城市電力管道規(guī)劃與設(shè)計的若干思考

摘 要：該文從分析當(dāng)前地下電力管線的發(fā)展趨勢入手，探討了電力管道規(guī)劃的基本原則以及相關(guān)設(shè)計技術(shù)要求，并結(jié)合天津地區(qū)的實際情況進(jìn)行了典型設(shè)計，為城市地下電力管道整體規(guī)劃與設(shè)計理論的建立提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：電力管道 規(guī)劃 設(shè)計

中圖分類號：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02

隨著我國城市化進(jìn)程的逐步加快，城市建設(shè)發(fā)展迅速，城市的住宅小區(qū)、道路、市政設(shè)施有了很大的改觀，人們對居住環(huán)境有了越來越高的要求。城市架空線入地已經(jīng)成為城市發(fā)展的必然趨勢。因此，近年來城市電網(wǎng)的形式已經(jīng)逐步由原有架空線形式轉(zhuǎn)入電力電纜形式，而電力管道作為電力電纜載體以及城市地下管線的重要組成部分，其規(guī)劃的合理性與設(shè)計的完善性已經(jīng)受到越來越多的重視。

1 電力管道敷設(shè)的優(yōu)勢

城市電網(wǎng)由架空線形式轉(zhuǎn)人地下電纜形式，其敷設(shè)方式主要有直埋、電纜溝、電力排管、隧道。

20世紀(jì)90年代以前，電纜敷設(shè)的主要形式是直埋和電纜溝。隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，以直埋和電纜溝為主的電纜敷設(shè)方式已不能滿足城市建設(shè)的相關(guān)要求。至20世紀(jì)90年代初期開始，電力排管逐漸成為城市電力管線的主要敷設(shè)方式，替代了直埋和電纜溝等傳統(tǒng)敷設(shè)方式。和傳統(tǒng)的敷設(shè)方式相比，使用電力排管管道擁有下面幾個方面的

優(yōu)勢。

（1）電力管道一次性可敷設(shè)幾根、幾十根，一次性施工后可穿多條電力電纜。

（2）電力管道一次性建設(shè)后，基本沒有日常維護(hù)，電纜溝則需要定期清除溝內(nèi)的雜物、淤泥，日常維護(hù)費(fèi)用高。

（3）電力管道一次性建設(shè)完后，只須將工井蓋板打開，就能完成新電纜的敷設(shè)，而采用電纜溝敷設(shè)的電纜，則須將溝蓋板重新打開，不僅影響城市道路路面環(huán)境，而且由于電纜溝窄小，工作人員的施工作業(yè)難度

極大。

（4）電纜中間頭在電纜溝里面隨機(jī)設(shè)置，電纜出現(xiàn)故障時，故障查找極為不便。采用電力管道敷設(shè)電纜，電纜中間頭只可能出現(xiàn)在工井里面，故障查找相對方便。

2 電力管道規(guī)劃的基本原則

（1）電力管道規(guī)劃宜按電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行并預(yù)留適當(dāng)裕度一次完成。

城市電力管道規(guī)劃是在電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測、電源規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基本完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即在未來若干年內(nèi)城區(qū)負(fù)荷需求和城網(wǎng)電源（相應(yīng)的變配電所的站址及容量）為已知并且已經(jīng)明確什么地點、需要建設(shè)什么電壓等級及多少回數(shù)的供電線路，才能保證城市區(qū)域電力系統(tǒng)安全運(yùn)行（即滿足負(fù)荷需求和安全約束）的情況下，來規(guī)劃電力管道的數(shù)量及其路徑走向，同時還要考慮所需投資、運(yùn)行費(fèi)用最小以及眾多安全約束條件，所以它是一個多變量、多約束的規(guī)劃問題。

（2）電力管道規(guī)劃應(yīng)與城市總體規(guī)劃相結(jié)合，與各種管線和其他市政設(shè)施統(tǒng)一安排，且應(yīng)征得城市規(guī)劃部門認(rèn)可。

城市總體規(guī)劃是綜合性規(guī)劃，包括詳細(xì)規(guī)劃和專項規(guī)劃，詳細(xì)規(guī)劃又包括控制性詳細(xì)規(guī)劃、修建性詳細(xì)規(guī)劃，專項規(guī)劃包括電力、水利、環(huán)保、電信、交通、等不同專業(yè)。城市總體規(guī)劃在做好同各專項規(guī)劃銜接的同時，還要充分考慮到與土地利用總體規(guī)劃的銜接。城市電力管道屬于專項規(guī)劃，其建設(shè)用地及走廊應(yīng)給予充分保障，但由于各專業(yè)規(guī)劃間存在的不協(xié)調(diào)、不統(tǒng)一等問題，往往出現(xiàn)各專業(yè)規(guī)劃間的沖突。因此，城市規(guī)劃部門應(yīng)該建立一個協(xié)調(diào)一致、統(tǒng)一規(guī)劃的空間體系，有效解決各專業(yè)規(guī)劃間的沖突。

（3）電力管道規(guī)劃應(yīng)該綜合考慮長度、施工、運(yùn)行和維護(hù)方便等諸多方面的因素，統(tǒng)籌兼顧，做到經(jīng)濟(jì)合理，安全適用。

（4）電力管道不應(yīng)平行于其他管線的正上方或正下方，從而保證電力管道管理和維護(hù)。

（5）電力管道相互之間允許最小間距及電力管道與其他管線，構(gòu)筑物基礎(chǔ)等最小允許間距應(yīng)符合電力規(guī)程的規(guī)定，如局部地段不符合規(guī)定，應(yīng)采取必要的保護(hù)

措施。

3 電力管道的設(shè)計技術(shù)要求

3.1 電力管道技術(shù)要求

3.1.1 電力管道孔徑和孔數(shù)

電力管道的內(nèi)徑不應(yīng)小于電纜外徑的1.5倍，最小內(nèi)徑150 mm，對控制電纜排管孔徑不小于75 mm。管道連接時，管孔連接應(yīng)嚴(yán)密，不得有地下水引入。管道應(yīng)有傾向井坑0.5%～1%的排水坡度。

管道埋深：管道頂部土壤覆蓋深度不宜小于0.5 m，且與其他管線、燃?xì)夤芫€、熱力管線的水平距離應(yīng)分別大于0.5 m、1 m、2 m。

一組管道以敷設(shè)6～21根排管為宜，根據(jù)地下建筑物的情況，決定排管的孔數(shù)及其排列形式。排管排列有長方形和正方形，孔數(shù)選擇有3*4孔，3*5孔，3*4孔，3*6孔等。中間孔散熱較差，因此中間孔應(yīng)留作敷設(shè)控制電纜用。

3.1.2 電力管道材質(zhì)要求

（1）質(zhì)量輕，安裝省時省工，連接可靠、

容易。

（2）耐腐蝕、不易老化。

（3）內(nèi)壁光滑，磨擦小，避免產(chǎn)生劃破電纜外皮現(xiàn)象。

（4）絕緣性能好，抗壓的強(qiáng)度大.軟化的溫度高，具有特殊的耐高溫性能，可以長期承受電纜運(yùn)行時的發(fā)熱溫度。如果管材不具備較高的耐高溫性，一旦發(fā)生了過載情況，且過載時間過長，則會造成管材因受外部壓力而壓扁變形，造成以后的電纜維護(hù)更換困難，即相當(dāng)于電力管道報費(fèi)。

（5）易散熱，保證運(yùn)行中的電纜熱量迅速散發(fā)。

（6）需要具有較大的剛性和一定的回

彈性。

3.1.3 其他

電力排管管道建設(shè)中都應(yīng)考慮通信管道的預(yù)留。

管道孔數(shù)除按電網(wǎng)規(guī)劃敷設(shè)電纜根數(shù)外，還需有適當(dāng)備用孔供更新電纜用。

管道盡可能做成直線，如需避讓障礙物，可做成圓弧狀管道，但圓弧半徑不得小于12 m；如使用硬質(zhì)管，則在兩管鑲接處的折角不得大于2.5。

管道通過地基穩(wěn)定地段，如管道能承受土壓和地面動負(fù)載者，可在管道鑲接處用鋼筋混凝土或支座作局部加固。通過地基不穩(wěn)定地段的管道必須在兩工井之間用鋼筋混凝土做全線加固。

較長電纜管道中的下列部位，應(yīng)設(shè)有工作井：

（1）電纜牽引張力限制的間距處

（2）電纜分支、接頭處

（6）管路方向較大改變

（4）管路坡度較大且許防止電纜滑落的必要加強(qiáng)固定處

3.2 工井技術(shù)要求

（1）工井尺寸。在改變線路方向及分支處和電纜接頭處均應(yīng)設(shè)排管井坑（工井）。工井尺寸：寬2到3 m，高1.9到2.0 m，長度一般為4到12 m。為了便于施工，人孔徑不能小于700毫米，工井內(nèi)地面應(yīng)以2%的坡度向一端傾斜，且最低點應(yīng)設(shè)置地漏便于排水。

（2）工井接地。工井中各種金屬物體如金屬支架、預(yù)埋鐵件等都必須可靠接地，且接地電阻應(yīng)小于4 Ω。接地方式：在工井的外角或者4個邊角處，應(yīng)埋設(shè)2至4根∠50×5×2500 mm角鋼接地極，深度應(yīng)大于3.5 m。工井內(nèi)壁采用扁鋼做接地網(wǎng)，必要時在工井周圍敷設(shè)接地扁鋼，用電焊方式連接到接地極，工井內(nèi)的預(yù)埋件和金屬支架也應(yīng)采用電焊方式與接地扁鋼連接。

（3）工井的間距。由于電纜工井是裝置敷設(shè)牽引、輸送設(shè)備、引入電纜和安裝電纜頭的地方，考慮到安裝和檢修電纜頭的需要，根據(jù)高壓和中壓電纜的允許牽引力和側(cè)壓力，兩座工井的間距一般不宜大于130 m。

4 天津地區(qū)電力管道相關(guān)典型設(shè)計

4.1 總則

（1）地質(zhì)條件。根據(jù)天津地區(qū)地質(zhì)情況，經(jīng)綜合考慮取用地質(zhì)設(shè)計參數(shù)如下：

計算土容量：r=16 kN/m3內(nèi)摩擦角：Φ=10 °

遇到軟弱地基和不良地質(zhì)條件，視具體情況另行考慮地基處理。

（2）電力管道、工井主要敷設(shè)在道路或便道上，均有可能承受重載機(jī)動車碾壓，設(shè)計活荷均取汽-20級。

（3）電力管道、工井施工標(biāo)高根據(jù)具體工程的具體情況確定，但覆土厚度需≥400 mm。

4.2 電力管道

（1）適用范圍。電壓等級為35 kV，電纜直徑≤116 mm

（2）設(shè)計內(nèi)容。管道采用內(nèi)徑為175 mm的水泥管或內(nèi)徑為175 mm玻璃鋼管，并且外部需做鋼筋混凝土包封。管道底部均需做100 mm厚細(xì)石混凝土墊層，墊層寬度探出底部寬度兩側(cè)各100 mm。

4.3 工井

（1）適用范圍

電壓等級為10～35 kV。

直線井用于0～10 °；轉(zhuǎn)角井用于10～90 °。

適用排管根數(shù)：井寬2.0 m用于≤12根；井寬2.3 m用于>12根，≤18根；井寬2.5 m用于>18根，≤24根。

轉(zhuǎn)角工井以15 °的角度為單位分6擋逐級遞增至90 °，在工程中選取靠近實際角度的檔級使用。

（2）設(shè)計內(nèi)容

采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土型式，工井端墻上預(yù)留孔洞接電纜排管。

底部需做100 mm厚細(xì)石混凝土墊層，墊層寬度探出底部寬度兩側(cè)各100 mm。

兩端預(yù)留兩個直徑180 mm的孔洞

備用。需做內(nèi)、外防水。

5 結(jié)語

當(dāng)前，我國電網(wǎng)正處于智能電網(wǎng)的全面建設(shè)階段，“智能電網(wǎng)”是對電網(wǎng)未來發(fā)展的精辟總結(jié)，它對電網(wǎng)可靠性提出了更高的要求。實現(xiàn)智能電網(wǎng)需要以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，電能輸送到最終用戶，需要借助線路的傳輸。

在城市的現(xiàn)代化建設(shè)中，架空入地既有利于市容美觀，也有利于增強(qiáng)供電可靠性，它是城市未來發(fā)展的方向。

電力管道作為城市地下管網(wǎng)中的一類，在城市建設(shè)中需要將其和其他專業(yè)管線（燃?xì)狻⒔o水、排水等）統(tǒng)一規(guī)劃、綜合考慮。

因此對電力管道進(jìn)行合理規(guī)劃與完善設(shè)計，可以有效地減少外界因素對電力管道的破壞，加強(qiáng)電力部門對地下電纜設(shè)施的管理手段，從而間接的提高了供電的可靠性，符合智能電網(wǎng)建設(shè)的需要。

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