【word】 城市電網(wǎng)工程中電力電纜敷設(shè)方式的選擇

1、城市電網(wǎng)工程中電力電纜敷設(shè)方式的選擇第31卷第2期2011年6月電龜j互編dianliyudiangongissn16746104cn35-1296/tm城市電網(wǎng)工程中電力電纜敷設(shè)方式的選擇selectionforcable-layingmannersinconstructionofurbanelectricnetworkengineering高獻(xiàn)(福建省電力有限公司福州電業(yè)局,福建福州350009)摘要:介紹了城市電網(wǎng)建設(shè)工程中各種電力電纜的敷設(shè)方式及其特點(diǎn),對(duì)非開(kāi)挖電力電纜敷設(shè)方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較.關(guān)鍵詞:電纜敷設(shè);非開(kāi)挖技術(shù);電力電纜abstract:thispaperdescribes

2、thecharacteristicsofcable-laying-manners,andcomparestechnicaleconomyoftrenchlesstechnologyinurbanelectricnetworkengineeringconstruction.keywords:cablelaying;trenchlesstechnology;electricpowercable中圖分類(lèi)號(hào):tm757文獻(xiàn)標(biāo)志碼:a文章編號(hào):16746104(2011)020028-03引言埋地敷設(shè)電力電纜相比于在路面架設(shè)桿塔和導(dǎo)線(xiàn),具有占地面積小,敷設(shè)靈活,美化市容等優(yōu)勢(shì).隨著福州市區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展,纜

3、化入地的項(xiàng)目越來(lái)越多.根據(jù)gb50289-98城市工程管線(xiàn)綜合規(guī)劃規(guī)范及福州市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定,各類(lèi)管線(xiàn)原則上應(yīng)采取地下敷設(shè)的方式,市區(qū)內(nèi)l10kv及以下等級(jí)的線(xiàn)路均需采用電力電纜,不得明線(xiàn)架設(shè).現(xiàn)有電力,通信,路燈等架空線(xiàn)也應(yīng)逐步改為地下埋設(shè).地下埋設(shè)電力電纜有多種敷設(shè)方式,如常見(jiàn)的電纜溝,排管,電纜隧道等.電纜周?chē)劫|(zhì)的熱阻會(huì)直接影響電纜的載流量,電纜敷設(shè)方式不同,其載流量不同.電纜運(yùn)行中,若載流量過(guò)大,電纜導(dǎo)體會(huì)因?yàn)槌瑴囟铀倮匣?甚至熱擊穿;如果載流量過(guò)小,會(huì)造成投資成本過(guò)大,帶來(lái)極大浪費(fèi).因此,必須根據(jù)工程實(shí)際情況,選擇合適的敷設(shè)方式及施工工藝.合理確定電力電纜載流量,能提高電纜

4、的輸電能力,加強(qiáng)電網(wǎng)的安全并節(jié)約社會(huì)資源.1各種電纜敷設(shè)方式的特點(diǎn)1.1電纜溝及電纜隧道在慢車(chē)道,人行道等可進(jìn)行機(jī)械或人工開(kāi)挖的路段,常采用電纜溝敷設(shè)電力電纜,電纜數(shù)量一般一28一不超過(guò)l6條.該敷設(shè)方式具有施工便利,造價(jià)較低的優(yōu)點(diǎn).以目前常見(jiàn)的1.0x1.0m磚砌電纜溝為例,單位長(zhǎng)度綜合造價(jià)約2400元/m.在城市快車(chē)道以及穿越公路等地段,路面荷載較大且電纜數(shù)量較多(一般大于24條),或敷設(shè)電壓等級(jí)較高(220kv及以上)的電纜時(shí),常采用電纜隧道敷設(shè)電力電纜.隧道凈高不小于1.9m,縱向排水坡度不小于0.5%,隧道內(nèi)設(shè)置固定照明,采用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng),人工外排水.對(duì)于可進(jìn)行機(jī)械或人工開(kāi)挖的

5、路段,施工條件基本同電纜溝.該敷設(shè)方式具有運(yùn)行條件好,環(huán)境溫度基本恒定,電纜散熱條件好,載流量大,便于管理維護(hù)等優(yōu)點(diǎn).以目前常見(jiàn)的2.0x1.9m鋼筋混凝土電纜隧道為例,單位長(zhǎng)度綜合造價(jià)約7000元/in.電纜溝的不足之處在于路面有電纜溝蓋板,對(duì)市政景觀要求較高的路段不宜采用.電纜隧道的不足之處在于施工工期較長(zhǎng),有排水,通風(fēng),防火等維護(hù)需求,造價(jià)較高.1.2排管在作業(yè)面狹窄且路面以下管線(xiàn)較為復(fù)雜的路段,常采用排管敷設(shè)電力電纜,電纜數(shù)量一般不超過(guò)16條,3050m左右設(shè)置檢查井.排管頂部土壤覆蓋厚度不小于0.5m,縱向排水坡度不小于0.2%.該敷設(shè)方式主要優(yōu)勢(shì)在于施工相對(duì)簡(jiǎn)單,工期較短,路面無(wú)電

6、纜溝蓋板.以目前常見(jiàn)的12孔增強(qiáng)hfb高壓電力電纜波紋套管為例,單位長(zhǎng)度綜合造價(jià)約3800元/m.保護(hù)管應(yīng)滿(mǎn)足埋深的抗壓要求和耐環(huán)境腐蝕性的要求,并按管路底部未均勻夯實(shí)時(shí)滿(mǎn)足抗彎矩條件設(shè)置管枕,常采用可撓式管接頭.常見(jiàn)的排管材料有:增強(qiáng)hfb高壓電力電纜波紋套管,hfp螺旋增強(qiáng)電力電纜保護(hù)管,cfrp碳素螺紋電纜保護(hù)管,hpe/mpp高壓電力電纜保護(hù)管.電纜排管的不足之處在于巡視不方便,不易于故障尋測(cè),電纜散熱條件差,載流量較小等.1.3非開(kāi)挖電纜敷設(shè)考慮到常規(guī)電纜工程(電纜溝,電纜隧道,電纜排管)施工需要人工或機(jī)械開(kāi)槽,施工作業(yè)范圍較大,妨礙交通,作業(yè)時(shí)容易損壞原有管線(xiàn),施工造成的揚(yáng)塵和噪音

7、較大,回填坑槽及恢復(fù)路面效果不佳時(shí)容易造成路面不均勻沉降等缺點(diǎn),常采用非開(kāi)挖敷設(shè)電力電纜技術(shù).利用鉆機(jī)等手段,在地表不挖槽的情況下,敷設(shè)修復(fù)和更換地下管線(xiàn).根據(jù)施工工藝及敷設(shè)管徑的不同,非開(kāi)挖敷設(shè)電力電纜技術(shù)主要包括頂管技術(shù)(適用于管徑2.0m)和水平定向鉆進(jìn)管線(xiàn)鋪設(shè)工程技術(shù)(適用于管徑<1.0ill,俗稱(chēng)定向鉆鋪管)兩種方式.該敷設(shè)方式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)交通和社會(huì)環(huán)境影響較小,社會(huì)綜合效益顯著,尤其適用于一些無(wú)法實(shí)施開(kāi)挖作業(yè)的路段或地區(qū),如管線(xiàn)橫穿主干道或高速公路,地鐵,河道,鬧市區(qū),植被保護(hù)區(qū)等.實(shí)際工程應(yīng)用中,在敷設(shè)220kv及以上電壓等級(jí)的電力電纜時(shí),常采用頂管配合地下電纜隧道的建設(shè);在

8、敷設(shè)110kv及以下電壓等級(jí)的電力電纜時(shí),常采用定向鉆鋪管配合電纜溝或排管的建設(shè).就電力電纜的運(yùn)行環(huán)境及維護(hù)情況而言,頂管與電纜隧道(或電纜溝)相似,定向鉆鋪管與排管雷同.2非開(kāi)挖電纜敷設(shè)方式的比較2.1定向鉆鋪管福州城區(qū)的地下管網(wǎng)比較復(fù)雜,由于歷史遺留問(wèn)題,地下管線(xiàn)綜合資料與實(shí)際情況常有部分出入.因此,在市區(qū)已完成或正在進(jìn)行的纜化入地工程中,需采用非開(kāi)挖電纜敷設(shè)方式敷設(shè)電纜時(shí),通常首選定向鉆鋪管技術(shù).該技術(shù)能將導(dǎo)向探測(cè)與管線(xiàn)探測(cè)相結(jié)合,有效調(diào)整鉆頭,避開(kāi)管線(xiàn),適用于老城區(qū)復(fù)雜地下條件施工.實(shí)踐證明,定向鉆鋪管技術(shù)對(duì)地表干擾小,施工速度快.在敷設(shè)管數(shù)不多的情況下,工程造價(jià)較低,具有良好的經(jīng)濟(jì)效

9、益.以某典型工程為例,8根內(nèi)徑150mm(壁厚8.5mm)電力護(hù)套管定向鉆鋪管.定向鋪管水平長(zhǎng)度100m,最大穿越深度3.0nl,機(jī)臺(tái)工作坑和下管工作坑尺寸2.52.52.5ill.施工作業(yè)面(10.02.5m)還需包括gbs一15型導(dǎo)向鉆機(jī)和bw型250/40泥漿泵各1臺(tái).正常鋪管工期l0天,單管施工綜合造價(jià)約950g/m.2.2頂管在實(shí)際工程中,考慮到市中心220kv變電站架空出線(xiàn)走廊受限且高電壓等級(jí)電纜出線(xiàn)對(duì)電網(wǎng)安全性的重要影響,其敷設(shè)方式更重視電纜的運(yùn)行和維護(hù)環(huán)境.在非開(kāi)挖路段,通常只能采用頂管施工技術(shù)(如圖1).該技術(shù)借助主頂油泵等頂進(jìn)設(shè)備,將工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井穿過(guò)沿線(xiàn)土層推人接

10、收井;與此同時(shí),將緊隨其后的管道依次連接并埋設(shè)到這兩個(gè)井的管線(xiàn)土層,使管壁與原土層緊密結(jié)合,頂管管線(xiàn)形成土體中的加筋體.相對(duì)于定向鉆鋪管,具有電纜巡視方便,易于故障尋測(cè),電纜散熱條件好等優(yōu)越性.福州地區(qū)目前已建或在建的頂管隧道工程主要有220kv黎明變線(xiàn)路工程,220kv鳳坂變線(xiàn)路工程和建新一先農(nóng)220kv線(xiàn)路工程,其頂管內(nèi)徑均大于2m.某頂管工程包括工作井和接收井各1座,頂管內(nèi)徑2.4m,長(zhǎng)180m,頂管頂覆土深度5.0m,工作井尺寸105.0m,接收井內(nèi)徑6.0m,采用沉井法施工,正常工期120天.頂管費(fèi)用估算2萬(wàn)m,總造價(jià)約360萬(wàn)元.該頂管至少可敷設(shè)6回l1okv或220kv電力電纜.

11、相同技術(shù)條件下,若采用定向鉆鋪管技術(shù),則需至少鋪管24根,按單管施工綜合造價(jià)950元/m計(jì)算,總造價(jià)約410萬(wàn).考慮到頂管施工工藝額外增加照明,通風(fēng),排水等相關(guān)設(shè)備費(fèi)用,相比較而言,在該技術(shù)條件下,采用頂管施工工藝與定向鉆鋪管技術(shù)總造價(jià)接近,從運(yùn)行維護(hù)角度而言,頂管技術(shù)更優(yōu).3電纜敷設(shè)方式選擇的原則迄今為止,關(guān)于電纜敷設(shè)方式的規(guī)范,規(guī)程或規(guī)定主要有g(shù)b50293-1999城市電力規(guī)劃規(guī)范,dimt5221_2005城市電力電纜線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定,gb50217-2007電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范.綜合比較而言,城市電力電纜線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定和電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范的要求更高.在實(shí)際電纜敷設(shè)工程應(yīng)用中,上海

12、市的做法具有代表性,其在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確規(guī)定:一29(i)一混凝土管;(2)一運(yùn)輸車(chē);(3)一扶梯;(4)一主頂油泵;(5)一行車(chē);(6)一安全扶欄;(7)一潤(rùn)滑注漿系統(tǒng):(8)一操縱房:(9)一配電系統(tǒng);(1o)一操縱系統(tǒng);(i1)一后座;(12)一測(cè)量系統(tǒng);(13)一主頂油缸;(14)一導(dǎo)軌;(15)一弧形頂鐵;(16)一環(huán)形頂鐵;(17)一混凝土管;(i8)一運(yùn)士車(chē):(19)一機(jī)頭圖1頂管作業(yè)示意圖市中心區(qū)域500kv,220kv變電站的電力電纜敷設(shè)通道或同一路徑內(nèi)35kv及以上電力電纜超過(guò)16根時(shí),應(yīng)采用電力隧道;將電力隧道按重要程度分為主隧道和支隧道,按斷面形式又分為矩形隧

13、道和圓形隧道.在大開(kāi)挖施工的地段,采用矩形隧道;在非開(kāi)挖施工且管徑3.5nl以下的工程,采用頂管施工;在非開(kāi)挖施工且管徑3.5m以上的隧道工程,采用盾構(gòu)法施工.另外,電纜的不同敷設(shè)方式直接影響電纜的輸送容量.根據(jù)北京電力設(shè)計(jì)院的計(jì)算分析,電纜采用排管敷設(shè)會(huì)比在空氣中敷設(shè)輸送容量降低約50%.因此,如果工期允許,采用電纜隧道或電纜溝方式敷設(shè)電力電纜,經(jīng)濟(jì)效益更大.在不允許開(kāi)挖的路段采用頂管技術(shù)實(shí)現(xiàn)電纜隧道運(yùn)行環(huán)境的延續(xù),能解決排管或非開(kāi)挖定向鉆鋪管技術(shù)引起的電力電纜載流量的瓶頸限制問(wèn)題,也為電力電纜的運(yùn)行維護(hù)創(chuàng)造了良好的環(huán)境,值得電力規(guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)重視.根據(jù)上述不同電纜敷設(shè)方式的特點(diǎn)及實(shí)際工程作業(yè)

14、環(huán)境,選擇市區(qū)纜化入地的敷設(shè)方式時(shí),宜遵循下列原則:(1)在人行道敷設(shè)110kv及以下電力電纜時(shí),一般宜選擇電纜排管或電纜溝敷設(shè)方式,在非開(kāi)挖路段宜選用定向鉆鋪管敷設(shè).當(dāng)電纜根數(shù)較多或需要分期敷設(shè)而開(kāi)挖不便時(shí),宜采用電纜溝敷設(shè)一30一方式.(2)在機(jī)動(dòng)車(chē)道敷設(shè)10kv及以下電力電纜時(shí),一般宜選擇電纜排管敷設(shè)方式,在非開(kāi)挖路段宜選用定向鉆鋪管敷設(shè).當(dāng)敷設(shè)110kv電力電纜時(shí),如果運(yùn)行維護(hù)條件較為可靠,也可采用這種方式.(3)當(dāng)i10kv電力電纜與10kv電力電纜共通道且數(shù)量超過(guò)21根時(shí),或敷設(shè)220kv及以上電力電纜時(shí),宜采用電纜隧道敷設(shè)方式,在非開(kāi)挖路段宜選用頂管敷設(shè).4結(jié)論綜上所述,電纜敷設(shè)

15、方式應(yīng)考慮工程條件,環(huán)境特點(diǎn)和電纜數(shù)量等因素,且按滿(mǎn)足運(yùn)行可靠,便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行選擇.在目前纜化入地的電力電纜路徑中,如果已采用電纜溝或電纜隧道敷設(shè)方式,遇到非開(kāi)挖路段時(shí),應(yīng)盡量選用頂管技術(shù),充分提高電力電纜利用率.如果已采用排管敷設(shè)電力電纜,遇到非開(kāi)挖路段時(shí),應(yīng)進(jìn)行非開(kāi)挖定向鉆鋪管技術(shù)方案與頂管技術(shù)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,決定設(shè)計(jì)方案.一般而言,當(dāng)非開(kāi)挖定向鉆鋪管數(shù)量達(dá)到24根時(shí),兩種方案工程造價(jià)比較接近,從便于運(yùn)行維護(hù)的角度而言,宜選擇頂管技術(shù)方案.(下轉(zhuǎn)第39頁(yè))抽真空后繼續(xù)循環(huán).(4)補(bǔ)油循環(huán)結(jié)束后,打開(kāi)轉(zhuǎn)接頭的閥門(mén),plc控制模塊輸出信號(hào),啟動(dòng)油泵l0和電磁閥8,

16、將真空罐的絕緣油打人充油設(shè)備.若真空罐的絕緣油不足以補(bǔ)足油位,控制模塊會(huì)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)儲(chǔ)油并抽真空,完成后繼續(xù)補(bǔ)油,直至油位滿(mǎn)足要求.(5)放油補(bǔ)油結(jié)束后,真空罐中尚有部分絕緣油,長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)使油品變質(zhì),且下次若使用不同型號(hào)的絕緣油,還會(huì)造成污染.因此,必須排出真空罐中的油.拆除轉(zhuǎn)接頭13的管路,再進(jìn)入放油流程,啟動(dòng)油泵和電磁閥8,將油箱的絕緣油快速排出.3帶電補(bǔ)油系統(tǒng)的輔助功能(1)油壓保護(hù)在循環(huán),補(bǔ)油等流程中,若電磁閥因故障未能打開(kāi),油壓將迅速升高,損壞設(shè)備;補(bǔ)油時(shí),若壓力超過(guò)允許值,也可能損傷充油設(shè)備.因此,設(shè)置了油壓保護(hù)功能.當(dāng)油壓超過(guò)設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉油泵,停止打壓,以保護(hù)充油設(shè)

17、備和補(bǔ)油系統(tǒng).(2)油速設(shè)置充油設(shè)備運(yùn)行時(shí)若補(bǔ)油速度太快,可能影響設(shè)備安全,而補(bǔ)油速度太慢,又降低工作效率.所以,補(bǔ)油速度要適當(dāng).系統(tǒng)具有油速設(shè)置,補(bǔ)油前可根據(jù)設(shè)備情況,補(bǔ)油量等進(jìn)行補(bǔ)油速度設(shè)置.(3)真空度自保持儲(chǔ)油,循環(huán),補(bǔ)油可造成真空罐內(nèi)的真空度降低.傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)真空度,當(dāng)真空低于設(shè)定值時(shí),啟動(dòng)真空泵,自動(dòng)保持真空罐內(nèi)的真空度.4結(jié)語(yǔ)帶電補(bǔ)油自動(dòng)控制系統(tǒng)利用plc進(jìn)行控制,并使用真空度傳感器,油位傳感器,壓力傳感器等監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了真空補(bǔ)油自動(dòng)控制.采用該方法不僅減少了設(shè)備停運(yùn)次數(shù)和停運(yùn)時(shí)間,提高了供電可靠性,還簡(jiǎn)化了充油設(shè)備的補(bǔ)油流程,操作方便.補(bǔ)油過(guò)程真空度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),防止空

18、氣隨油進(jìn)入設(shè)備,解決了傳統(tǒng)補(bǔ)油方法造成的設(shè)備內(nèi)部吸附空氣和因殘留空氣導(dǎo)致假油位的問(wèn)題.參考文獻(xiàn)1王向陽(yáng),司雪峰,趙建軍,等.電力變壓器帶電補(bǔ)油裝置淺析j.高壓電器,2005,41(6):478480.2馬汝括.110kv互感器補(bǔ)油工具的研制及其在檢修工作中的應(yīng)用j.青海電力,2000,(2):5456.(收稿日期:2011_04-04)(上接第30頁(yè))參考文獻(xiàn)1焦振,夏泉.北京市市區(qū)電力隧道斷面尺寸研究j.電力勘測(cè)設(shè)計(jì),2010,增刊(2).2馬保松.非開(kāi)挖工程學(xué)m.北京:人民交通出版社,2008.3福建省建設(shè)工程造價(jià)管理總站.fjyd一10l2005福建省建筑工程消耗量定額s.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2005.4福建省建設(shè)工程造價(jià)管理總站.fjyd一201-2005福建省建筑裝飾裝修工程消耗量定額s.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2005.5福建省建設(shè)工程造價(jià)管理總站.fjyd一401-2005福建省市政工程消耗量定額s.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2005.6魏妍萍.110kv電纜穿管的敷設(shè)j.農(nóng)村電氣化,2006,(3).(收稿日期:2011o419)2020年歐洲投資智能電網(wǎng)將達(dá)800億美元到2020年,歐洲將安裝2.4億臺(tái)智能電表,然而這僅是歐洲未來(lái)幾十年向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的一小部分.據(jù)美國(guó)pikeresearch研究機(jī)