般都会在聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯（PE）这两种有机分子合成的高聚物材料之间进行。

其中，PVC具有阻燃性好的优点，相对而言其力学性能就较差，而PE则恰好与PVC相反，其力学性能较好，却没有很好的阻燃性，价格较贵却有良好的环保作用。

所以，综合上述特点进行选材的考虑，我们常在电缆沟及隧道内选择使用前者，而在排管敷设时选择使用后者。

3.2 回流线的要求
如果有110kV及以上单芯电缆金属护层单点接地，且系统在短路后，金属护层上产生的工频感应电压高于其绝缘之极限强度，或比用以护层的电压限制器所耐压更高；需要抑制电缆附近弱电线路进行的电气干扰，有一端为互联网络，并且还要接地的线路等。

在经过接地回流线的设置工作完成以后，还不得不让两端统统接地，若如此做，当出现单相接地的短路现象，电流能够流经回流线，然后朝着系统中性点方向进行移动。

3.3回流线的布置
回流线的布置应尽可能靠近电缆线路。

①电缆三相品字形布置道理上，回流线三等分换位均布于A-B，B-C，C-A相间最好，但鉴于施工敷设不易，工程中建议回流线在半长处换位一次，布置于电缆品字两肩上。

②长电缆线路交叉互联对于较长的电缆线路，分为几个单元，每个单元内按3个尽可能均等的三段实现三相交叉互联，在线路两端金属护层均接地，则金属护层本身也起了回流线作用它不但有较低电阻，而且有较大几何平均半径在这种情况下，敷设回流线，就没有必要了。

③电缆线路进出发电厂或变电所时电缆线路任一终端设置在发电厂、变电所时，回流线应与电源中性线接地的接地网连通这一点，往往会被忽视掉。

3.4电缆金属护套接地方式的选择
对于三芯电缆，应在线路两终端直接接地，如在线路中有中间接头者，应在中间接头处另加设接地。

而对于单芯高压电缆的接地方式则较为复杂，包括一端接地方式、线路中间一点接地方式、交叉互联接地方式及两端直接接地方式。

具有一定长度的供电电缆线路以直埋或管路敷设方式时，沿纵长每隔适当距离需要设封闭式工作井，城市内布置接头工作井一般比较困难，例如110kV双回电缆接头井的长度
约12m，宽约2m布置，难度可想而知。

单芯电缆长度较短时，优先考虑采用一端接地。

安装接地线时，先将铜屏蔽地线与铠装地线连接，再将接地线与主地线连接。

一端接地时，按要求，在交流系统中单芯电缆金属层正常感应电势容许最大限值（Esm）不大于300V。

采用两端直接接地方式，需敷设回流线，同时，需要经过计算，以保证两端直接接地方式的电缆金属护套在正常负荷电流时必须符合规范允许值。

此外，为方便工程今后的维护测试，对于110kV及以上电缆，其金属护套直接接地端一般需经接地箱接地。

交叉互联方式适用于较长的电缆线路，且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。

使用绝缘接头把电缆金属护套隔离，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。

结语：
随着城镇化的加快，经济开发区以及产业园区的建设，输电线路中采用高压电缆线路的比重越来越多，但在高压电缆线路设计中仍然有许多问题需要进一步的改善。

高压电缆线路电气设计也在不断的更新和发展，在未来的发展历程中，还需要设计者们更多的思考和创新，既能够保障电力资源的合理运用也能保障高压电缆线路的合理使用，只有保证了高压电缆线路电气设计水平，才能满足电网发展建设的需要，为电力的可靠供应提供有力的支撑。

参考文献：
[1]李久程.110kV及以上高压电缆线路的设计[J].云南电力技术，2013（41）.
[2]余阳澄.110kV电缆故障测寻技术研究与应用[D].华南理工大学，2016.。