《word 城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《word 城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择.doc（14页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择第31卷第2期2011年6月电龟J互编DIANLIYUDIANGONGISSN16746104CN35-1296/TM城市电网工程中电力电缆敷设方式的选择SelectionforCable-LayingMannersinConstructionofUrbanElectricNetworkEngineering高献(福建省电力有限公司福州电业局,福建福州350009)摘要:介绍了城市电网建设工程中各种电力电缆的敷设方式及其特点,对非开挖电力电缆敷设方式进行技术经济比较.关键词:电缆敷设;非开挖技术;电力电缆Abstract:Thispaperdescribes
2、thecharacteristicsofcable-laying-manners,andcomparestechnicaleconomyoftrenchlesstechnologyinurbanelectricnetworkengineeringconstruction.Keywords:cablelaying;trenchlesstechnology;electricpowercable中图分类号:TM757文献标志码:A文章编号:16746104(2011)020028-03引言埋地敷设电力电缆相比于在路面架设杆塔和导线,具有占地面积小,敷设灵活,美化市容等优势.随着福州市区电网的发展,缆
3、化入地的项目越来越多.根据GB50289-98城市工程管线综合规划规范及福州市城市规划管理技术规定,各类管线原则上应采取地下敷设的方式,市区内l10kV及以下等级的线路均需采用电力电缆,不得明线架设.现有电力,通信,路灯等架空线也应逐步改为地下埋设.地下埋设电力电缆有多种敷设方式,如常见的电缆沟,排管,电缆隧道等.电缆周围媒质的热阻会直接影响电缆的载流量,电缆敷设方式不同,其载流量不同.电缆运行中,若载流量过大,电缆导体会因为超温而加速老化,甚至热击穿;如果载流量过小,会造成投资成本过大,带来极大浪费.因此,必须根据工程实际情况,选择合适的敷设方式及施工工艺.合理确定电力电缆载流量,能提高电缆
4、的输电能力,加强电网的安全并节约社会资源.1各种电缆敷设方式的特点1.1电缆沟及电缆隧道在慢车道,人行道等可进行机械或人工开挖的路段,常采用电缆沟敷设电力电缆,电缆数量一般一28一不超过l6条.该敷设方式具有施工便利,造价较低的优点.以目前常见的1.0X1.0m砖砌电缆沟为例,单位长度综合造价约2400元/m.在城市快车道以及穿越公路等地段,路面荷载较大且电缆数量较多(一般大于24条),或敷设电压等级较高(220kV及以上)的电缆时,常采用电缆隧道敷设电力电缆.隧道净高不小于1.9m,纵向排水坡度不小于0.5%,隧道内设置固定照明,采用自然通风或机械通风,人工外排水.对于可进行机械或人工开挖的
5、路段,施工条件基本同电缆沟.该敷设方式具有运行条件好,环境温度基本恒定,电缆散热条件好,载流量大,便于管理维护等优点.以目前常见的2.0X1.9m钢筋混凝土电缆隧道为例,单位长度综合造价约7000元/In.电缆沟的不足之处在于路面有电缆沟盖板,对市政景观要求较高的路段不宜采用.电缆隧道的不足之处在于施工工期较长,有排水,通风,防火等维护需求,造价较高.1.2排管在作业面狭窄且路面以下管线较为复杂的路段,常采用排管敷设电力电缆,电缆数量一般不超过16条,3050m左右设置检查井.排管顶部土壤覆盖厚度不小于0.5m,纵向排水坡度不小于0.2%.该敷设方式主要优势在于施工相对简单,工期较短,路面无电
6、缆沟盖板.以目前常见的12孔增强HFB高压电力电缆波纹套管为例,单位长度综合造价约3800元/m.保护管应满足埋深的抗压要求和耐环境腐蚀性的要求,并按管路底部未均匀夯实时满足抗弯矩条件设置管枕,常采用可挠式管接头.常见的排管材料有:增强HFB高压电力电缆波纹套管,HFP螺旋增强电力电缆保护管,CFRP碳素螺纹电缆保护管,HPE/MPP高压电力电缆保护管.电缆排管的不足之处在于巡视不方便,不易于故障寻测,电缆散热条件差,载流量较小等.1.3非开挖电缆敷设考虑到常规电缆工程(电缆沟,电缆隧道,电缆排管)施工需要人工或机械开槽,施工作业范围较大,妨碍交通,作业时容易损坏原有管线,施工造成的扬尘和噪音
7、较大,回填坑槽及恢复路面效果不佳时容易造成路面不均匀沉降等缺点,常采用非开挖敷设电力电缆技术.利用钻机等手段,在地表不挖槽的情况下,敷设修复和更换地下管线.根据施工工艺及敷设管径的不同,非开挖敷设电力电缆技术主要包括顶管技术(适用于管径2.0m)和水平定向钻进管线铺设工程技术(适用于管径<1.0Ill,俗称定向钻铺管)两种方式.该敷设方式的优点是对交通和社会环境影响较小,社会综合效益显着,尤其适用于一些无法实施开挖作业的路段或地区,如管线横穿主干道或高速公路,地铁,河道,闹市区,植被保护区等.实际工程应用中,在敷设220kV及以上电压等级的电力电缆时,常采用顶管配合地下电缆隧道的建设;在
8、敷设110kV及以下电压等级的电力电缆时,常采用定向钻铺管配合电缆沟或排管的建设.就电力电缆的运行环境及维护情况而言,顶管与电缆隧道(或电缆沟)相似,定向钻铺管与排管雷同.2非开挖电缆敷设方式的比较2.1定向钻铺管福州城区的地下管网比较复杂,由于历史遗留问题,地下管线综合资料与实际情况常有部分出入.因此,在市区已完成或正在进行的缆化入地工程中,需采用非开挖电缆敷设方式敷设电缆时,通常首选定向钻铺管技术.该技术能将导向探测与管线探测相结合,有效调整钻头,避开管线,适用于老城区复杂地下条件施工.实践证明,定向钻铺管技术对地表干扰小,施工速度快.在敷设管数不多的情况下,工程造价较低,具有良好的经济效
9、益.以某典型工程为例,8根内径150mm(壁厚8.5mm)电力护套管定向钻铺管.定向铺管水平长度100m,最大穿越深度3.0nl,机台工作坑和下管工作坑尺寸2.52.52.5Ill.施工作业面(10.02.5m)还需包括GBS一15型导向钻机和BW型250/40泥浆泵各1台.正常铺管工期l0天,单管施工综合造价约950G/m.2.2顶管在实际工程中,考虑到市中心220kV变电站架空出线走廊受限且高电压等级电缆出线对电网安全性的重要影响,其敷设方式更重视电缆的运行和维护环境.在非开挖路段,通常只能采用顶管施工技术(如图1).该技术借助主顶油泵等顶进设备,将工具管或掘进机从工作井穿过沿线土层推人接
10、收井;与此同时,将紧随其后的管道依次连接并埋设到这两个井的管线土层,使管壁与原土层紧密结合,顶管管线形成土体中的加筋体.相对于定向钻铺管,具有电缆巡视方便,易于故障寻测,电缆散热条件好等优越性.福州地区目前已建或在建的顶管隧道工程主要有220kV黎明变线路工程,220kV凤坂变线路工程和建新一先农220kV线路工程,其顶管内径均大于2m.某顶管工程包括工作井和接收井各1座,顶管内径2.4m,长180m,顶管顶覆土深度5.0m,工作井尺寸105.0m,接收井内径6.0m,采用沉井法施工,正常工期120天.顶管费用估算2万m,总造价约360万元.该顶管至少可敷设6回l1OkV或220kV电力电缆.
11、相同技术条件下,若采用定向钻铺管技术,则需至少铺管24根,按单管施工综合造价950元/m计算,总造价约410万.考虑到顶管施工工艺额外增加照明,通风,排水等相关设备费用,相比较而言,在该技术条件下,采用顶管施工工艺与定向钻铺管技术总造价接近,从运行维护角度而言,顶管技术更优.3电缆敷设方式选择的原则迄今为止,关于电缆敷设方式的规范,规程或规定主要有GB50293-1999城市电力规划规范,DIMT5221_2005城市电力电缆线路设计技术规定,GB50217-2007电力工程电缆设计规范.综合比较而言,城市电力电缆线路设计技术规定和电力工程电缆设计规范的要求更高.在实际电缆敷设工程应用中,上海
12、市的做法具有代表性,其在规范要求的基础上进一步明确规定:一29(I)一混凝土管;(2)一运输车;(3)一扶梯;(4)一主顶油泵;(5)一行车;(6)一安全扶栏;(7)一润滑注浆系统:(8)一操纵房:(9)一配电系统;(1O)一操纵系统;(I1)一后座;(12)一测量系统;(13)一主顶油缸;(14)一导轨;(15)一弧形顶铁;(16)一环形顶铁;(17)一混凝土管;(I8)一运士车:(19)一机头图1顶管作业示意图市中心区域500kV,220kV变电站的电力电缆敷设通道或同一路径内35kV及以上电力电缆超过16根时,应采用电力隧道;将电力隧道按重要程度分为主隧道和支隧道,按断面形式又分为矩形隧
13、道和圆形隧道.在大开挖施工的地段,采用矩形隧道;在非开挖施工且管径3.5nl以下的工程,采用顶管施工;在非开挖施工且管径3.5m以上的隧道工程,采用盾构法施工.另外,电缆的不同敷设方式直接影响电缆的输送容量.根据北京电力设计院的计算分析,电缆采用排管敷设会比在空气中敷设输送容量降低约50%.因此,如果工期允许,采用电缆隧道或电缆沟方式敷设电力电缆,经济效益更大.在不允许开挖的路段采用顶管技术实现电缆隧道运行环境的延续,能解决排管或非开挖定向钻铺管技术引起的电力电缆载流量的瓶颈限制问题,也为电力电缆的运行维护创造了良好的环境,值得电力规划设计部门重视.根据上述不同电缆敷设方式的特点及实际工程作业
14、环境,选择市区缆化入地的敷设方式时,宜遵循下列原则:(1)在人行道敷设110kV及以下电力电缆时,一般宜选择电缆排管或电缆沟敷设方式,在非开挖路段宜选用定向钻铺管敷设.当电缆根数较多或需要分期敷设而开挖不便时,宜采用电缆沟敷设一30一方式.(2)在机动车道敷设10kV及以下电力电缆时,一般宜选择电缆排管敷设方式,在非开挖路段宜选用定向钻铺管敷设.当敷设110kV电力电缆时,如果运行维护条件较为可靠,也可采用这种方式.(3)当I10kV电力电缆与10kV电力电缆共通道且数量超过21根时,或敷设220kV及以上电力电缆时,宜采用电缆隧道敷设方式,在非开挖路段宜选用顶管敷设.4结论综上所述,电缆敷设
15、方式应考虑工程条件,环境特点和电缆数量等因素,且按满足运行可靠,便于维护的要求和技术经济合理的原则进行选择.在目前缆化入地的电力电缆路径中,如果已采用电缆沟或电缆隧道敷设方式,遇到非开挖路段时,应尽量选用顶管技术,充分提高电力电缆利用率.如果已采用排管敷设电力电缆,遇到非开挖路段时,应进行非开挖定向钻铺管技术方案与顶管技术方案的技术经济比较后,决定设计方案.一般而言,当非开挖定向钻铺管数量达到24根时,两种方案工程造价比较接近,从便于运行维护的角度而言,宜选择顶管技术方案.(下转第39页)抽真空后继续循环.(4)补油循环结束后,打开转接头的阀门,PLC控制模块输出信号,启动油泵l0和电磁阀8,
16、将真空罐的绝缘油打人充油设备.若真空罐的绝缘油不足以补足油位,控制模块会根据监测数据自动储油并抽真空,完成后继续补油,直至油位满足要求.(5)放油补油结束后,真空罐中尚有部分绝缘油,长期储存会使油品变质,且下次若使用不同型号的绝缘油,还会造成污染.因此,必须排出真空罐中的油.拆除转接头13的管路,再进入放油流程,启动油泵和电磁阀8,将油箱的绝缘油快速排出.3带电补油系统的辅助功能(1)油压保护在循环,补油等流程中,若电磁阀因故障未能打开,油压将迅速升高,损坏设备;补油时,若压力超过允许值,也可能损伤充油设备.因此,设置了油压保护功能.当油压超过设定值时,系统自动关闭油泵,停止打压,以保护充油设
17、备和补油系统.(2)油速设置充油设备运行时若补油速度太快,可能影响设备安全,而补油速度太慢,又降低工作效率.所以,补油速度要适当.系统具有油速设置,补油前可根据设备情况,补油量等进行补油速度设置.(3)真空度自保持储油,循环,补油可造成真空罐内的真空度降低.传感器实时监测真空度,当真空低于设定值时,启动真空泵,自动保持真空罐内的真空度.4结语带电补油自动控制系统利用PLC进行控制,并使用真空度传感器,油位传感器,压力传感器等监测手段进行监控,实现了真空补油自动控制.采用该方法不仅减少了设备停运次数和停运时间,提高了供电可靠性,还简化了充油设备的补油流程,操作方便.补油过程真空度实时监测,防止空
18、气随油进入设备,解决了传统补油方法造成的设备内部吸附空气和因残留空气导致假油位的问题.参考文献1王向阳,司雪峰,赵建军,等.电力变压器带电补油装置浅析J.高压电器,2005,41(6):478480.2马汝括.110kV互感器补油工具的研制及其在检修工作中的应用J.青海电力,2000,(2):5456.(收稿日期:2011_04-04)(上接第30页)参考文献1焦振,夏泉.北京市市区电力隧道断面尺寸研究J.电力勘测设计,2010,增刊(2).2马保松.非开挖工程学M.北京:人民交通出版社,2008.3福建省建设工程造价管理总站.FJYD一10l2005福建省建筑工程消耗量定额s.北京:中国计划
19、出版社,2005.4福建省建设工程造价管理总站.FJYD一201-2005福建省建筑装饰装修工程消耗量定额s.北京:中国计划出版社,2005.5福建省建设工程造价管理总站.FJYD一401-2005福建省市政工程消耗量定额S.北京:中国计划出版社,2005.6魏妍萍.110kV电缆穿管的敷设J.农村电气化,2006,(3).(收稿日期:2011o419)2020年欧洲投资智能电网将达800亿美元到2020年,欧洲将安装2.4亿台智能电表,然而这仅是欧洲未来几十年向智能电网转变的一小部分.据美国PikeResearch研究机构预测,2O1O一2020年,欧洲在智能电网技术方面的投资将累积达到803亿美元,其回报率的高峰将在2017年,达98亿美元,到2020年可能会稍有下降,达91亿美元.欧洲与北美及全球其他地区的智能电网的最大区别是其注重减小碳排放计划和提高能源利用率,强调输电系统的升级改造,这部分的投资占智能电网总投资的37%,将进行配电及配电站自动化,负荷预测及电动汽车管理系统等计划的实施.PikeResearch发布的欧洲智能电网报告详细分析了欧洲各国就智能电网问题在能源政策方面的异同及示范项目的特点等,涉及欧洲l0个主要国家,深入分析其政策对促进智能电网发展的作用.摘自中国电力2011,(6)一39
