高壓電纜在不同敷設方式下經濟技術的比較

徐晉卿，王 瓊，熊 坤

（中國電建集團江西省電力設計院有限公司，江西南昌 330096）

0 引言

電能在現代社會中已變得越來越重要，無論經濟建設還是日常生活都離不開電能。電能的輸送和分配是靠電力線路來完成的，按線路結構分為架空線路和電纜線路兩類[1-2]。傳統的架空電力線路由于其占地面積大，影響城市美觀，已成為城市規劃部門面臨的棘手難題，這同時也對城市電網建設提出新的要求。目前，城市的電力輸送越來越多地采用電纜。

地下埋設電力電纜的敷設方式有許多種，如常見的電纜溝、排管、電纜隧道等。電纜周圍媒質的熱阻會直接影響電纜的載流量，電纜敷設方式不同，其載流量不同[3]。電纜運行中，若載流量過大，電纜導體會因為超溫而加速老化，甚至熱擊穿；如果載流量過小，會造成投資成本過大，帶來極大浪費[4]。因此，準確合理地對電纜工程技術及經濟性分析，有利于指導電力行業電纜工程投資決策、設計、施工，同時在確保電力電纜有效安全壽命的前提下，有效充分地發揮電力電纜線路的輸電潛能。

文中從技術經濟的角度對各種電纜敷設方式進行對比。通過實際工程案例分析可得：當高壓電纜回路數大于8回時，采用電纜隧道出線更符合電纜技術經濟運行；實際工程中采用明挖排管敷設又優先于電纜溝敷設的水平排列和品字形排列。

1 高壓電力電纜線路設計與敷設

1.1 高壓電力電纜線路設計原則

在城市電網中，高壓電力電纜線路路徑的選擇，一般遵循以下三個原則[5-7]：

1）統一規劃原則。電纜線路路徑，包括各種附屬土建設施（如：電纜排管、電纜井、電纜隧道、電纜溝等）的位置，應符合城市規劃管理部門制定的道路地下管線的統一規劃。有的城市規定，電力電纜的管線位置一般在道路的東側或南側人行道或非機動車道。電纜線路設計施工圖，必須送交城市規劃管理部門審批，取得“管線執照”。

2）安全運行原則。確定電纜線路路徑，要充分考慮安全運行和檢修方便：（1）采用直埋敷設方式的電纜路徑，應當在人行道位置，電纜與建筑物基礎相距不小于0.6 m，與人行道樹相距0.75 m，穿車行道或在車行道下敷設電纜時，應穿在管道中。（2）為防止電纜護層遭受電化學腐蝕，電纜路徑上的土壤應呈中性，即PH 值在6～8 之間。（3）對周圍環境的要求，不能使電纜長期承受各種機械力，如過大的壓力、拉力和震動等。（4）電纜線路應遠離熱力管和其它熱源。

3）經濟合理原則。確定電纜線路路徑，要力求經濟合理，電纜線路能短則短，不要繞道。根據同一路徑上近期和遠期電纜平行根數的密集程度、道路結構、建設資金來源等因素，確定電纜敷設方式，確定排管、電纜溝或電纜隧道等土建設施的規模。

1.2 電力電纜敷設方式選擇

電纜敷設方式的選擇，應視工程條件、環境特點、負荷、電纜類型、數量等因素，且按滿足運行可靠、便于維護的要求和技術經濟合理的原則來選擇。表1為幾種常用的電纜敷設方式的優缺點比較。

表1 常用的電纜敷設方式的優缺點

2 電纜常用的敷設斷面及電纜載流量分析

2.1 電纜排管

電纜排管敷設常用于沿市政道路的長距離敷設，根據電纜排管敷設的回路數不同，又分為單回路、雙回路及四回路電纜排管，其斷面圖如圖1所示。為進一步分析其經濟性，對220 kV 某種特定型號的電纜進行了電纜載流量的相關計算，如表2所示。

表2 電纜載流量計算

圖1 電纜排管敷設斷面圖

2.2 電纜溝

電纜溝敷設主要用于變電站出線、主要街道的敷設，根據電纜溝敷設回路數的不同分為單回路電纜溝敷設、雙回路電纜溝敷設，雙回路電纜溝又根據電纜排列的方式不同分為電纜品字型排列、電纜垂直排列兩種，其斷面圖如圖2 所示。同樣為了其經濟性，對其電纜載流量進行了計算，如表2所示。

圖2 電纜溝敷設斷面圖

2.3 電纜隧道

電纜隧道敷設主要用于電纜線路高度集中、路徑選擇難度較大或市政規劃要求極高的區域，其斷面圖如圖3所示，對其經濟性計算的電纜載流量如表2所示。

圖3 電纜隧道敷設斷面圖

3 案例分析

3.1 電纜隧道工程實例分析

本工程線路路徑長為3.935 km，其中，變電站電纜夾層內路徑長為0.05 km，其余部分均為明挖電纜隧道，線路路徑長3.885 km（包括普通電纜隧道段路經長3.705 km，用作接頭電纜隧道段路徑長0.18 km），電纜隧道覆土暫考慮2 m，本工程電氣考慮兩回，土建按八回設計。并對該工程采用各種電纜敷設方案進行技術經濟對比分析，詳見表3。

表3 各種電纜敷設方案進行技術經濟對比表

綜上所述，本工程線路路徑從道路寬度、電纜敷設斷面寬度、道路地下管線情況、運行維護、可實施性、投資、規劃部門意見和工程投資等方面論述比較，推薦本工程采用明挖電纜隧道敷設方式。

3.2 明挖排管工程實例分析

本工程新建電纜線路總長7.225 km，全線穿管溝敷設。雙回路穿管溝：新建操作工井74 個（12 m 凈長×2.3 m 凈寬×1.9 m 凈高），接頭工井 17 個（18 m 凈長×2.5 m 凈寬×1.9 m 凈高），雙回路排管溝長6 031 m。明挖排管工程對比分析詳見表4。

表4 明挖排管工程對比分析表

綜上所述，本工程線路路徑從道路寬度、電纜敷設斷面寬度、道路地下管線情況、運行維護、可實施性、投資、規劃部門意見和工程投資等方面論述比較，推薦本工程采用電纜排管敷設方式。

4 結語

根據上述方案技術經濟性對比分析，結合現場實施案例，具體結論如下：

1）通過同一通道內高壓電纜回路數大于8 回時，從技術經濟比較分析，建議采用電纜隧道出線。

2）電纜敷設方式從可實施性、規劃部門意見等方面考慮，推薦采用明挖排管敷設。