电力系统中高压电缆输电线路设计探究

电力系统中高压电缆输电线路设计探究

邱学超

苏文电能科技股份有限公 江苏省常州市 213149

摘要：高压电缆输电线路有着较多的优势，比如线路段、造价低、不会过多受到外部因素影响等，因此其在电力系统的整体架构中占据着核心地位。在设计高压电缆输电线路时，要求根据工程的实际情况以及发展所需制定适宜的设计方案，以此来确保电力系统的整体性能。文章就电力系统中高压电缆输电线路设计必要性、对策进行了论述与分析。

关键词：电力系统；高压电缆输电线路；设计

引言：探究电力系统中高压电缆输电线路设计对策，需明确高压电缆输电线路的重点与核心内容，以此为导向来构建基本的设计方案，并在方案推进前，引入BIM技术对其进行论证分析，明确其可行性与有效性，进而保证方案的稳定推进。

一、电力系统中高压电缆输电线路设计必要性

高压电缆由一般线路改造而成，直径大，且会用到多种金属材质，若是高压电缆输电线路未进行系统的设计，会让其很容易受到外界因素的干扰而产生故障。而在对其加以设计与管理，不但可在设计过程即可考虑到天气、地形等多方面因素的影响而提前进行预防，还可提升整体线路铺设的完整性、整齐性与美观性，更加便于管理，并在事故发生时第一时间寻找到事故点与事故原因，对其进行针对性的处理，使其快速恢复导致正常状态，因此电力系统中高压电缆输电线路设计有着较大的必要性。

二、电力系统中高压电缆输电线路设计对策

1.外护套选择

若是高压电缆是110kV或者以上线路，选择以聚乙烯或者聚氯乙烯外护套。而就当前阶段来说，电缆防水层以皱纹铝护套、铅合金护套有着最好的效果，后者对比前者来说弯曲半径较小、耐腐蚀性能更好，但是其在机械性能较弱、比重大，安装起来比较麻烦。而从金属护套短路容量来讲，铝导电性能明显更好，且可耐受更大的短路电流；在耐环境应力开裂性方面，聚氯乙烯优于聚乙烯，在燃烧反应时产生的氯气有着阻燃的效果，但是前者在化学腐蚀的耐受方面有所不及，且在燃烧时会有氯化氢等有毒气体析出。但是因高压电缆多敷设在市区道路，出于环保与安全层面考虑，电缆外护套选择聚乙烯材料。根据工程实际状况以及当地电缆历年的运行经验，户外套选择交联聚乙烯绝缘，同时含纵向聚乙烯外护套、铝护套、阻水层结构^[1]。

2.选择并布置回流线

（1）回流线选择。以《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）为规范与指导，110kV及以上单芯电缆金属护层单点安排直接接地，若是系统短路使电缆金属护层工频电压大于绝缘耐受强度，也可选择抑制电缆周边弱电线路电气干扰强度，并将回流线装置于一端互联并接地线路中，若是单相接地出现比较严重的短路故障时，短路电流借助回流线输送至系统中性点，形成的磁通会直接抵消电缆导线接地电流形成的磁通。因此需进行回流线装设，降低短路故障感应电压，避免电缆线路四周电缆出现过大的感应电压；在进行回流线选择时，按照最大暂态电流条件下的热稳定标准来综合考量截面；在回流线预设防腐层，避免回流线出现比较严重的腐蚀问题；在实际操作时，回流线会选择LGJ导线或者10kV电缆。

（2）回流线布置。在电缆线路四周进行回流线布置，把握以下要点：其一，电缆三相按照品字形布置，若是高压电缆存在较大的敷设难度，于电缆品字两肩布设回流线，半长位置进行一次换位；其二，长电缆线路按照交叉方式连接，若是电缆有着较长的线路，需展开单元划分，将单元整体分为长度均匀的三段，实现三相交叉互联，保证线路两端金属层可靠接地，几何半径大、电阻低；其三，在变电所或者发电厂附近设置电缆线路终端，在实际操作时进行电中性线与回流线的有效连接^[2]。

3.选择一端接地方式时接地端设计

在进行电缆接地时，中亚电缆选择三芯电缆，而三相电缆芯线在进行电缆布置时可按照三角形来展开布置，保持三相电流处于对称状态，检测金属外皮确保其不存在感应电流；此外，高压单芯电流有着较大的不同，其金属保护套、芯线与变压器本身的次级绕组与初级绕组类似。在电缆流经交流电流的过程中，会让四周的一些磁力线直接与金属护套铰链，使得护套中出现感应电压。若是假设护套两点能够可靠接地，会让导线、护套构成闭合回路，出现环形电流。若是电缆各方面都比较正常金属护套上芯级负载电流与环形电流数量相同，这回导致电缆绝缘层在使用过程中老化，降低芯线本身的载流量。因此选择一端接地，一端通过保护层电压限制器接地的形式实现对电缆进线的可靠接地^[3]。

4.选择直接接地端

其一，要求线路完全采用电缆，线路终端进行可靠接地；其二，电缆一端连接架空线，设置与架空线连接的一端对护套直接地点，以此来避免其出现比较严重的护套电压，另一端则对护层电压设置；其三，若是电缆两端连接架空线，可在架空线雷击比较严重的区域装设护套直接地点，另一端根据实际情况装设护层电压限制器。

5.绝缘分割交叉互联接地

若是线路存在较长的路径，纤芯电流较大，若是金属护套仅仅一端接地存在较高的感应电压，会威胁到设备与人员的安全。普通接头比较常见，分割绝缘屏蔽层、电缆金属护套，让其能够以适宜的单元形式出现，选择将所有的单元规划为三个大小均等的段落，再让绝缘接头与相邻电缆屏蔽层与金属护套直接连接，形成的连续回路会以此包围三相导体的所有分段，选择该种接头方式，利用分段的优势来实现高压电缆输电线路的可靠接地。

6.敷设方式设计

（1）电缆隧道设计。电缆隧道有着较大的设计空间，可选择多种形式的辅助设施，敷设设计与运行极为便利，若是电缆回路比较重要且较多，可选择该种设计方式。电缆隧道横截面选择矩形或者圆形，以后者来说，其可按照蛇形敷设抑或者导体三角形的方式进行排列，同时还应控制好电缆金属护套感应电压，以此来避免出现较多的电缆支架，并可节约资源与成本^[4]。

（2）电缆沟设计。电缆沟不需占据较大的地下空间，惬意自然通风与采光为主，并加装移动抽水方式来排水，在持续运行后，沟盖板会因外界因素而出现破损、断裂，地下水也会因此进入沟内，影响电缆绝缘性能。因此要求电力人员应综合工程施工背景，选择适宜的敷设方式，确保工程整体质量。

结语：综述，文章就电力系统中高压电缆输电线路设计进行了论述与分析，建议设计人员给与其足够的重视，分析电力系统工程建设的基本情况，从其根本所需入手，设计完整的、先进的高压电缆数点线路方案，并在方案推进过程中按照其反馈来进行完善与优化，以此来发挥出其全部效能。

参考文献：

[1]马扶予.浅析高压输电线路电气设计存在的问题及其措施[J].建筑工程技术与设计， 2018,(19):5082.

[2]金国锋，党伟，王学超等.电力系统中高压电缆输电线路设计研究[J].工程技术（文摘版）·建筑，2019，（5）：13.

[3]庞晓峰，庞颖.电力工程高压输电线路设计要点分析[J].建筑工程技术与设计，2018, (18):5355.

[4]张涛,谢利明,纪达凯等.一种高压架空输电线路导线耐张线夹超声扫查装置:, CN211179649U[P].2020.