盐城市区电力电缆的应用与运维浅谈

盐城供电公司 陈江明

一、应用电力电缆的优点

近几年来盐城的经济发展突飞猛进，城市建设也紧锣密鼓的进行着，特别是城南新区的开发，由此引发电力架空线入地的城建要求越来越多，2008年至2010年新增110kV新中、新利、新悦与新马4条架空线路部分下地，10kV架空线路电缆化改造若干。架空线入地是城市发展的必然趋势，是世界性潮流。因为地下电缆必定给现代化的城市发展带来许多的好处：

第一，可增强城市电网的可靠性。

城市裸露的金属导线，很容易受大气中的酸碱气体和水气腐蚀，使得架空线存有比较多的危险隐患。而由于城市中大量杆塔暴露在道路边缘，自然就避免不了架空线发生撞杆的交通事故，并还会时常发生吊车碰线、高空抛物、风筝挂线等外损事故，更可能在风暴、大雪等灾害性天气时造成供电和通讯网络的严重损坏，就这些线缆损耗及事故，差不多会直接导致电力供应的中断与通信断线率的提高。

在法国，曾经在1999年12月发生过一场强大风暴，导致8%的高压和超高压输电线路的严重故障，电力中断持续了1500万个用户日，而将全部线路的修复化费了长达6个月的时间，总损失高达13亿欧元。在中国杭州，也曾在1988年8月遭遇过一次强台风，导致大批树木压倒了架空线，造成缆线的断裂，以致引发杭州地区的大面积停电，时间长达十多天，损失相当惨重。

一般从通常意义上说，架空线路的事故及故障的发生率要远远大于地下电缆线路，大约有10倍之多。因此，采用架空线入地在城市就显得非常必要，也尤为重要，地下电缆是完全可以给城市带来。

如此庞大、蛛网密布的城市架空线，很大程度上破坏了市容景观，破坏了鳞次栉比的传统与现代的建筑立面，还限制了绿色树木的高度，再加上许多人依然将小广告、招贴单杂粘在电杆塔上，甚至将架空缆线当成了晾衣绳。不容置疑，这一切严重恶化了城市环境，造成了严重的视觉污染。

架空线入地，就可以还城市道路空间于一片纯净，绝对让人们视觉产生一种舒适美感，更使得城市能赏心悦目地浸透于美丽之中。供电的可靠性，安全更无忧。

第二，可增强城市线路的传输能力。

通常架空线路向一个方向输电最多是两个杆塔，只有2到4回路的架空输电线路。而埋设于地下的电缆线路，可以达到20回路，要比架空线路多出5至10倍。

尽管说，地下电缆的每回电缆线路传输能量比架空线路低，但是用它的总传输能量作对照，却远远要高于架空线路。所以，一旦需要在城市密集地区输送大容量时，运用地下电缆线路是一条最好的出路。

再者，地下超高压电缆一般具有效率更高的铜导体，可在比架空线路低的温度下工作。这一特点使它能高效地向最终用户输送电能，极大地降低电力传输的损耗。

第三，可根绝视觉污染，美化城市环境。

以上海为例，上海城市中心城区600平方公里范围内的电力架空线，回路长达1.5万千米，缆线长度达到46万千米，加上信息通信1.1万千米，公交电车馈线136千米，电杆塔的总数量达到了20余万根，这还不包括大批量有线电视网借用的其他线路杆塔。

第四，可提高城市土地的利用价值。

土地是一种价值含量高但比较稀缺的资源，尤其是在现代化都市的中心区域，由于架空线的空间安全距离要求比地下管线更高，对相邻土地的使用限制较多，因而大大降低了土地的利用价值，而改为地下电缆线路，就能提高土地的利用价值。

一旦架空线入地，建筑物或构造物离缆线的距离可以贴得很近，比架空线的距离缩短2米甚至更多，这样城市土地的利用价值就可以达到最大化。

在中国珠海地区，架空线入地仅仅是土地开发的利用价值就足以补偿购置电缆的费用。而在上海、南京、杭州等地，开展架空线入地的原因之一，就是为了充分开发架空线路所占有的土地资源。可见，架空线入地对于挖掘城市土地资源的潜力是巨大的，并具有无比重大的意义。

第五，可改善电磁场对人类与城市环境的影响。

电磁场对家庭的影响虽然没有量化标准，但人们在架空电力导线附近生活总不免会产生许多担忧。另外，同样容量的电力架空线与地下电缆相比，网损（传输能量损耗）要大得多，其产生的电磁场也要比地下电缆强，对周围的人群和环境大为不利。

因为，通常电力架空线30米处的电磁场会产生1.29v/m电场和1.8μT磁场，已经给人类与环境带来了较大负作用。而敷设地下电缆，电磁场距离居住处2米就会低很多，显得绝对微弱，倘如经过巧妙设计还能使外部电磁场几乎归零。

在上海，政府为选取磁悬浮轨道列车延伸段的路线，特别召开了附近居民听证会，以选择最佳线路，尽量避免由于电磁场给居住区生活带来的不利影响。在上海莘庄，也因架空线路距离万科小区太近，广大居民害怕电磁场对他们生活产生危害，遂向当地政府提出了强力反对，最终迫使架空电力线入地敷设。

国际大电网会议联合工作组就19个国家地下电缆与架空线对环境的影响进行过比较调研，并做出详细报告，得出的结论是地下电缆应该是未来城市发展的方向。而且也是能够给市民、旅游者良好影响的有价值的形象工程。

二、电力电缆建设要点

随着城市经济发展，电缆线路以其架空线路无法比拟的优越性，会越来越多替代架空线路用于城市配电网中。

1.电缆敷设方式的选择

电缆线路的土建工程建设费用一般比较大，电缆的敷设方式直接影响着土建工程的建设费用，所以合理规划、正确选择电缆敷设方式，是电缆入地工作的首要环节。电缆敷设方式应视工程条件、环境特点和电缆类型、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来选择。电缆的敷设方式一般主要有直埋敷设、穿管敷设、电缆沟敷设、隧道敷设等。

直埋敷设方式，一般较易实施，具有投资省的显著优点，但因易受外力破坏、老化和事故后不易更换、敷设后无法检修的局限，不宜在城市主干线中进行采用，可用于电缆支线或用户线。电缆沟敷设较为普遍，但运行时间长后，沟盖板易发生断裂和破损不全，地面水易溢入沟内，对地面美观影响较大。

经过对各种敷设方式的，结合城市地下水位高、城市排水系统不畅，经常出现地面积水的现状，城区的敷设方式侧重于穿管敷设和隧道敷设两种方式：1)在电缆回路数较少（规划10回路及以下），电力负荷增长较慢区域；或地下障碍物较多，负荷增长空间较小区域，如老城区，应优先考虑采用穿管敷设方式；2)在电缆回路数较多（规划10回路及以上），电力负荷增长较快、负荷比较重要区域；或地下障碍物较少，负荷增长空间较大区域，如新城区、变电站出线应优先考虑采用隧道敷设方式。

2.与街道交叉处的处理

电缆路径一般位于人行道上，但与街道交叉是非常普遍的现象。在老城区、重要的街道施工时，政府一般要求尽量减少破路、杜绝严重影响交通，所以穿越街道应采用地下牵引或顶管工艺。当一处横穿街道电缆数量较少时，可考虑一根电缆牵引一根电缆管，牵引管材选用加厚的150mm聚乙烯PE管；当一处横穿街道电缆数量较多时，考虑多根电缆使用一根顶管，一般采用直径不小于800mm的砼管，采用机械顶进和人工掏挖相配合的施工。

3.电力电缆的选择

电力电缆的品种和规格有上千种之多，分类方法多种多样。通常按电缆的绝缘和结构不同，分为纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力电缆三大类。纸绝缘电缆是绕包绝缘纸带后浸渍绝缘剂（油类）作为绝缘的电缆，是一种古老的电缆品种；压力电缆是在电缆中充以能够流动、并具有一定压力的绝缘油或气的电缆，一般可用于63KV及以上电压等级的电缆线路；目前10KV及以下电缆线路中常用的电缆挤包电缆又称固体挤压聚合电缆，是以热塑性或热固性材料挤包形成绝缘的电缆，主要有聚氯乙烯（PVC）电缆、聚乙烯(PE)电缆、交联聚乙烯（XLPE）电缆和乙丙橡胶(EPR)电缆等。

交联聚乙烯电缆是20世纪60年代以后技术最快的电缆品种，其制造周期较短、效率较高、安装工艺较为简便、导体工作温度可达到90度，由于制造工艺的不断改进，使得交联聚乙烯电缆产品具有优良的电气性能，完全能满足城市电网建设和改造的需要，产品价格呈逐年下降趋势，价格已有很大优势，我们在城区的电缆工程中全部选用了三芯交联聚乙烯电缆YJLV22和YJV22系列产品。

电缆截面和导体，按持续工作电流确定。考虑施工和综合造价，选用电缆截面不应超过300mm2，如果根据超过300mm2截面，应考虑调整接线方式，改由两根以上电缆并列供电。电缆导体优先采用铝芯，但在变电站出线、廊道紧张、负荷较大区域可酌情使用铜芯电缆。

4.电气接线方式及设备

一般街道最少采用两根主干电缆供电，一根电缆沿线串接大量分接箱，然后由分接箱向各用户供电，带沿线主要负荷；一根电缆根据电缆制造长度沿线串接少量分接箱，只带沿线一些重要负荷，与环网柜联络，在事故情况下转供其他线路负荷。

环网柜一般设置在十字街口，作为主干线路联络之用，一般不带用户，普通选用四路进出线带负荷开关形式，负荷开关为三位置，可以运行、拉开、接地三种方式，进出线额定电流为600A。

分接箱根据电气接线、沿线用户及所处位置，分为一路进线带负荷开关和不带负荷开关两种，可以满足不同环网供电方式，均为二路进线，额定电流为600A；多路出线，额定电流为200A。

电缆分接箱、环网柜体积较小，取得城建局同意安装于沿线工作井之上；箱式变压器体积较大，应考虑安装于道路规划红线以外。

5.电缆的阻燃和防火

电缆是一种可燃物，构成电缆的材料中有一大半为高分子聚合材料，在一定温度下会熔融，当局部电缆着火燃烧而产生高温，达到或超过邻近电缆引燃的温度时，就会导致电缆群体延燃，严重的还会将相连的电器设备全部烧毁。电缆火灾事故无论是受外界火源引起还是由电缆自身故障造成，都具有火势猛、蔓延快、抢救难、损失严重等特点，因此可以说，电缆运行中的防火是影响电缆安全运行的一个十分重要的问题，设计必须充分重视。电缆着火的原因多种多样，目前还难以从根本上加以杜绝，只能从采取阻燃和防止着火的措施出发，予以防范。

穿管敷设方式的阻燃和防火措施较为简单，投资较少。首先在所有工作井的进出线管口均需采用FZD-II型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充长度不得小于200mm，并在工作井段所有电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料；然后有分接箱、环网柜的工作井（隧道与此相同），在井内顶板分接箱开口处及箱式变压器工作井在井内顶部不锈钢通风窗下，采用YJ型阻燃隔热板设置一道水平阻火墙，并在紧贴阻火墙下部的每根电缆上设置1米长纵向YJ型阻燃槽盒一个，盒内空隙用FZD-II型非硬化阻火堵料填充密实，阻燃槽盒采用L40X4镀锌角钢根据井内情况固定于距离最近的井壁上。

隧道敷设方式由于隧道内有大量的可燃物，所以阻燃和防火较为复杂，投资也较多。所有进出隧道或工作井、管径在300mm及以下的管口，均需采用FZDII型非硬化阻火堵料封死，堵料在管口填充长度不得小于200mm；在电缆分支处、长距离隧道中相隔约200m或通风区段处、至控制室或配电装置的沟道入口等部位，各采用YJ型阻燃隔热板设置一道纵向阻火墙加防窜燃档板，并在阻火墙紧靠两侧各5米的每根电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料；长距离隧道中相隔1000m，采用YJ型阻燃隔热板设置一道带门（遇烟火可自行关闭）纵向阻火墙，并在阻火墙紧靠两侧各5米的每根电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料；工作井段的所有电缆上施加3遍A60-Q改性氨基电缆防火涂料。

三、电力电缆故障发生的主要原因

电力电缆的生产、敷设、三头制作工艺、附件材料、运行条件等与电缆的运行情况密切相关。上述任何环节的疏漏，都将成为电缆故障的隐患。电缆故障的原因和特点如下。

1.机械损伤

机械损伤类故障比较常见，所占的故障率最大（约为57%)，其故障形式比较容易识别，大多造成停电事故。一般造成机械损伤的原因有以下几种：

(1)直接受外力损坏：如进行城市建设，交通运输，地下管线工程施工、打桩、起重、转运等误伤电缆。

(2)施工损伤：如牵引力过大，弯曲过度，超低温的野蛮施工，电缆剥切损伤等。

(3)自然损伤：如因自由行程而使电缆管口、支架处的电缆外皮擦破；因土地沉降、滑坡等引起的损伤；因恶劣气候造成的电缆损伤；因电缆线路频繁振动而造成的损伤等。

2.绝缘受潮

绝缘受潮是电缆故障的又一主要因素，所占的故障率约为13%，绝缘受潮时可在绝缘电阻和直流耐压试验中发现，表现为绝缘电阻降低，泄漏电流增大。一般造成绝缘受潮的原因有以下几种：

(1)电缆中间头或终端头密封工艺不良或密封失效。

(2)电缆制造不良，电缆外护层有孔或裂纹。

(3)电缆护套被异物刺穿或被腐蚀穿孔。

3.绝缘老化

电缆绝缘长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生变化，从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘崩溃者为绝缘老化，绝缘老化故障率约为19%。可引起绝缘过早老化的主要原因有：

(1)电缆选型不当，致使电缆长期在过电压下工作。

(2)电缆线路周围靠近热源，使电缆局部或整个电缆线路长期受热而过早老化。

(3)电缆工作在具有可与电缆绝缘起不良化学反应的环境中而过早老化。

4.过电压

一般来讲，电力电缆不应因雷击或其他冲击过电压而损坏。因为电缆绝缘在正常运行电压下所承受的电应力，约为新电缆所能承受的击穿试验时承受电应力的1/10。因此，一般情况下，3-4倍的大气过电压或操作过电压对于绝缘良好的电缆不会有太大的影响。但实际上，电缆线路在遭受雷击时被击穿的情况并不罕见。从现场故障实物的解剖分析可以确认，这些击穿点往往早已存在较为严重的某种缺陷。雷击仅是较早地激发了该缺陷。容易被过电压激发而导致电缆绝缘击穿的缺陷主要有：

(1)绝缘层内含有气泡、杂质或绝缘油干枯。

(2)电缆内屏蔽层上有节疤或遗漏。

(3)电缆绝缘已严重老化。

四、地埋线缆管理迫在眉睫

10千伏及以下线路入地在城市中得到了广泛应用，但由于部分电缆缺乏明显的地面标识、埋深标识和线路走径图，遭到破坏的现象日趋严重，既给供电企业增添了负担，也给人民群众用电带来隐患。当前电力行业对地埋电缆的管理仅限于规范地埋深度，如何设置地埋电缆“线路走廊”标识当前还没有具体的技术标准。即使设置了地埋电缆“线路走廊”标识，但仍存在只注重完善架空线路、不注重检修地地埋线路的的问题，地埋电缆“线路走廊”标识缺乏管理，甚至出现被挪动、搬迁的现象。对于电力用户来说，很多都拥有自己的地埋电缆，但有的地埋电缆就连最基本的深埋标准都达不到国家要求。

加强对地埋电缆的管理和维护，不单单是供电企业的责任，更是全社会的责任。政府部门、居民小区、用电企业等都应负起相应的责任，只有齐抓共管才能解决这项社会问题。一是电力行业要制定与之相匹配的标准，便于各级地埋电缆施工、维护者遵守和执行，供电企业在设计电缆时要留足发展的空间；确保一次投资，几年内有保障；二是当地供电企业、当地政府、居民小区等要共同肩负起监管责任，不论什么电压等级的地埋电缆都应符合相应的深埋标准，设置线路深埋标识、走廊标识、走径图；三是加大宣传力度，让地埋电缆施工、维护者及客户懂得标准，并且严格遵守标准；四是加强社会监管，在宣传的基础上，让广大人民群众了解电缆不按照标准深埋，或不按标准设置“线路走廊”标识的社会危害性，共同监督，切实保障地埋电缆的安全；五是对供电企业自身产权的地埋电缆要建立检修巡视机制，对客户产权的要督促客户进行检修巡视，共同解决各方产权、各电压等级电缆的管理问题。

五、电缆线路日常维护

电缆线路日常维护工作的基本任务是满足电网和用户不间断供电的需求，预防各类电缆事故发生，确保电缆线路安全供电。日常维护工作的重点在于提高线路供电可靠性、降低电缆事故率、缩短停电维修时间和减少维修费用支出等。

(一)电力电缆的巡视工作。巡视工作可分为周期巡视和状态巡视。日常巡视的周期是以电力电缆设备评级结果为依据，分为不同周期开展巡视工作。(电力电缆设备的评级是指电缆线路及其附属设备的评级，是供电设备安全大检查的重要环节，也是供电设备管理的一项基础工作。)日常周期巡视工作正常开展是保证电力电缆安全可靠运行的基本保证。而电力电缆状态巡视周期是以电力电缆路径周边施工地段情况而定，巡视周期从一天到一个月不定。状态巡视周期是保证电力电缆安全可靠运行的必要保证。

(二)电力电缆的绝缘监督。目前电力电缆绝缘监督主要通过高压电气设备的交接试验和预防性试验以及运行情况综合分析，若发现绝缘缺陷，先摸清绝缘老化规律和发展趋势以利于及时消除存在的缺陷，保持设备良好的绝缘水平。

(三)电力电缆的负荷监控。电力电缆的日常负荷监控是一个有效监控手段，对于一些电流重载的电缆需要对电缆进行必要的辅助测温工作，以保证运行电缆的各项运行指标在可控范围之内。

[1]曹欣春编.电力线路工程技术标准规程应用手册[M].光明日报出版社,2003(第1版).

[2]史传卿编.电力电缆安装运行技术问答[M].中国电力出版社,2002(第1版).

[3]国家电力公司电力机械局等编.电线、电缆及其附件实用手册[M].中国电力出版社,2000年第1版.

[4]电力工程电缆设计规范.

[5]电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范.