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110kV电缆系统的设计施工与运行第1页共5页前言随着我国经济水平的提高城市用电量的大幅增长使城市中的110kV变电所的数量增多密度加大从而使城市中的高压输电线路也相应增多同时出于对城市景观的考虑以及城市用地紧张的实际情况和线路通道政策处理工作难度的加大使得高压电缆在现今的城市线路中得到较广泛的使用就目前高压电缆线路不管是高压电力电缆还是电缆附件在设计生产工艺方面已经比较成熟国外大城市也在逐渐推广使用高压电缆线路特别是高压电力电缆经过近几十年的发展其工艺与形式已日臻完善再加上目前国内已有几家合资厂有能力生产高质量的高压电缆电缆终端与接头仍然依赖进口使得电缆线路的投资大大降低因此不管是在高压电缆线路硬件设备的技术上还是在工程造价方面均能够满足工程设计在质量工艺安全可靠方面以及在经济方面的要求但在对高压电缆线路的设计方面各地的水平不齐且不成系统而就目前各地电力建设的形势来看将来其的应用会越来越广故在这方面还有大量的工作要做本文将运用本人在工作实践中的知识通过对国内外相关工程设计技术方面资料的分析吸收对高压电缆线路的设计施工运行作比较详细的论述同时结合个别事故案例做出一定深度的分析以及利用几家设备厂商提供的实验技术数据和其产品在实际使用中的效果和经验情况做出本人个人的评价第一章高压电缆线路的设计110kV电缆系统的设计施工与运行第2页共5页第一节高压电缆的电气部分设计对于电缆电气部分的设计首先应该解决的就是电缆导体截面选择的问题而电缆系统的运行环境及运行参数对导体截面的选择有非常大的影响相同导体截面的电缆在不同的环境和运行方式下其载流量差别非常大因此在进行电缆系统的设计前需先收集所设计系统的相关环境参数和运行参数另外电缆的载流量还与最高导体温度以及电缆本身的设计有关1相关的环境和运行参数及其对载流量的影响11电缆的埋设深度为了保护埋设于地下的电缆减少或者避免外力对其的影响一般的电缆线路均要保证一定的埋深但是随着埋深的加大电缆的散热条件也随之变差在允许最高运行温度相同的条件下电缆的载流量也随埋深的加大而变小下面以100kV400mm2截面的电缆为例以曲线的形式简单了解一下敷设深度对电缆载流量的影响12多回路电缆的互热效应110kV电缆系统的设计施工与运行第3页共5页当电缆多回路以密集形式敷设时由于互热效应将使多回路电缆之间的散热条件变差所以载流量也相应地减少下表仅为110kV400mm2单芯铜交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电力电缆多回路敷设典型负载系数回路数1234负载系数1087083080同回电缆相间距的影响与多回电缆间互热效应类似同回电缆相间也存在互热效应因此电缆的相间距离也会影响其的载流量下面以100kV400mm2截面的电缆为例介绍一下电缆相间距离对载流量的影响电缆系统周围土壤温度电缆截面的选择也就是确定电缆的允许电流而允许电流是由芯线的允许温度决定的芯线的温度不但与电流有关也取决于周围媒介的温度与热阻故埋地电缆周围土壤的温度对载流量有较大的影响目前国内生产的电缆其最高导体温度一般均为90以25土110kV电缆系统的设计施工与运行第4页共5页壤温度为基础对90的最高导体温度这点给出了最大温升为65以此条件下图给出了不同土壤温度对载流量的影响土壤热阻系数在初步评估电缆载流量时如土壤没有非正常地干燥或与热性能差的材料如飞尘砾石相混合则土壤热阻系数可采用12KmW计算通常对于较大规模的电缆系统要求在设计前进行的线路勘察时作较详细的测量确认线路沿线的土壤热阻系数另外也应考虑到土壤热阻系数随季节的变化这一点对于像我国南方以及沿海地下水随季节变化较明显地区来说显得相当重要因为热阻系数受土壤中水份含量的影响很大任何土壤热阻系数的测量应指明测量时土壤水份含量当然在考虑土壤中水份的同时水份的迁移也是不容忽视的国内外的工程实践都曾显示在缆芯工作温度大于70的电缆直埋敷设运行一段时间后由于电缆表皮温度在约50情况下电缆近旁水110kV电缆系统的设计施工与运行第5页共5页份将逐渐迁移而呈干燥状态导致热阻增大出现缆芯工作温度超过额定值的恶行循环导致电缆绝缘老化加速最后以致发生绝缘击穿事故而目前的交联聚乙烯绝缘电缆缆芯的工作温度一般都在90所以在电缆直埋情况下更应该重视水迁移若电缆敷设在导管中则另行考虑出于这点考虑在计算载流量时应留下一定的裕度若对这种减少载流量无法接受可采取换土即将电缆周围干燥区域内的土壤换填以热阻系数相对较小且稳定的回填土选用适当比例的砂与水泥等拌合作为回填土其已在工程应用实践中显示土壤热阻系数比较稳定即使在全干燥状态的情况下其热阻系数也能够维持在12KmW下图提供了热阻系数变化对载流量的总体影响