淺析500kV電力電纜施工設計與管理

馬文波

摘要：隨著國民經濟的高速發展，社會生產對于電力的需求正在逐漸增大。傳統的輸電系統都是在空中架設線路，現如今的輸電系統則選擇了電力電纜作為新的傳輸方式。在不久的將來，傳輸容量更大、電壓更高的電纜將會出現在城市電力系統建設中，500kV 超高壓電力電纜線路將會是其中的一個選擇。本文針對電纜型號選擇、電纜設計施工等問題提出了若干意見。并對500kV的電力電線工程的管理提出了幾點優化建議，對于城市電力電纜系統的建設工作而言，具有一定的實際價值。

關鍵詞：抗旱;旱災;分析

隨著城鎮化建設步伐的加快，近年來智能電網在國內獲得了較大的發展，電纜的市場需求也越來越旺盛。與此同時，隨著電纜生產技術的改進，其應用范圍也越來越廣，比如城市軌道交通和新能源電站的建設等都離不開電纜。有關統計數據顯示，截止 2020 年，國內 110kV 及以上的高壓和超高壓交聯電纜的市場需求量將會以年均百分之十五的速度增長。雖然市場需求十分旺盛，但是國內 500kV 電纜的設計、制造、運輸及施工等環節尚存在諸多的問題，其標準體系也有待建立和完善。因此，關于 500kV 超高壓電纜的研發、推廣、生產及安裝的研究，具有十分重大的意義。

1.500kV超高壓電力電纜的選型

高壓電力電纜主要分為充油以及干式電纜兩種類型，后者又可以分成交聯聚乙烯電纜（cross-linked ?polyethylene ?cable，下述簡稱 XLPE 電纜）以及低密度聚乙烯電纜（low density polyethylene cable，下述簡稱 LDPE 電纜）兩種類型。充油電纜是從傳統的浸漬紙絕緣結構發展而來的。在外部壓力箱的作用下，該結構可提供一定的正壓，從而確保各個浸漬紙之間的油膜或油道保持充盈。此外，該結構的絕緣耐受水平充足，壽命長，在使用過程中具有較好的過載能力。盡管充油電纜在我國使用的時間最長，對應的運行經驗也最豐富，但是其火災隱患不可忽視。充油電纜不論是敷設還是維護的復雜度都遠超干式電纜，同時對安裝高度差也有規定。該電纜目前正被電力及相關施工部門逐漸棄用。干式電纜的特點在于無油，其介質損耗低，防火能力突出，也無需過多維護。隨著制作工藝的進步和相關運行經驗的豐富，該電纜得到了電力行業的廣泛認可。“無油化”亦成為電纜發展的必然趨勢。對比而言，XLPE 電纜具有無油特性，故其防火能力較強;此外，XLPE 電纜安裝非常便捷，維護工作較小，介質損耗小。隨著干式電纜制作工藝的進步，以及運行經驗的積累，“無油化”擠塑電纜勢必將會成為EHV 電纜發展的重要方向。在未來城市中，XLPE 電纜將得到更為廣泛的應用，尤其是在 500kV 超高壓場合。對于 500kV 的超高壓電纜，在選擇導體材料的過程中，不僅要考慮經濟性，還必須關注大截面問題以及連接部位的安全問題。考慮技術及經濟因素，建議選擇銅芯電纜作為500kV 超高壓電纜的導體材料。

2.500kV超高壓電纜設計工藝及施工要求

一個城市的電力需求能否得以滿足的關鍵在于超高壓電纜容量。電纜隧道設計是電纜應用過程中的關鍵環節，其設計基本原則為：第一，必須保證隧道的安全性;第二，要標明可使用年限及擴容的可能性。在對新的電纜通道進行設計時，要考慮其對已有電纜通道的影響。由于 500kV 電纜的載流量較大，對施工運營環境要求較高，500kV 電纜隧道應是專用的。此外，隧道電纜和橋梁電纜的布置辦法是不一樣的，在前期設計中，要結合隧道或橋梁周圍環境、輔纜裝置以及運營性能等諸多因素，進行綜合考慮。對城市電力網設計者來說，500kV 電纜隧道規劃要求更精準、更嚴謹。隧道支架邊角處是電纜攀附最多、最密集的地方。一旦這些迂回著的電纜線處理不當，很可能造成熱伸縮滑移現象。因此，采用不間斷蛇形敷設方式，以避免由彎角盤纜不當導致的不規則滑移。這種做法能夠將過度集中的畸形電流進行分散。受電纜布置空間的限制，其蛇形敷設方向分為橫向和豎向。在城建中，直接埋入、挖電纜溝和排管敷設是最常用的通道形式，其工程投入資金少，但散熱較差。伴隨著電纜輸送機技術的發展和更新，變電站控制中心也逐步對電纜的敷設方式進行了升級。需要說明的是，垂直蛇形敷設不僅可以降低投資預算、充分利用隧道空間，而且設備安裝程序較少，故推薦使用垂直蛇形敷設方式。

在超高電壓電纜的施工中，土建、作業現場、過道以及豎井區域必須能夠滿足敷設電纜的需求，要安裝調試施工區域的照明和通訊裝置，確認搭建的圍欄和棚架符合安全要求。電纜自體總重量、牽引力及其入井深度等都是敷設與施工時，要著重考慮的因素。根據條件不同，擬定不同的敷設方案。敷設方案包括純人力、純機械和人機合一。由于 500kV 電纜的重量高于普通電纜，所以應采取人機結合的方式。較于主體電纜，附件故障發生較為頻繁，尤其是室外機終端與 GIS 裝置，故500kV 電纜附件的安裝工業要求更加嚴格。此外，電纜及其附件的安全調試也尤為重要，故不可忽視這一過程。

3.500kV 電力電線工程管理優化

對電力電線工程的管理優化主要包括以下幾個方面：（1）工程質量管理優化。首先完善公司質量管理體系：對質量管理組織機構進行全面調整，分解質量管理工作指標，完善項目質量管理機制，優化質量控制管理工作流程。其次，對500kV 輸電線路工程現場進行三級質量檢查。除此之外，還應該推進 500kV 輸電線路工程全面質量管理：提高全員的質量意識;實施質量 PDCA 循環管理，在 PDCA 循環系統由不同組織結構體現，采用大環套小環建設機制，將不同工作體系有效結合起來;推動 PDCA 循環;抓好過程管理，施工前、施工中和施工后項目管理活動的開展，都會影響項目質量發展水平。（2）工程進度管理優化。在整個工程實施過程中，進度優化可以有單純的工期優化、工期—資源優化以及工期—費用優化。可根據具體情況的分析選擇對應的優化措施。（3）工程成本管理優化。成本管理體現在工程成本預測、工程成本計劃、工程成本控制、工程成本核算、工程成本考核、工程成本分析。

4.結束語

現如今，城市生活用電、生產用電的負荷正在不斷增大，電壓等級快速上升。為了解決城市電力需求的問題，同時兼顧經濟效益和技術能力，在城市供電線路中使用電纜已成為必然趨勢。高介電系數和耐電強度的電纜，結構較為緊湊，且全封閉，不僅可以鋪設在水中，而且還可以埋設在地下;后期無需維護，可靠性和安全性較好;這不僅減少了電力系統維護支出，而且克服了部分地區環境惡劣、施工條件差的困難。當前，城市電網的建設已逐漸由空中轉為地下，電纜具有重要的地位。本文結合 500kV 高壓電纜項目實施過程的現狀，分析了電纜建設的設計方案，從選型、電纜隧道設計、電纜設計施工工藝等多個角度展開工作，為該項目的實施提供一定的基礎。

參考文獻

[1]劉文東.110kV 高壓電纜施工技術難點分析[J].科技創新與應用，2015（01）：96.

[2] 王龍，王建華.淺談10kV電纜施工[J].中國科技信息，2010，（10）：70-71.

[3] 陳靖.10kV 配電網電纜線路的施工與驗收綜述[J].中國科技投資，2013（Z2）：87+196.

[4] 王建海.電纜安全運行的探討與研究[J].中國科技信息，2009（03）：52.