35kV及以上单芯电缆敷设方式的探讨

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摘要：对于35kv、110kV甚至是现在于部分地域已经开始运行的220kV电缆线路都采用的是单芯结构，它在运行和维护上与传统的三芯结构相比有着明显的优势，最明显的就是他的传输容量较大。当然在敷设或者使用的过程中以避免不了的会存在一些问题。

关键词：单芯电缆；敷设方式；电压计算；探讨

随着城市化程度的不断提高，城市人口以及用电量的不断增加，城市电网的电压也必须随之提高，目前各大中城市都采取以高电压等级的电缆来取代传统架空线路，是城市看起来更加洁净。

1.常见的敷设方式

对于单芯电缆的敷设一方面要保证其传输电力的稳定性，另一方面还要保证在传输过程中的安全性，还需要注重的就是城市的美观性。对于敷设的方式，以下作简单的介绍。

1.1直埋敷设

所谓电缆的直埋敷设简单的来说就是在挖完填埋电缆的沟之后直接将电缆敷设进去，然后再将其填埋。但是在敷设施工的过程中有一些值得需要注意的细节问题，首先在挖沟时，要保证填埋沟的深度不得小于800mm，这样可以保证电缆的使用的安全性，但是也不能够太深，加大了工程量和施工成本，在敷设电缆之前要将沟底铲平夯实，使电缆的敷设更加平整方便，这样可以保证在填埋时电缆的深度不小于700mm，另外电缆的上下铺设100mm左右的砂子，做到均匀密实。为了保证电缆以及地面的严实性还需要盖上砖或者注入混凝土。在敷设电缆时还要注重与外部环境以及建筑的协调，电缆与建筑物或者其他电线杆之间必须有一点的距离，不能少于0.6m，在敷设前要明确了解城市的热力管道或者燃气管道的铺设具体地点，为了不对他们造成破坏应该保持在2.0m以上的距离。更不得将电缆“就地安装”，直接铺设在这些管道的正上防或者是正下方，这样会导致要种的安全隐患。在敷设电缆时要注意做好标示，便于日后检修。但是这种敷设方式下敷设的电缆不得超过6根，否则就应该采取其他方式敷设。

1.2电缆沟敷设

电缆沟敷设与直埋敷设的不同在于它需要在所挖的沟内预埋金属支架，在这样的环境下可以敷设6根以上的电缆，如遇特别多得情况还可以考虑采用电缆隧道的方式，但是在书友管道较多的油田或者是燃气填不宜采用。在电缆支架的安装过程中要注意安装的牢固性与整齐性，做到敷设有序。采用电缆沟敷设方式施工中，应该注意低压电缆与高压电缆尽可能分开设置在电缆沟内支架的两侧。控制电缆与电力电缆也尽可能分开设置在电缆沟支架的两侧。如果只能在同―侧时，应该遵守高压电力电缆、低压电力电缆、控制电缆、信号电缆在支架上从上至下排列的原则。金属支架的间距为1m。

1.3电缆排管敷设

这方方式下的敷设直观上来说电缆就必须成排的敷设与地下，敷设工艺中最难的问题就是电缆要穿过一些管道，比如钢管、石棉水泥管或者是塑料管。错开排管中管子的接头，以便平行敷设紧凑，在接头处应用水泥筑为整体。在施工主要要求穿电缆时宜用滑轮引导电缆，必须细心，不得刮伤电缆。管内穿电缆时事先在管内穿铅丝将电缆拉人管内。

1.4电缆桥架敷设

电缆在桥架上应单层敷设，排列整齐，在电缆的首端、末端、分支处应挂标志牌；它的特点在于结构简单，容易弄懂、安装方便，工程量较小、耐腐蚀，使用寿命较长。这种方式广泛用于油田联合站、注水站、转油站、变电站等建设工程中。但是要注意电缆的敷设不得有交叉，拐弯处应以最大截面电缆允许弯曲半径为准。不同等级电压的电缆应分层敷设，高压电缆敷设在上层；同等级电压的电缆敷设时，水平净距不得小于350mm。

2.铺设可能存在的问题

2.1电缆本身的问题

电力公司敷设的电缆应该有公司统一采购，对电缆的要求必须按照国家标准，购买有合格证书而且信誉较好存在长期合作关系的公司的产品。若在对电缆的检测中发现问题的一律不予考虑。首先电缆出于一般条件下的要求必须具有金属屏蔽层，对电缆进行剖开检测，看其屏蔽层的厚度是否达到要求，最基本的要求应该是有0.12mm的包绕铜带，这样才能保证在长期的使用过程中电缆主绝缘的质量，达到安全的需要。

拿某电力公司由于电缆的质量问题导致使用过程中发生安全事故来说，他们所采用的电缆为经过严格的检验，采购部门为了谋取私利放低了对电缆质量的要求，购买了一些厂家不合格的产品，达不到使用的要求。比如某些厂家在生产电缆的过程中一味的求产量而忽视了质的问题，因为电缆是一种特殊的产品，在生产的过程中需要有一定的冷却时间按后才能进行下一到工序，若生产厂家为等电缆的主绝缘完全冷却便开始对电缆进行金属屏蔽的绕包和挤包外护套的工作，因为热胀冷缩的原理，主绝缘冷却后会收缩，使它们之间存在着间隙，密实封的程度不高，这样就会影响电缆的质量，最后导致使用过程中出现安全问题。

2.1电缆敷设的问题

对于电缆的敷设需严格按照上文中所描述的工序来完成，特别要注意其中的细节问题，才能对最后的使用做好保障。电缆的敷设有电缆牵引机以及电缆输送机配合轮滑进行。在牵引的过程中电缆的线芯可能会因为外力的影响而发生位移，特别是在摩擦力加大或者是在拐弯的情况下的时候，由于拉力过大，难免会对其产生影响。

另一方面在地下敷设电缆的时候由于电缆敷设的密实程度不够，或者是敷设顺序的不合理，导致后期由于地面的长期碾压，敷设电缆的地方下陷，最后使压力直接作用在电缆上，造成电缆绝缘的损坏，产生漏电问题，或者是线芯由于压力过大被损坏之后造成输电中断的问题。都会带来极大的不必要的损失。

大部分情况下，由于外界拉力或者是摩擦力的作用都会导致线芯发生位移，而且位移的范围大概是在20cm――40cm之间，因电缆金属屏蔽层与主绝缘之间存在间隙，电缆敷设过程中外护套产生较大的滑移(40cm)，紧邻外护套的金属屏蔽层受到较大的拉力，而在接续点处发生断裂。

电缆结构示意图

3. 单芯电缆敷设方式

3.1敷设方式的选择

为了保证敷设或使用的安全性，建议对单芯电缆采用终端杆上电缆屏蔽直接接地，高压柜侧屏蔽通过过电压保护器后接地的方式，需要采购过电压保护器。而且可以将电缆的敷设方式改成紧贴正三角形排列方式如图。

正三角形敷设

保证电缆的最小弯曲半径，单芯电缆不得低于20D(D为电缆外径)。单芯电缆通交流电时，不得穿钢管敷设，也不应该用铠装的电缆。应采用非金属管敷设。单芯电缆在敷设时要使并联电缆间的电流分布均匀；接触电缆的外皮时,应没有危险；不得使附近的金属部件发热。

在多回路单芯电缆敷设时,要加大不同回路电缆间的回路距离，可降低多回路平行敷设电缆金属护层的感应电压。多回路电缆线路的布置中，不同的相序排列组合对电缆金属护层的感应电压值有明显影响，可通过计算找出使其优化的组合方式。在同相有多根单芯电缆并联使用时宜采用下图敷设方式。

同一相由三根并联时

3.2单芯电缆金属护套工频感应电压计算

正常运行情况下，设电缆间距相等（电缆三相水平排列），金属屏蔽单位长度的感应电压可按下式计算：

其中：XS为各相电缆的电抗，Xm为边相之间的电抗，Us为各相的感应电压，ω为角频率，s为电缆轴间距，Ds为金属护套外径，I为载流量。

当采用YJWL03-64/110kV 1×300 mm2的电缆在隧道中水平敷设时，s为200 mm，Ds为金属护套外径78.9 mm，I为400 A，经计算，感应电压为51.7 V/km，额定电流下实际感应电压为51.7V/km×0.8 km=41.4 V。当采用YJWL03-64/110kV 1×630 mm2的电缆在隧道中水平敷设时，s为197 mm，Ds为金属护套外径87.6 mm，I为1122 A，经计算，感应电压为142.2 V/km，额定电流下实际感应电压为：142.2V/km×0.6 km=85.32 V，短路时，短路电流34.7kA，短路时感应电压为6700 V/km，实际感应电压：6700 V/km×0.6 km=4020 V。通过上述计算结果可以看出，当电缆很长时，互层感应电压将很高，尤其当系统发生短路事故时，感应电压的数值可达103V数量级。采用交叉互联接线时，由于电缆线路的三相排列是对称的，各段金属护套电压的相位差120°而幅值相等，因此两个接地点之间的电位差等于零，每一段的感应电压向量图如图4所示，这样在金属互套上就不可能产生环行电流，这时电缆线路上最高的金属互套电压即为每一小段长度上的感应电压，一般情况下，可以限制在50 V以内。

感应电压波形示意图

此外，交叉互联的电缆线路可以不装设回流线。电缆线路交叉互联，每段两端接地，当线路发生单相接地短路时，接地电流不通过大地，则每相的金属护套通三分之一的接地电流，此时的金属护套也相当于回流线。每一小段金属护套的对地电压，也就是绝缘接头对周围的大地电压，此电压只及一端接地线路装设回流线时的三分之一。同时电缆线路临近的辅助电缆的感应电压也较小，因此交叉互联的电缆线路不必再装设回流线。

总结

就目前来讲对与35KV及以上的单芯电缆的敷设方式还 并不是完全的成熟，为了使其更加完善还需要早工艺和细节以及技术上做更多的研究，希望后续的研究者能够弥补其中的缺陷。

参考文献

[1]段卉;单芯电缆及绝缘穿刺技术的应用[J];宁夏机械;2003年02期

[2]刘超;白晓斌;黄东利;高压单芯电缆金属护套的接地方式[J];电工技术;2008年02期

[3]董征森;单芯电缆金属屏蔽层的接地[J];农村电气化;2010年12期

[4]文红;提高110kV单芯高压电缆载流量的可行性分析和计算[D];浙江大学;2007年