10kV电力线路电缆设计与施工探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：刘洁（1988），女，汉族，河南人，职称：工程师，学历：本科，研究方向（工作内容）：电力设计。-139-10kV 电力线路电缆设计与施工探究 刘 洁 河北弘祥送变电工程有限公司，河北 唐山 063000 摘要：摘要：近些年来，在我国社会经济持续发展的背景下，人民群众生活质量显著提高，并且对于电力系统的稳定和安全运行也有了更加严格的需求。10kV 电力线路电缆的建设和设计是电力输送中最重要的部分，对于社会和人民群众的正常生产和生活都有着重要的影响。在这一阶段中，如何切实保证 10kV 电力电缆的设计和施工质量，改善人民群众的用电体验以及推动我国现代化建设进度已成为当今社会普遍关注的第一问题，备受重视。为此，文章主要针对 10kV 电力线路电缆的设计和施工要点进行了研究，希望可以为今后的有关研究提供帮助。关键词：关键词：10kV；电力线路；电缆设计；施工要点分析 中图分类号：中图分类号：TM247 1 10kV 电力线路电缆设计要点分析 1.1 设计流程 在实际设计过程当中能够发现有很多因素都会影响电缆线路的工作状态，这就要求设计人员在设计过程当中必须要充分考虑多种因素对于电缆线路所造成的影响。通常情况下，设计工作分如下几个步骤：一是设计人员需实地勘察铺设现场，主要勘察范围为铺设起点，铺设终点，导线长度，地形地貌等，然后根据上述资料设计初步方案。二是设计人员采集相关资料后，设计人员需结合当地气候等影响因素开展综合性考察。三是要确保设计工作和铺设工作能同步完成，要求设计人员向采购人员列出材料清单。最后是要挑选几个设计团队负责设计，然后从经济性和性能效果两个方面综合考虑和计算，挑选最适合的设计方案。1.2 合理选择设施设备 电缆在铺设过程中，常规安装方式一般采用钢丝绳进行牵引，但因电缆折断端存在一定张力，还受到侧压力摩擦，所以极易造成电缆表面的形变与扩张，从而影响后续工作的效率。10kV 电力电缆线长，横截面大。从而使电缆传输机构能更好的满足该电缆的构造要求。循序渐进的办法可以用来保护电缆，显着改善工作。作为敷设的关键设备可实现牵引电缆，所以在 10kV 电力电缆线路施工中，电缆滑轮导轨必须根据需要采用，不同断面电缆应选择相应类型滑轮导轨。目前市售滑轮导轨有直线导轨，转角导轨和套管导轨。施工 10kV 电力电缆线路时，综合考虑现场敷设路径、通道等条件，利用不同滑轮导轨有效地降低了电缆对地面、通道等部位的磨擦，避免了对电缆造成损坏。1.3 电缆敷设方式选择与设计 首先，进行线路路径设计时，必须先准确把握路径总长度。例如湿度大的区域，输配电线路搭架很容易受负面因素干扰。尤其对于某些地基不稳定的地区来说，工程建设或后期运用时一旦遇到大雨大风天气势必给地面情况带来严重的影响，这样势必会对输配电线路工作造成很大的安全隐患与问题，所以，这样也就产生了输配电线路管理与检修工作量较大的情况。其次，输配电线路也是越来越宽，越来越高，这样也就会导致雷击的几率在某种程度上增大。因此，在这种情况下，防雷也就成为了目前进行该项工作中必须要注意的一项。与以往工作相比较，目前我国输电线路杆塔高度越来越高，若遇到恶劣冰冻天气势必会对后期检修工作产生不利影响。1.4 电缆横截面的选择 施工单位在选择电缆时，不应该盲目地考虑电缆的性价比，而应该根据施工现场的需要以及实际情况来分析截面是否合理。电缆使用状况通常受截面问题直接影响，因此若建设时采用过大截面势必给企业运行成本造成一定影响，甚至会产生资源浪费，这对提高企业经济效益是不利的。但若截面太小，对提高电缆质量也是不利的，极易造成实际工作时电压不稳。因此在建设过程中需要针对施工现场中存在的问题展开有效的研究，并且在专业人员科学的计算和判断之中国科技期刊数据库 工业 A-140-下，才能够将电缆截面中存在的问题有效的理清，对提高施工质量也会起到非常显著的积极作用。1.5 线路的路径设计 进行线路路径设计时，必须先准确把握路径总长度。设计时，可采用公路，铁路和水路的交通环境来设计路径。此外，路径设计中还应对沿路地形地质，水文状况，地下水质状况，气候状况等作一详尽了解。同时对于路径布线区的污染区域，矿区和河流区域，都应该做到还进行合理计算，便于在线路施工时能够有效绕开这些区域。此外，路径设计时还应尽可能减少沿途线路弯曲的数量，这样在进行线路设计时，无论是从线路运行安全和建设上，还是对于障碍物绕行上都是最佳设计方案，从而最大程度地保证了线路和供电的安全性。1.6 接地设计 接地设计关系到电力系统的安全性，稳定性以及运行可靠性等问题，主要是为了在保障人身安全以及对设备进行防护的前提下，确保电力系统能够正常地运行。一是接地设计要求确保电力系统安全。通过对电力系统中性点进行接地可有效消除系统内电压悬浮现象，降低绝缘击穿危险，避免电流异常及电弧发生。一是接地系统也能为故障电流提供可靠回路，使故障电流能快速流入接地，从而保护了设备及人员安全。二是接地设计要求保证电力系统稳定。通过合理接地设计可对电力系统电压、电流分布进行有效控制，避免电力系统过电压、过电流现象。最后接地系统也能为电力系统提供零序电流回路以确保系统稳定工作和降低电力负载不平衡。另外在接地设计中还要考虑土壤电阻及导电性。土壤中电阻大小决定接地系统接地电阻值大小，土壤导电性则决定电流分布与方向。所以，接地设计时需对土壤进行合理测试与分析，并选择适当的接地系统的形式与布局，才能满足设计要求。1.7 充分考虑机械性损伤 机械性损伤为电缆安装，运行及检修期间受外界机械力影响所造成的破损或失效，该损伤有可能对电缆绝缘性能及电流传输能力造成不利影响，从而影响电缆线路可靠性及安全性。设计时需采取一系列的措施预防和降低机械性损伤的发生。一是要选用强度足够、耐磨损的电缆外护套。外护套材料要具有较好的抗压，抗撞击及抗剪切性能，能在外界机械力的作用下能对电缆绝缘层及导体起到防护作用，降低损伤发生率。二是需对电缆线路敷设路径及布线方式进行合理设计。选择敷设路径时应尽量避免通过容易受到机械损伤的地区，例如车辆通行地区和施工地区。三是布线时切忌过分绷拉或者扭曲线缆，以免使线缆拉伸或者弯曲过大，对线缆产生损伤。另外也可通过安装保护管道或者护套、设置电缆支撑及固定装置等防护措施加强对电缆机械保护。这些措施能有效地降低电缆在建设及运行期间所受机械冲击及挤压程度，减小机械性损伤发生的危险。2 10kV 电力电缆敷设方式 2.1 直埋敷设 直埋式铺设，多用于暂时的或者绿化地带的铺设，这种方式操作方便，成本低。在进行直埋式敷设施工时，尤其应重视对电缆的防护。若埋深比较浅时，应视具体情况设置不受机械压力的保护盖或者混凝土保护层。埋深较深的可采用塑料或者回填沙土的方法对电缆进行防护。电缆敷设使用直埋时，要尽量在整段范围内设置警告标志，并推荐使用塑料带或者标志桩等来圈定电缆铺设地点，以保证电缆和行人安全。2.2 排管敷设 排管是指电缆在预先修埋好的地下管道内铺设，多用于公共电力通道或者多景观道路段。排管道通常用 PE 管，涂塑钢管,PVC 管，水泥涵管等敷设，排管内径的选取通常是敷设电缆外径 1.5 倍。设计中排管要求的孔数除了根据电网规划铺设的电缆根数以外，还要有合适的备用孔以便更新。采用排管铺设时，在施工中应注意预留维修（检查）井位置，在铺设 10kV 电力电缆时应按通道长度约50米的间距建设维修（检查）井，转弯及需建造环网箱的地方，需建造检修（检查）井。2.3 沟槽敷设 沟槽铺设，是指在混凝土或砖砌结构槽内，将电缆铺设在槽内所装的电缆支架上面，上面盖有盖板，多用于变电站及其他电缆比较集中区域。沟槽敷设的优点是扩容经济且便于后期大修和更换。但使用沟道敷设时因单芯电缆是固定的，施工设计中应充分考虑动态短路冲击作用。2.4 隧道敷设 中国科技期刊数据库 工业 A-141-隧洞施工因其投资巨大，技术要求高等特点，国内较少，国外发达国家较多。隧洞在敷设完成之后，不管是在操作上还是在维护上都是极其便利的，并且可以有效的避免重复投资的问题。2.5 顶管、托管敷设 顶管，托管敷设是指利用机械外力将电缆敷设线路两端强行顶起穿过地下土层而成孔，它主要用于电缆线路需通过不能挖掘等级公路、建筑物和为维持与建筑物，与高压输电线路和其他线路之间安全距离而使用。顶管，托管属于非开挖施工，非开挖工程技术完全解决了埋设管道施工造成城市建筑物损坏及道路交通堵塞的问题，并在稳定土层及环境保护上突出了它的优越性。它对于一个车水马龙，人口稠密，地面建筑物较多，地下管线错综复杂的城市来说，显得尤为重要。3 10kV 电力电缆线路的施工要点分析 3.1 做好前期检查工作 电缆正式建设前应对电缆整体进行全方面检验，以保证其质量，型号和规格与设计文件相符。例如对电缆生产厂家、生产规格、生产标准、生产许可证、出厂检验报告及其他有关证书、材料进行重点审查，以保证电缆总体各参数、标准既满足设计要求又满足国家有关行业标准要求。全部文件资料核对后且由专人负责核对电缆外观，损坏，断裂等，以免出现波折，压扁等现象，保证电缆整体外观结构完整，有条件时还需采用随机方法检查电缆汽车直径及绝缘层厚度。3.2 母线槽的设置 母线槽作为敷设电缆，连接电缆接头或者引出线缆时使用的一种重要装置，母线槽安装的好坏直接关系到电缆线路运行的可靠性以及安全性。一是根据电缆线路设计需要及实际场地条件确定母线槽位置，长度及个数。同时，要考虑周围环境和地下设施的布置情况，避免与其他管道或设备的冲突。二是按照设计要求及现场条件，开挖母线槽，确保槽底光滑，槽壁竖直，按要求布置合适排水设施。然后对母线槽地基施工，主要包括基底垫层铺设、混凝土浇筑等，以保证地基牢固、耐久。然后，进行母线槽的安装。安装前应检查母线槽是否合格。按设计要求及线路布置逐段装设母线槽及确保槽口与基础嵌合牢固。同时注意母线槽水平与垂直度以保证安装位置与角度精度。母线槽安装时，还要注意母线槽段间需衔接，衔接位置应确保衔接稳固，导电可靠。母线槽在安装完成之后，需将母线槽固定住，避免母线槽在运行过程中出现移动或者变形的情况，可采用膨胀螺栓和槽钉作为固定件，保证母线槽运行稳定。为使母线槽不受外界的破坏，可在槽口安装防护盖板、护栏等防护装置。安装后要对母线槽定期进行检查和保养，并及时清除槽中杂物及脏物，以保证母线槽的正常工作及使用寿命。3.3 电缆敷设等 一是选择敷设路线时需尽量避免有污染，有腐蚀及有热源的地区，这可能给电缆造成不良影响，破坏其绝缘性和导电性。为了不破坏电缆及外界环境对电缆造成不利影响，可通过设置保护管和采用护套材料来保护电缆不受机械损伤和水分渗透的危害。二是针对沟槽铺设电缆，常用波浪状疏松铺设方法，该铺设方法能有效降低电缆工作时应力集中及张力，避免电缆承受过大的作用力，从而降低电缆损坏及断裂的危险。另外对电缆需并列敷设时，须采取有效隔离措施保证电缆间相互干扰，电气故障风险降到最低。并列敷设电缆间要保持水平距离，以免电缆间互相干扰，产生电磁感应；还可以在电缆间设置隔离层，例如铁皮和隔离板，隔离层能够对电缆进行物理隔离，降低电缆间的相互作用。3.4 电缆头的制作 电缆头制造质量对电缆正常运行有非常大的实际意义，所以我们应该对电缆头制造引起足够重视。一，电缆头禁止在阴雨，雾霾等潮湿天气下生产，以免水影响电缆头生产质量，应选用干燥晴天，以保证电缆接头干燥封闭，给电缆接头良好绝缘性可靠保证；二是针对环境恶劣区域，应首选优质电缆头以免其受外界环境不利影响，保证电缆间有效衔接，继而为电能有效传输提供顺畅渠道。3.5 调试与验收 一是对电缆进行了调试与试验，包括绝缘试验，电阻试验以及接地试验。通过采用专业测试仪器及装置，测试电缆绝缘性能，导通性能及接地性能，保证电缆质量可靠。同时还要按照设计要求对电缆电压等级、电流等进行调试以保证电力传输稳定安全。二是开展线路验收检测工作。验收就是按照设计要求及有中国科技期刊数据库 工业 A-142-关标准，对已经竣工的路线进行检查、评定，保证路线质量可靠。验收时，需全面排查线路电缆，接头，绝缘子及保护设备，开展电气性能测试及故障检测。同时还要对线路安装质量，标识及接地情况进行检验，以保证线路达到设计要求及安全标准。调试及验收时，需严格遵守有关规范及标准，记录测试结果及数据。如发现线路有问题或者达不到要求，则需及时维修调整直至满足设计要求及安全标准。只有通过调试验收的线路才会投入使用，确保电力供应稳定安全。4 结束语 总之，10kV 电力电缆线路设计及建设是一项比较复杂的项目，要考虑到很多因素，并且要严格遵守相关的规范及标准。只有设计合理，建设精细，才能够保证电力系统平稳运行与用电安全。所以，设计人员与施工人员需要有相应的专业知识与经验，严格按要求作业，才能提高线路质量与可靠。在电力系统不断发展，科技不断进步的今天，相信经过不断地研究与实践可以不断地提升电力电缆线路设计与施工水平，对电力系统发展起到更大的推动作用。参考文献 1吴闯.10kV 电力线路电缆设计与施工探究J.住宅与房地产,2019(24):248.2黄嘉琪.关于 10kV 及以下电力线路设计研究J.低碳世界,2019,9(03):82-83.3林涛.10kV 电力线路电缆设计与施工探究J.信息记录材料,2019,20(03):20-21.4曹奕,马星.10kV 电力电缆线路的设计与施工要点分析J.现代物业(中旬刊),2018(08):27.5刘勇锴.10kV 电力电缆线路的设计与施工要点分析J.南方农机,2018,49(12):69.