电缆敷设方式的技术要点研究

任国华

摘要：在建筑群体增多、各行业用电需求猛增的背景下，通过低压电缆敷设施工，能够分担变电站供电负荷，提高电力输配的安全等级。低压电缆敷设因具备一定的施工难度，在敷设步骤过程上也较为复杂，需要对其敷设方式技术要点加以重点研究。

关键词：低压电缆;敷设方式;技术要点

1 前言

中低压电缆敷设方式对电缆的可靠性及安全性产生了重要影响，合理选择低压电缆敷设方式，能够极大地节约了电缆土建工程成本开支。在电缆入地施工实践中，需要结合施工案例实际情况，对电缆敷设方式进行合理规划，以此起到保证质量及提高电缆作业经济性的目的。

2 变电站系统设计中电力电缆的选择

2.1 将施工现场实际情况与导体负荷性质作为依据对铜芯、铝芯进行合理选择

铜芯具有低损耗、高导电性、良好延展性、相对容易加工和安装的优势。在比较潮湿的地方，如公共建筑、仓库等，易燃易爆材料对高振动幅度下的电压分布有促进作用，在建筑中较经常使用，但有运输和相对较高的价格等问题。铝芯本身轻便且价格低廉，这在电缆设计和频线中被广泛使用，占据重要位置。基于此，设计者必须严格遵守现场要求使用铜缆，铝芯电缆经过精心挑选，恢复正常使用，可为人们的生产和生活提供更优质的电力。

2.2 将施工现场实际情况与敷设方法作为依据对电缆绝缘种类进行合理选择

目前电缆绝缘的类型主要包括PVC（聚氯乙烯）、交联聚乙烯和乙丙橡胶等。PVC电缆耐山碱，相对便宜。但是，如果发生火灾，PVC电缆会释放出可能对人体健康造成威胁的有毒气体。由于这些原因，PVC电缆应尽可能在不易燃的区域使用，而交联聚乙烯和乙烯-丙烯橡胶电缆具有相对广泛的应用领域。

2.3 对电缆额定电压进行明确

开发人员需要根据安装现场电力系统的额定电压调整电缆的额定电压，确保安装现场的电缆额定电压等于或高于电源系统的额定电壓。通常，房间内绝缘电缆的额定电压应为0.45至0.75千伏之间，0.6-1千伏为电缆额定电压。如果需要明确监测电缆的标称电压，开发人员应充分考虑电路的工作电压，额定电压需为0.45至0.75千伏之间，如果影响很小，则可以根据实际需要降低电缆的标称电压。而10KV的电压，高压电缆电压规格是选用8.7/10KV。电缆的额定电压应和使用电缆的系统电压和运行状况相匹配。10KV的电压环境应选用额定电压为10kv的电缆。电缆的额定电压一般用U0/U（Um）表示：

2.3.1 U0：电缆设计用的导体对地或金属屏蔽之间的额定工频电压，称相电压;

2.3.2 U：电缆设计用的导体间的额定工频电压，称线电压;

2.3.3 Um：设备可承受的“最高系统电压”的最大值。

8.7/10kV的U值为10KV，其能承受的最高电压为12KV。

8.7/15kV的U值为15KV，其能承受的最高电压为17.5KV。

2.4 对电缆截面进行严格选择

第一，基于放置方法和结构条件指定电缆的横截面，并且线段电流的允许负载是预期的最大电流。第二，线的电压损失小于指定值。第三，电缆截面需要满足动态稳定性和耐热性要求。第四，绝缘材料的工作温度，在最大电流选择过程中要注意电缆和土壤的耐热性、环境温度、类型，电缆截面的电缆芯部分应该非常小心，以便在选择和后期阶段可以保护电力系统的安全运行。

3 三维设计在变电站电缆敷设中的应用

3.1 某220kV变电站工程高压电缆情况

该220kV变电站220kV和110kV配电装置户外布置，采用架空出线形式;10kV配电装置采用户内开关柜布置，本期出线8回，为电缆出线;另10kV母线上装设有并联电容器4组、接地变消弧线圈成套装置2套。该工程10kV电缆沟布置情况为：电缆沟从10kV开关室开始，向东南方向延伸出开关室，又分别向西北方向和东南方向延伸至10kV并联电容器场地和10kV接地变消弧线圈成套装置布置场地，并延伸至变电站围墙外。

3.2 高压电力电缆的三维敷设

BRCM软件可绘制电缆沟三维模型，根据导入的电缆起点、终点和路径的逻辑拓扑结构完成电缆的逻辑敷设，并精确统计电缆长度，输出电缆清册，但平台目前还不能自动生成高压电力电缆的三维模型。高压电力电缆的三维模型可以通过画出电缆的敷设路径，通过路径放样的方式生成。利用BRCM等三维电缆敷设软件，可以绘制电力电缆在沟道、夹层等处敷设的实际路径，为电缆路径优化、减少或避免电缆交叉重叠、长度精确统计等功能的实现打下基础。而且绘制的三维电缆模型非常直观，可以进行三维模型漫游，实现对整个电缆敷设工程的实景展示。BRCM软件还可生成便于交付的i-model模型提供给施工人员，在施工现场可通过平板等便携式终端打开浏览。对照三维模型，施工人员可以直观的看到电缆设计情况，特别是细节处更是一目了然，能够提高施工效率，减少因传统二维设计的描述不清晰引起的施工错误。

3.3 低压电缆的三维敷设

低压电缆的数量远远多于高压电力电缆，常规二维设计时需要花费大量时间规划电缆路径，检验电缆支架及竖井设计是否合理，容积率是否符合要求等。针对上述问题，利用BRCM软件可做到一定程度上的优化。BRCM软件可以方便的绘制低压电缆沟和电缆支架的三维模型，软件能够读取导入的清册中每回电缆的起始点和终点，根据预设的电缆沟容积率和电缆排列方式，自动选择最优路径，逻辑判断电缆沟及支架设计是否满足光/电缆敷设要求，准确计算得出每根电缆长度，自动生成材料清册。

4三维敷设的优势

4.1 参数化建模

CAD绘制电缆沟及支架时必须手工绘制，而三维设计软件实现了参数化建模功能，能够根据需要通过调整参数自动生成所需规格的电缆沟和支架，大大节约了绘图工作量。

4.2 实现电缆长度的精确统计

传统二维设计中电缆长度是通过估算得出的，与工程实际可能存在较大出入，容易造成电缆长度不足或浪费。三维设计软件可根据电缆敷设路径精确统计电缆长度，实现工程预算的精确计算。

4.3 自动生成电缆清册

三维设计软件相对CAD软件最大的优势是带有数据库功能，能够存储电缆的起点、终点及路径中所经过的每一段电缆沟或桥架的编号，能将需要的数据导出自动生成电缆清册。自动生成的电缆清册不仅长度精确，而且能附带电缆经过的每一段路径的编号，为将来电缆的维护、检修工作带来很大的便利性。

4.4 电缆路径优化

三维设计软件能够根据预设的信息自动完成电缆的逻辑敷设并优化电缆路径，使每一根电缆的路径最短，节约电缆长度，且可避免或减少电缆的交叉，使敷设出的电缆简洁美观，方便施工。

4.5 三维模型漫游及效果展示

传统的二维图纸缺少三维立体信息，局部细节也很难表达清楚。三维软件所具有的强大建模功能能够搭建出电缆沟、支架或桥架、电力电缆等设备的精确模型，并可实现三维模型的漫游及效果展示。

4.6 图纸的数字化交付

数字化交付的图纸可在施工现场通过便携式终端打开浏览，对照三维模型，施工人员可直观的看到电缆敷设的最终情况，细节处更是一目了然，能够有效避免因图纸表达不清引起的施工错误。

5 结语：

三维设计在变电站电缆敷设中的优势是显而易见的，但目前设计软件还不够成熟，需进一步完善，并通过不断地探索，使三维设计的优势在电缆敷设中充分发挥，推进三维电缆敷设在变电站工程中的广泛应用。

参考文献：

[1]邱涌，李文娟.500kV超高压电缆线路的应用实例分析[J].通讯世界，2018（9）：82-83.

[2]林韬，郑昕.基于非接触测量的低压配电电缆排查技术实验研究[J].电测与仪表，2018，55（14）：123-128.