電纜敷設(shè)方式的技術(shù)要點(diǎn)研究

任國(guó)華

摘要：在建筑群體增多、各行業(yè)用電需求猛增的背景下，通過(guò)低壓電纜敷設(shè)施工，能夠分擔(dān)變電站供電負(fù)荷，提高電力輸配的安全等級(jí)。低壓電纜敷設(shè)因具備一定的施工難度，在敷設(shè)步驟過(guò)程上也較為復(fù)雜，需要對(duì)其敷設(shè)方式技術(shù)要點(diǎn)加以重點(diǎn)研究。

關(guān)鍵詞：低壓電纜;敷設(shè)方式;技術(shù)要點(diǎn)

1 前言

中低壓電纜敷設(shè)方式對(duì)電纜的可靠性及安全性產(chǎn)生了重要影響，合理選擇低壓電纜敷設(shè)方式，能夠極大地節(jié)約了電纜土建工程成本開(kāi)支。在電纜入地施工實(shí)踐中，需要結(jié)合施工案例實(shí)際情況，對(duì)電纜敷設(shè)方式進(jìn)行合理規(guī)劃，以此起到保證質(zhì)量及提高電纜作業(yè)經(jīng)濟(jì)性的目的。

2 變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)中電力電纜的選擇

2.1 將施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與導(dǎo)體負(fù)荷性質(zhì)作為依據(jù)對(duì)銅芯、鋁芯進(jìn)行合理選擇

銅芯具有低損耗、高導(dǎo)電性、良好延展性、相對(duì)容易加工和安裝的優(yōu)勢(shì)。在比較潮濕的地方，如公共建筑、倉(cāng)庫(kù)等，易燃易爆材料對(duì)高振動(dòng)幅度下的電壓分布有促進(jìn)作用，在建筑中較經(jīng)常使用，但有運(yùn)輸和相對(duì)較高的價(jià)格等問(wèn)題。鋁芯本身輕便且價(jià)格低廉，這在電纜設(shè)計(jì)和頻線中被廣泛使用，占據(jù)重要位置。基于此，設(shè)計(jì)者必須嚴(yán)格遵守現(xiàn)場(chǎng)要求使用銅纜，鋁芯電纜經(jīng)過(guò)精心挑選，恢復(fù)正常使用，可為人們的生產(chǎn)和生活提供更優(yōu)質(zhì)的電力。

2.2 將施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與敷設(shè)方法作為依據(jù)對(duì)電纜絕緣種類進(jìn)行合理選擇

目前電纜絕緣的類型主要包括PVC（聚氯乙烯）、交聯(lián)聚乙烯和乙丙橡膠等。PVC電纜耐山堿，相對(duì)便宜。但是，如果發(fā)生火災(zāi)，PVC電纜會(huì)釋放出可能對(duì)人體健康造成威脅的有毒氣體。由于這些原因，PVC電纜應(yīng)盡可能在不易燃的區(qū)域使用，而交聯(lián)聚乙烯和乙烯-丙烯橡膠電纜具有相對(duì)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.3 對(duì)電纜額定電壓進(jìn)行明確

開(kāi)發(fā)人員需要根據(jù)安裝現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)的額定電壓調(diào)整電纜的額定電壓，確保安裝現(xiàn)場(chǎng)的電纜額定電壓等于或高于電源系統(tǒng)的額定電壓。通常，房間內(nèi)絕緣電纜的額定電壓應(yīng)為0.45至0.75千伏之間，0.6-1千伏為電纜額定電壓。如果需要明確監(jiān)測(cè)電纜的標(biāo)稱電壓，開(kāi)發(fā)人員應(yīng)充分考慮電路的工作電壓，額定電壓需為0.45至0.75千伏之間，如果影響很小，則可以根據(jù)實(shí)際需要降低電纜的標(biāo)稱電壓。而10KV的電壓，高壓電纜電壓規(guī)格是選用8.7/10KV。電纜的額定電壓應(yīng)和使用電纜的系統(tǒng)電壓和運(yùn)行狀況相匹配。10KV的電壓環(huán)境應(yīng)選用額定電壓為10kv的電纜。電纜的額定電壓一般用U0/U（Um）表示：

2.3.1 U0：電纜設(shè)計(jì)用的導(dǎo)體對(duì)地或金屬屏蔽之間的額定工頻電壓，稱相電壓;

2.3.2 U：電纜設(shè)計(jì)用的導(dǎo)體間的額定工頻電壓，稱線電壓;

2.3.3 Um：設(shè)備可承受的“最高系統(tǒng)電壓”的最大值。

8.7/10kV的U值為10KV，其能承受的最高電壓為12KV。

8.7/15kV的U值為15KV，其能承受的最高電壓為17.5KV。

2.4 對(duì)電纜截面進(jìn)行嚴(yán)格選擇

第一，基于放置方法和結(jié)構(gòu)條件指定電纜的橫截面，并且線段電流的允許負(fù)載是預(yù)期的最大電流。第二，線的電壓損失小于指定值。第三，電纜截面需要滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和耐熱性要求。第四，絕緣材料的工作溫度，在最大電流選擇過(guò)程中要注意電纜和土壤的耐熱性、環(huán)境溫度、類型，電纜截面的電纜芯部分應(yīng)該非常小心，以便在選擇和后期階段可以保護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3 三維設(shè)計(jì)在變電站電纜敷設(shè)中的應(yīng)用

3.1 某220kV變電站工程高壓電纜情況

該220kV變電站220kV和110kV配電裝置戶外布置，采用架空出線形式;10kV配電裝置采用戶內(nèi)開(kāi)關(guān)柜布置，本期出線8回，為電纜出線;另10kV母線上裝設(shè)有并聯(lián)電容器4組、接地變消弧線圈成套裝置2套。該工程10kV電纜溝布置情況為：電纜溝從10kV開(kāi)關(guān)室開(kāi)始，向東南方向延伸出開(kāi)關(guān)室，又分別向西北方向和東南方向延伸至10kV并聯(lián)電容器場(chǎng)地和10kV接地變消弧線圈成套裝置布置場(chǎng)地，并延伸至變電站圍墻外。

3.2 高壓電力電纜的三維敷設(shè)

BRCM軟件可繪制電纜溝三維模型，根據(jù)導(dǎo)入的電纜起點(diǎn)、終點(diǎn)和路徑的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完成電纜的邏輯敷設(shè)，并精確統(tǒng)計(jì)電纜長(zhǎng)度，輸出電纜清冊(cè)，但平臺(tái)目前還不能自動(dòng)生成高壓電力電纜的三維模型。高壓電力電纜的三維模型可以通過(guò)畫(huà)出電纜的敷設(shè)路徑，通過(guò)路徑放樣的方式生成。利用BRCM等三維電纜敷設(shè)軟件，可以繪制電力電纜在溝道、夾層等處敷設(shè)的實(shí)際路徑，為電纜路徑優(yōu)化、減少或避免電纜交叉重疊、長(zhǎng)度精確統(tǒng)計(jì)等功能的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。而且繪制的三維電纜模型非常直觀，可以進(jìn)行三維模型漫游，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電纜敷設(shè)工程的實(shí)景展示。BRCM軟件還可生成便于交付的i-model模型提供給施工人員，在施工現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)平板等便攜式終端打開(kāi)瀏覽。對(duì)照三維模型，施工人員可以直觀的看到電纜設(shè)計(jì)情況，特別是細(xì)節(jié)處更是一目了然，能夠提高施工效率，減少因傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的描述不清晰引起的施工錯(cuò)誤。

3.3 低壓電纜的三維敷設(shè)

低壓電纜的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于高壓電力電纜，常規(guī)二維設(shè)計(jì)時(shí)需要花費(fèi)大量時(shí)間規(guī)劃電纜路徑，檢驗(yàn)電纜支架及豎井設(shè)計(jì)是否合理，容積率是否符合要求等。針對(duì)上述問(wèn)題，利用BRCM軟件可做到一定程度上的優(yōu)化。BRCM軟件可以方便的繪制低壓電纜溝和電纜支架的三維模型，軟件能夠讀取導(dǎo)入的清冊(cè)中每回電纜的起始點(diǎn)和終點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)的電纜溝容積率和電纜排列方式，自動(dòng)選擇最優(yōu)路徑，邏輯判斷電纜溝及支架設(shè)計(jì)是否滿足光/電纜敷設(shè)要求，準(zhǔn)確計(jì)算得出每根電纜長(zhǎng)度，自動(dòng)生成材料清冊(cè)。

4三維敷設(shè)的優(yōu)勢(shì)

4.1 參數(shù)化建模

CAD繪制電纜溝及支架時(shí)必須手工繪制，而三維設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化建模功能，能夠根據(jù)需要通過(guò)調(diào)整參數(shù)自動(dòng)生成所需規(guī)格的電纜溝和支架，大大節(jié)約了繪圖工作量。

4.2 實(shí)現(xiàn)電纜長(zhǎng)度的精確統(tǒng)計(jì)

傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中電纜長(zhǎng)度是通過(guò)估算得出的，與工程實(shí)際可能存在較大出入，容易造成電纜長(zhǎng)度不足或浪費(fèi)。三維設(shè)計(jì)軟件可根據(jù)電纜敷設(shè)路徑精確統(tǒng)計(jì)電纜長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)工程預(yù)算的精確計(jì)算。

4.3 自動(dòng)生成電纜清冊(cè)

三維設(shè)計(jì)軟件相對(duì)CAD軟件最大的優(yōu)勢(shì)是帶有數(shù)據(jù)庫(kù)功能，能夠存儲(chǔ)電纜的起點(diǎn)、終點(diǎn)及路徑中所經(jīng)過(guò)的每一段電纜溝或橋架的編號(hào)，能將需要的數(shù)據(jù)導(dǎo)出自動(dòng)生成電纜清冊(cè)。自動(dòng)生成的電纜清冊(cè)不僅長(zhǎng)度精確，而且能附帶電纜經(jīng)過(guò)的每一段路徑的編號(hào)，為將來(lái)電纜的維護(hù)、檢修工作帶來(lái)很大的便利性。

4.4 電纜路徑優(yōu)化

三維設(shè)計(jì)軟件能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的信息自動(dòng)完成電纜的邏輯敷設(shè)并優(yōu)化電纜路徑，使每一根電纜的路徑最短，節(jié)約電纜長(zhǎng)度，且可避免或減少電纜的交叉，使敷設(shè)出的電纜簡(jiǎn)潔美觀，方便施工。

4.5 三維模型漫游及效果展示

傳統(tǒng)的二維圖紙缺少三維立體信息，局部細(xì)節(jié)也很難表達(dá)清楚。三維軟件所具有的強(qiáng)大建模功能能夠搭建出電纜溝、支架或橋架、電力電纜等設(shè)備的精確模型，并可實(shí)現(xiàn)三維模型的漫游及效果展示。

4.6 圖紙的數(shù)字化交付

數(shù)字化交付的圖紙可在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)便攜式終端打開(kāi)瀏覽，對(duì)照三維模型，施工人員可直觀的看到電纜敷設(shè)的最終情況，細(xì)節(jié)處更是一目了然，能夠有效避免因圖紙表達(dá)不清引起的施工錯(cuò)誤。

5 結(jié)語(yǔ)：

三維設(shè)計(jì)在變電站電纜敷設(shè)中的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，但目前設(shè)計(jì)軟件還不夠成熟，需進(jìn)一步完善，并通過(guò)不斷地探索，使三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在電纜敷設(shè)中充分發(fā)揮，推進(jìn)三維電纜敷設(shè)在變電站工程中的廣泛應(yīng)用。

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