電力系統(tǒng)高壓電纜輸電技術(shù)探討

朱一猛，胡 泊

（國網(wǎng)西安供電公司電纜運(yùn)檢室，陜西 西安 710000）

0 引 言

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，社會(huì)對電力的需求日益提升。電力是保障人們正常生活和城市正常運(yùn)行的基礎(chǔ)能源，因此對電力輸送工作提出了更高要求。高壓電輸送具有損耗低、效率高等優(yōu)勢，在電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，目前已經(jīng)是輸電系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離輸電的主要方式。如果高壓電纜工作沒有做到位，會(huì)降低輸電線路的穩(wěn)定性，增加整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作風(fēng)險(xiǎn)。基于此，對高壓電纜技術(shù)進(jìn)行透徹分析，希望為相關(guān)工作人員提供有效參考。

1 高壓電纜輸電技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

高壓電纜是電力輸送系統(tǒng)的載體，具有傳輸效率高、傳輸損耗小等優(yōu)點(diǎn)。但是，高壓電的破壞力較強(qiáng)，高壓傳輸系統(tǒng)的危險(xiǎn)性較大，一旦高壓傳輸電路出現(xiàn)問題，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，在高壓電纜輸電系統(tǒng)中，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)范和相關(guān)規(guī)章制度。通過調(diào)查分析，將高壓電纜輸電技術(shù)的優(yōu)勢總結(jié)為以下幾點(diǎn)。第一，高壓電纜材料通常選用密度較低的金屬，所以在搭建高壓電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的過程中比較輕松，使得電力傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建相對輕便和快捷。由于采用的是輕質(zhì)金屬，因此可以有效降低制作成本。第二，高壓電纜具有一定的危險(xiǎn)性，所以高壓輸電電纜的建設(shè)地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離人群，在建設(shè)完成后要用植物、山石、道路等物體進(jìn)行隱藏。第三，高壓電纜通常不會(huì)直接暴露在自然環(huán)境中，能夠有效避免雷電、暴雨等惡劣天氣對線路造成的損壞，同時(shí)避免線路受到磨損[1]。高壓電纜傳輸技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建中得到了廣泛應(yīng)用，但是高壓電纜技術(shù)存在一定的缺陷。第一，高壓電纜技術(shù)雖然能夠降低電力在傳輸中的損耗，但是高壓電纜的造價(jià)較高，建設(shè)過程中會(huì)花費(fèi)大量的財(cái)力、物力和人力。第二，高壓電纜的建造要符合用戶需求，同時(shí)確保電力的傳輸效率，因此高壓電纜的設(shè)計(jì)工作具有較大難度。第三，高壓電纜的建設(shè)投入大，后期不能輕易變動(dòng)，且一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)發(fā)生變動(dòng)會(huì)影響整個(gè)傳輸系統(tǒng)，因此高壓電纜的檢修工作比較繁瑣。第四，高壓電纜建設(shè)對工作人員的要求較高，不僅要求工作人員具備較高的專業(yè)水平，還要求工作人員在施工過程中必須慎重[2]。

2 高壓電纜線路中的技術(shù)要求

2.1 高壓電纜線路絕緣要求

高壓電纜線路具有較高的危險(xiǎn)性，因此要求高壓電纜線路具備一定的絕緣性能。一方面防止因?yàn)槌霈F(xiàn)線路故障而產(chǎn)生安全事故，另一方面避免雷電對高壓電纜線路造成破壞。避免雷電對電路造成損害的措施有兩種：采用避雷器，合理控制雷電波；在高壓電纜附近架設(shè)避雷線，借助避雷線的波阻，避免雷電對線路產(chǎn)生損害[3]。

避雷器對高壓電纜的正常運(yùn)行有著重要作用，對避雷器配置有嚴(yán)格要求。在10～220 kV的高壓電路中，必須按照“城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”的要求，在高壓電纜線路和架空線連接處安裝避雷器等設(shè)備。變電設(shè)施和發(fā)電廠周圍35 kV的電路，必須嚴(yán)格遵守“交流電氣裝置的過電壓保護(hù)與絕緣配合”的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)高壓電纜的實(shí)際長度，安裝符合該長度的避雷器，從而確保高壓電纜的正常運(yùn)行。如果高壓電路線纜長度在50 m以上，需要在高壓電纜的兩端安裝避雷裝置。

在高壓電纜的架設(shè)過程中，如果高壓線纜和架空線路連接的變電設(shè)施為GIS變電所，需要架設(shè)2 km的避雷線；如果變電設(shè)施為敞開式，需要架設(shè)1 km的避雷線。在高壓輸電線纜的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，必須充分考慮絕緣措施，確保高壓輸電電路的正常運(yùn)行，盡量避免意外事故的發(fā)生[4]。

若高壓電纜線路傳輸?shù)碾妷涸?10 kV及以上時(shí)，必須采用聚氯乙烯（PVC）或者聚乙烯（PE）作為外保護(hù)套的材料。聚氯乙烯具有較強(qiáng)的耐開裂性，但是抗化學(xué)腐蝕性不如聚乙烯，且在燃燒過程中會(huì)釋放有毒氣體，不能在市區(qū)道路中使用。因此，市區(qū)的高壓輸電線纜通常采用聚乙烯材料，市區(qū)外的高壓電纜外套建議使用聚乙烯作為絕緣層，用鋁護(hù)套或者鋁合金護(hù)套作為高壓電纜的防磨損層。鋁合金護(hù)套具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和耐彎折性，且鋁合金護(hù)套的重量較輕，安裝更加方便。

2.2 高壓電纜線路的連接方式

高壓電纜線路在電力系統(tǒng)中的連接方式主要有以下幾種：第一，電纜進(jìn)線段連接方式，是常見的電纜應(yīng)用方式，主要是在電力輸送過程中將高壓電纜作為出現(xiàn)間隔的參照標(biāo)準(zhǔn)，在施工進(jìn)行一段時(shí)間后，再將其和另一端的變電站電纜連接起來；第二，全線變電連接方式，是在變電設(shè)施中，所有的電力輸送線路都采用高壓電纜；第三，部分變電連接方式，是在電力線路中間部分采用高壓電纜，主要用在特殊的電力傳輸電路中。

如果高壓電纜的線路較長、電壓較大且金屬護(hù)套只有一段接地，那么電力維護(hù)和檢驗(yàn)工作人員的人身安全將面臨較大威脅。普通接頭在高壓傳輸電纜中屬于比較常見的部分，普通接頭能夠分割絕緣屏蔽層和金屬保護(hù)層，使其以合適的單元存在于高壓電纜線路中，再將各個(gè)單元?jiǎng)澐譃?個(gè)均等的段落，最后用絕緣的接頭將3個(gè)不同段落連接，從而提升較長線路的安全性，保障工作人員的人身安全。

3 高壓電纜輸電技術(shù)特點(diǎn)分析

在高壓電纜的建設(shè)過程中，如果三芯電纜接地后線路中間還需要連接其他線路，則需要另外增設(shè)接地線，以此確保電路的安全性。在單芯高壓電路線纜連接過程中，必須采用“兩點(diǎn)接地”法。“兩點(diǎn)接地”是指線路中間部分和線路兩端都要接地，雖然過程比較復(fù)雜，但是能夠確保高壓電纜的安全性[5]。另外，為了方便高壓電纜日后維護(hù)工作的開展，低于100～110 kV以上的電纜，要用絕緣接頭隔離金屬護(hù)套，并且用互聯(lián)導(dǎo)線把金屬護(hù)套連接成三角形，從而有效避免高壓電纜在運(yùn)作過程中出現(xiàn)發(fā)熱的情況，為日后的維護(hù)工作提供便利。

必須嚴(yán)格控制高壓電纜的載流量，相關(guān)施工技術(shù)人員要透徹分析施工要求，然后對高壓電纜的載流量做出相關(guān)規(guī)定。高壓電纜的排列方式不同和直埋排管方式不同，導(dǎo)致施工的地理位置、氣候、地溫和系統(tǒng)裝置都會(huì)對高壓電纜的截面載流量造成影響。而載流量直接影響高壓電纜的橫截面積，是決定高壓電纜建設(shè)成本的重要因素[6]。在新國標(biāo)中，進(jìn)一步提高了對高壓電纜的要求，原本的“可持續(xù)工作電流”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕?00%可持續(xù)工作電流”。

4 結(jié) 論

綜上所述，高壓電纜輸電線路對電力系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用，會(huì)直接影響人民的正常生活、生命安全，也是確保電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、城市正常供電的重要技術(shù)手段。高壓電纜輸電在整個(gè)輸電系統(tǒng)中擔(dān)任主角，所以在高壓電纜建設(shè)的過程中，無論是施工建設(shè)、線路設(shè)計(jì)都有著高要求。在高壓電纜工作中，要對絕緣措施、連接方式進(jìn)行全面分析，結(jié)合實(shí)際建設(shè)情況，完善高壓電纜建設(shè)，避免高壓電纜輸電線路在運(yùn)作過程中出現(xiàn)意外事故而造成嚴(yán)重的安全事故。