城市配電網建設改造中電纜線路的應用分析

摘要：隨著城市電網改造的進行，在配電網絡中電纜線路的應用日益廣泛，如何做好電纜線路的規劃設計是擺在廣大電力工作者面前的一個課題。文章結合城區配電網絡改造中電纜線路的應用情況，總結了多年的工作實踐經驗，就電纜線路規劃設計中的電纜線路的前期規劃、環網柜、電纜分接箱的選擇、電纜敷設方式等方面進行了分析探討。

關鍵詞：城市配電網；建設改造；電纜線路；規劃設計；供電用戶；電力工作者

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0038-03

1 市區電纜線路的前期規劃

在城市電纜的規劃過程中，需要結合城市的具體規劃做綜合考慮，即不僅要認真分析該市5～10年內的電網規劃，還要分析地方政府在10年內的具體城市建設規劃，另外還要結合當地的道路改造情況，考慮道路周邊供電用戶的電力使用情況。為了更好地分析城市電纜線路的規劃，在下文中將結合某地的具體案例，對城區內配電網絡的結構改造進行分析，目前已知的該市區內的整體電網規劃為將改造后的電網設計成“手拉手”的環形網絡結構，并且每一條線路在運行過程中的最大電流荷載量為額定電流量的2/3，根據該標準，在電纜線路改造的過程中，有關部門應該在保證城區的供電安全的基礎上，充分地分析市區內未來電網的自動化發展趨勢和需求，對電纜的主要干線的節點均進行環網設置。值得注意的是，由于環網柜的饋線的接地方式比較特殊，一般采取的是直接接地的方式，所以對于中高壓的輸電線路，應該進行重點絕緣防護，另外，在低壓電路的設置過程中，應該采用分接箱的方式，將直接接地的環網電纜進行分流，以此來滿足不同用戶的使用需要。通常情況下，每一個分接箱可以為3～5個用戶進行供電。

2 電氣接線方式及設備選擇

2.1 環網柜、電纜分接箱的選擇

一般來說，在街道的供電中，主干線纜的設置應該在兩條以上，其中一條主干線纜要用來串接分接箱，并以此對用戶實行直接供電，所以其負荷量的考量是非常重要的；另外一條主干線纜的作用在于串聯線路中的重要負荷，并將其同其他的環網線路相連，以便故障發生后，可以隨時轉換運行線路，實現安全防護。

2.1.1 環網柜簡介。環網柜是將一組高壓開關設備組裝在金屬柜體內，做成間隔式供電單元的電氣設備，其高壓回路通常采用真空斷路器，該系統通常應用于配網手拉手環網供電，習慣上被稱為環網柜。環網柜結構簡單，內置單元可任意組合，靈活、可靠，占地面積小，運行安全可靠，運行費用低，被廣泛使用于城市住宅小區、大型公共建筑、工廠企業等負荷中心的配電站以及箱式變電站中。

2.1.2 環網柜的選擇。環網柜主要適用于城鄉10kV配電網的電纜環網供電或雙輻射供電。環網柜的選擇應遵循以下原則：（1）內置單元設備應采用全密封設備，具有防凝露功能；（2）應采用輕型設計、體積小、重量輕、外形美觀；（3）柜體內應裝設真空斷路器（SF6負荷開關）、旋轉式隔離刀閘、接地刀閘等；（4）應滿足機械“五防”要求；（5）應配置饋線遠方終端FTU智能監控裝置，可實現各種保護功能。采用RS232或RS485通訊接口，可通過光纜、載波、GPRS、CDMA實時監測和采集各項電參數，實現“四遙”。還可根據用戶對城市配網自動化的需求，配置特殊的功能。

2.1.3 環網柜功能選擇。饋線遠方終端FTU智能監控裝置應具有以下功能：（1）三段式電流保護，動作定值連續可調；（2）反時限過流保護，動作定值連續可調；（3）過負荷保護，動作定值連續可調；（4）零序過電流保護，動作定值連續可調；（5）保護啟動后通過后臺計算相鄰故障點開關或環網柜跳閘閉鎖，非故障段合閘供電，不完全依賴通訊，FTU就地可以處理故障并進行隔離；（6）FTU智能控制器，中文液晶顯示，具有RS232或RS485通訊接口，可通過光纜、載波、GPRS、CDMA等實時監測各種電參數，實現“四遙”；（7）每個環網柜內各間隔根據配網需要配置其他設備；（8）各種功能模塊可根據用戶要求組合配，能夠適應配網的各種需要。

2.1.4 模擬故障分析。線路正常運行時，整條線路分為兩段供電，1#、2#環網柜供一段，4#、5#環網柜供一段。正常情況下，1#、2#、4#、5#環網柜內各間隔均處于合閘供電狀態，3#環網柜內01號開關柜處于分閘狀態，其余處于合閘狀態。下面以圖1為例進行故障分析：

（1）當D1點發生故障時，1#環網柜內01號開關柜保護動作跳閘，2#環網柜內01號開關柜失壓跳閘，通過后臺計算1#環網柜內01號開關柜和2#環網柜內01號開關柜同時閉鎖，將故障點隔離。此時可通過后臺遙控對1#環網柜內01號開關柜進行試送電或者直接先遙控3#環網柜內01號開關柜將電送至2#環網柜內01號開關柜處，非故障段正常供電，通知檢修人員對故障段線路進行巡線檢修，線路進入正常運行狀態；（2）當D2點發生故障時，2#環網柜內01號開關柜保護動作跳閘，通過后臺計算2#環網柜內01號開關柜和3#環網柜內01號開關柜同時閉鎖，將故障點隔離。此時可通過后臺遙控對2#環網柜內01號開關柜進行試送電或者直接通知檢修人員對線路進行巡線檢修，非故障段正常供電，線路進入正常運行狀態；（3）當D3點發生故障時，2#環網柜內03號開關柜保護動作跳閘，在2#環網柜內03號開關柜跳閘同時閉鎖，將故障點隔離。此時可通過后臺遙控對2#環網柜內03號開關柜進行試送電或者直接通知檢修人員對線路進行巡線檢修，非故障段正常供電，線路進入正常運行狀態；（4）當D4點發生故障時，4#環網柜內01號開關柜保護動作跳閘，3#環網柜內02號開關柜失壓跳閘，通過后臺計算4#環網柜內01號開關柜和3#環網柜內02號開關柜同時閉鎖，將故障點隔離。此時可通過后臺遙控對4#環網柜內01號開關柜進行試送電或者直接先遙控3#環網柜內01號開關柜將電送至3#環網柜內02號開關柜處，非故障段正常供電，通知檢修人員對故障段線路進行巡線檢修，線路進入正常運行狀態。也可根據用戶要求配置其他功能等。

總之，在街道的主干線纜的環網柜設置的過程中，應該注意的是要盡量靠近十字路口，這樣不僅可以減少各個分接箱的連接距離，還能減少線路的交叉導致的各種安全問題。在開關的選擇上，應該盡量使用四路進出線的開關，可以在實現運行、拉開、接地三種接線方式后，留有一個的備用轉換開關。在街道的線纜設置的過程中，分接箱的位置選擇同環網柜是不同的，而是應該盡量地靠近沿線用戶，因為其主要的目的在于保障用戶的用電，所以在開關的選擇上也應該盡量地選擇不帶負荷的二路進線開關。

2.2 高壓電纜的選型

高壓線纜作為輸電線路布設的一個重要內容，對于線路的運行安全和穩定性都有著非常重要的影響，因此其選材也應該引起有關部門的重視。一般來說，交聯聚乙烯電纜作為我國目前高壓線纜的常用材料，具有制造方便、安裝簡單等特點，被廣泛地應用于高壓線路的輸電中。但是實踐中該材料也存在一定的使用缺陷，其中最明顯的就是導體在工作的過程中溫度過高，不利于線路的安全防護。這種情況下，為了滿足現代輸電線路的使用要求，有關科研單位開發了新型的具有更強穩定性的三芯交聯聚乙烯電纜YJLV22系列產品，這種產品在保有原來電纜材料的使用優勢的基礎上實現了更大的負荷流量，并有效地提高了運行的安全性。

3 電纜線路應用中的問題及對策

3.1 環網柜的接地閉鎖問題

現有的環網柜，不論是真空型還是SF6型，如按照正常的上進下出的接線方式，都可以滿足“五防”要求。對于防止帶電合接地開關（或掛接地線），是通過負荷開關和接地開關聯鎖來實現的，只有當負荷開關斷開，出線側無電時，才可以操作接地開關。但現在的戶外環網柜一般都采用電纜進出線，對進線柜（間隔）而言，接線是下進上出，因此當負荷開關斷開后，環網柜（間隔）下側依然帶電，此時接地開關就會發生帶電合接地開關（或掛接地線）問題。怎樣從根本上解決開閉所進線柜（間隔）下進上出不能滿足防止帶電合接地開關（或掛接地線）的要求呢？對真空環網柜而言，由于檢修時可以在柜內人工掛接地線，所以可以不裝設接地開關。但為了防止發生誤入帶電間隔這類更加嚴重的事故，進線柜應加裝進線側和柜門的電磁閉鎖，確保在進線帶電時，不能打開柜門。對全絕緣、全密封的SF6環網柜來講，由于檢修時不能人工掛接地線，因此應保留接地開關，采用加裝進線側和接地開關的電磁閉鎖的方式，完善“五防”措施，避免在進線帶電時，不能操作接地開關，以此防止發生帶電合接地開關（或掛接地線）。

3.2 負荷開關的額定電壓和電流選擇

負荷開關的額定電壓的選擇：負荷開關的額定電壓應按其值等于或大于所在配電系統的額定電壓來選取。

負荷開關額定電流的選取：對于變壓器饋線用的負荷開關，因配電變壓器容量最大不會超1600kVA，在環網柜中配置200A負荷開關已綽綽有余；對于進線和環網饋線用的負荷開關，一般應選630A，相當于一個環可帶8000～10000kVA的負荷（后者是考慮母線和斷路器長期使用后的降容）。

3.3 電纜敷設方式問題

電纜敷設一般有三種形式：直埋、排管和溝道敷設。直埋方式一般適用于電纜根數較少（如3根及以下），不承受車輛重壓的綠地、住宅小區及部分次要道路人行道上，直埋電纜土建造價較低；排管敷設適用于電纜較多，城市主干道的快、慢車道或人行道上及不宜開挖破土的地方，排管敷設土建造價中等；溝道敷設適用于變電所、配電房等電纜出線較多的地方，便于電纜檢修，但其土建造價最高。從幾次工程來看，我們認為電纜主要敷設方式應以排管為主要方式，其主要原因是：能保護電纜不受外力破壞，提高電纜運行安全性；施放電纜方便，便于檢修；可預留今后管線位置；土建造價合理，尤其是在近期配電網電纜化改造中，安全、經濟可以兼顧。

3.4 電纜的阻燃和防火

電纜作為一種可燃性的線路材料，其在線路運行達到一定的溫度后產生熔融，這樣不僅失去了原有的電力傳輸的功能，還會引發一定的安全事故，導致了電路中的設備的燒毀，因此應該引起有關部門的重視，加強對線纜防火的控制。

穿管敷設方式的阻燃和防火措施較為簡單，投資較少。隧道敷設方式由于隧道內有大量的可燃物，所以阻燃和防火較為復雜，投資也較多。目前，除變電站出口較多采用隧道敷設方式，普通電纜線路建議采用穿管敷設方式。推薦使用價格相對比較低廉、強度較大、撓性小的低摩高強維綸水泥電纜管或埋地式電力電纜用氯化聚氯乙烯（CPVC）保護套管。

4 結語

隨著社會的發展和工程的增多，電纜線路工程施工的經驗會更多、技術更加成熟，但電力電纜科學技術的不斷前進又需要不斷加強學習，充分掌握國內外動態，才能搞好電纜線路施工的各項工作。

參考文獻

[1] 李國征.電力電纜線路設計施工手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 江日洪.交聯聚乙烯電力電纜線路[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3] 城市電力電纜線路設計技術規定（DL/T5221-2005）[S].

[4] 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范（GB50168-2006）[S].

作者簡介：李思堯（1986-），男，江西安義人，供職于深圳供電局有限公司，研究方向：配電電力電纜。

總之，在街道的主干線纜的環網柜設置的過程中，應該注意的是要盡量靠近十字路口，這樣不僅可以減少各個分接箱的連接距離，還能減少線路的交叉導致的各種安全問題。在開關的選擇上，應該盡量使用四路進出線的開關，可以在實現運行、拉開、接地三種接線方式后，留有一個的備用轉換開關。在街道的線纜設置的過程中，分接箱的位置選擇同環網柜是不同的，而是應該盡量地靠近沿線用戶，因為其主要的目的在于保障用戶的用電，所以在開關的選擇上也應該盡量地選擇不帶負荷的二路進線開關。

2.2 高壓電纜的選型

高壓線纜作為輸電線路布設的一個重要內容，對于線路的運行安全和穩定性都有著非常重要的影響，因此其選材也應該引起有關部門的重視。一般來說，交聯聚乙烯電纜作為我國目前高壓線纜的常用材料，具有制造方便、安裝簡單等特點，被廣泛地應用于高壓線路的輸電中。但是實踐中該材料也存在一定的使用缺陷，其中最明顯的就是導體在工作的過程中溫度過高，不利于線路的安全防護。這種情況下，為了滿足現代輸電線路的使用要求，有關科研單位開發了新型的具有更強穩定性的三芯交聯聚乙烯電纜YJLV22系列產品，這種產品在保有原來電纜材料的使用優勢的基礎上實現了更大的負荷流量，并有效地提高了運行的安全性。

3 電纜線路應用中的問題及對策

3.1 環網柜的接地閉鎖問題

現有的環網柜，不論是真空型還是SF6型，如按照正常的上進下出的接線方式，都可以滿足“五防”要求。對于防止帶電合接地開關（或掛接地線），是通過負荷開關和接地開關聯鎖來實現的，只有當負荷開關斷開，出線側無電時，才可以操作接地開關。但現在的戶外環網柜一般都采用電纜進出線，對進線柜（間隔）而言，接線是下進上出，因此當負荷開關斷開后，環網柜（間隔）下側依然帶電，此時接地開關就會發生帶電合接地開關（或掛接地線）問題。怎樣從根本上解決開閉所進線柜（間隔）下進上出不能滿足防止帶電合接地開關（或掛接地線）的要求呢？對真空環網柜而言，由于檢修時可以在柜內人工掛接地線，所以可以不裝設接地開關。但為了防止發生誤入帶電間隔這類更加嚴重的事故，進線柜應加裝進線側和柜門的電磁閉鎖，確保在進線帶電時，不能打開柜門。對全絕緣、全密封的SF6環網柜來講，由于檢修時不能人工掛接地線，因此應保留接地開關，采用加裝進線側和接地開關的電磁閉鎖的方式，完善“五防”措施，避免在進線帶電時，不能操作接地開關，以此防止發生帶電合接地開關（或掛接地線）。

3.2 負荷開關的額定電壓和電流選擇

負荷開關的額定電壓的選擇：負荷開關的額定電壓應按其值等于或大于所在配電系統的額定電壓來選取。

負荷開關額定電流的選取：對于變壓器饋線用的負荷開關，因配電變壓器容量最大不會超1600kVA，在環網柜中配置200A負荷開關已綽綽有余；對于進線和環網饋線用的負荷開關，一般應選630A，相當于一個環可帶8000～10000kVA的負荷（后者是考慮母線和斷路器長期使用后的降容）。

3.3 電纜敷設方式問題

電纜敷設一般有三種形式：直埋、排管和溝道敷設。直埋方式一般適用于電纜根數較少（如3根及以下），不承受車輛重壓的綠地、住宅小區及部分次要道路人行道上，直埋電纜土建造價較低；排管敷設適用于電纜較多，城市主干道的快、慢車道或人行道上及不宜開挖破土的地方，排管敷設土建造價中等；溝道敷設適用于變電所、配電房等電纜出線較多的地方，便于電纜檢修，但其土建造價最高。從幾次工程來看，我們認為電纜主要敷設方式應以排管為主要方式，其主要原因是：能保護電纜不受外力破壞，提高電纜運行安全性；施放電纜方便，便于檢修；可預留今后管線位置；土建造價合理，尤其是在近期配電網電纜化改造中，安全、經濟可以兼顧。

3.4 電纜的阻燃和防火

電纜作為一種可燃性的線路材料，其在線路運行達到一定的溫度后產生熔融，這樣不僅失去了原有的電力傳輸的功能，還會引發一定的安全事故，導致了電路中的設備的燒毀，因此應該引起有關部門的重視，加強對線纜防火的控制。

穿管敷設方式的阻燃和防火措施較為簡單，投資較少。隧道敷設方式由于隧道內有大量的可燃物，所以阻燃和防火較為復雜，投資也較多。目前，除變電站出口較多采用隧道敷設方式，普通電纜線路建議采用穿管敷設方式。推薦使用價格相對比較低廉、強度較大、撓性小的低摩高強維綸水泥電纜管或埋地式電力電纜用氯化聚氯乙烯（CPVC）保護套管。

4 結語

隨著社會的發展和工程的增多，電纜線路工程施工的經驗會更多、技術更加成熟，但電力電纜科學技術的不斷前進又需要不斷加強學習，充分掌握國內外動態，才能搞好電纜線路施工的各項工作。

參考文獻

[1] 李國征.電力電纜線路設計施工手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 江日洪.交聯聚乙烯電力電纜線路[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3] 城市電力電纜線路設計技術規定（DL/T5221-2005）[S].

[4] 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范（GB50168-2006）[S].

作者簡介：李思堯（1986-），男，江西安義人，供職于深圳供電局有限公司，研究方向：配電電力電纜。

總之，在街道的主干線纜的環網柜設置的過程中，應該注意的是要盡量靠近十字路口，這樣不僅可以減少各個分接箱的連接距離，還能減少線路的交叉導致的各種安全問題。在開關的選擇上，應該盡量使用四路進出線的開關，可以在實現運行、拉開、接地三種接線方式后，留有一個的備用轉換開關。在街道的線纜設置的過程中，分接箱的位置選擇同環網柜是不同的，而是應該盡量地靠近沿線用戶，因為其主要的目的在于保障用戶的用電，所以在開關的選擇上也應該盡量地選擇不帶負荷的二路進線開關。

2.2 高壓電纜的選型

高壓線纜作為輸電線路布設的一個重要內容，對于線路的運行安全和穩定性都有著非常重要的影響，因此其選材也應該引起有關部門的重視。一般來說，交聯聚乙烯電纜作為我國目前高壓線纜的常用材料，具有制造方便、安裝簡單等特點，被廣泛地應用于高壓線路的輸電中。但是實踐中該材料也存在一定的使用缺陷，其中最明顯的就是導體在工作的過程中溫度過高，不利于線路的安全防護。這種情況下，為了滿足現代輸電線路的使用要求，有關科研單位開發了新型的具有更強穩定性的三芯交聯聚乙烯電纜YJLV22系列產品，這種產品在保有原來電纜材料的使用優勢的基礎上實現了更大的負荷流量，并有效地提高了運行的安全性。

3 電纜線路應用中的問題及對策

3.1 環網柜的接地閉鎖問題

現有的環網柜，不論是真空型還是SF6型，如按照正常的上進下出的接線方式，都可以滿足“五防”要求。對于防止帶電合接地開關（或掛接地線），是通過負荷開關和接地開關聯鎖來實現的，只有當負荷開關斷開，出線側無電時，才可以操作接地開關。但現在的戶外環網柜一般都采用電纜進出線，對進線柜（間隔）而言，接線是下進上出，因此當負荷開關斷開后，環網柜（間隔）下側依然帶電，此時接地開關就會發生帶電合接地開關（或掛接地線）問題。怎樣從根本上解決開閉所進線柜（間隔）下進上出不能滿足防止帶電合接地開關（或掛接地線）的要求呢？對真空環網柜而言，由于檢修時可以在柜內人工掛接地線，所以可以不裝設接地開關。但為了防止發生誤入帶電間隔這類更加嚴重的事故，進線柜應加裝進線側和柜門的電磁閉鎖，確保在進線帶電時，不能打開柜門。對全絕緣、全密封的SF6環網柜來講，由于檢修時不能人工掛接地線，因此應保留接地開關，采用加裝進線側和接地開關的電磁閉鎖的方式，完善“五防”措施，避免在進線帶電時，不能操作接地開關，以此防止發生帶電合接地開關（或掛接地線）。

3.2 負荷開關的額定電壓和電流選擇

負荷開關的額定電壓的選擇：負荷開關的額定電壓應按其值等于或大于所在配電系統的額定電壓來選取。

負荷開關額定電流的選取：對于變壓器饋線用的負荷開關，因配電變壓器容量最大不會超1600kVA，在環網柜中配置200A負荷開關已綽綽有余；對于進線和環網饋線用的負荷開關，一般應選630A，相當于一個環可帶8000～10000kVA的負荷（后者是考慮母線和斷路器長期使用后的降容）。

3.3 電纜敷設方式問題

電纜敷設一般有三種形式：直埋、排管和溝道敷設。直埋方式一般適用于電纜根數較少（如3根及以下），不承受車輛重壓的綠地、住宅小區及部分次要道路人行道上，直埋電纜土建造價較低；排管敷設適用于電纜較多，城市主干道的快、慢車道或人行道上及不宜開挖破土的地方，排管敷設土建造價中等；溝道敷設適用于變電所、配電房等電纜出線較多的地方，便于電纜檢修，但其土建造價最高。從幾次工程來看，我們認為電纜主要敷設方式應以排管為主要方式，其主要原因是：能保護電纜不受外力破壞，提高電纜運行安全性；施放電纜方便，便于檢修；可預留今后管線位置；土建造價合理，尤其是在近期配電網電纜化改造中，安全、經濟可以兼顧。

3.4 電纜的阻燃和防火

電纜作為一種可燃性的線路材料，其在線路運行達到一定的溫度后產生熔融，這樣不僅失去了原有的電力傳輸的功能，還會引發一定的安全事故，導致了電路中的設備的燒毀，因此應該引起有關部門的重視，加強對線纜防火的控制。

穿管敷設方式的阻燃和防火措施較為簡單，投資較少。隧道敷設方式由于隧道內有大量的可燃物，所以阻燃和防火較為復雜，投資也較多。目前，除變電站出口較多采用隧道敷設方式，普通電纜線路建議采用穿管敷設方式。推薦使用價格相對比較低廉、強度較大、撓性小的低摩高強維綸水泥電纜管或埋地式電力電纜用氯化聚氯乙烯（CPVC）保護套管。

4 結語

隨著社會的發展和工程的增多，電纜線路工程施工的經驗會更多、技術更加成熟，但電力電纜科學技術的不斷前進又需要不斷加強學習，充分掌握國內外動態，才能搞好電纜線路施工的各項工作。

參考文獻

[1] 李國征.電力電纜線路設計施工手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 江日洪.交聯聚乙烯電力電纜線路[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3] 城市電力電纜線路設計技術規定（DL/T5221-2005）[S].

[4] 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范（GB50168-2006）[S].

作者簡介：李思堯（1986-），男，江西安義人，供職于深圳供電局有限公司，研究方向：配電電力電纜。