（上海衡能电力设计有限公司）
摘要：本文针对电缆排管合理敷设长度问题，分析了电缆排管敷设长度的制约因素，探讨了电缆排管敷设长度数学模型的建立，并提出了一种优化计算电缆排管合理敷设长度的新算法——遗传算法，实验结果表明，在实践中，电缆排管合理敷设长度可以根据实际情况适当地放宽边界，有助于确保今后电缆设备的安全可靠运行。
关键词：电缆排管；合理敷设；长度；遗传算法
在城市电网建设中，电缆排管敷设方式具有优越性。然而，在电网建设工程中，建设单位和运行单位对于电缆排管理敷设长度两方意见不一，建设单位认为要对电缆排管敷设长度予以适当地增加，而运行单位则认为要限制对电缆排管敷设长度的过度增加。为了解决这一争议问题，本文通过分析电缆排管敷设长度的制约因素，建立了电缆排管敷设长度的数学模型，明确了相关的边界条件，并通过遗传算法进行了计算，计算结果表明，在实践中，电缆排管敷设长度可以根据实际情况适当地调整，以确保今后电缆设备的安全可靠运行。
一、电缆排管敷设长度的制约因素
部分国家标准或设计规范对排管敷设长度给予了指导意见：（1）《电力电缆运行规程》中第五节第36条：“电缆工井位置和间距，应根据电缆施工时的允许拉力，可按照电缆的制造长度和地理位置等而定，一般不宜大于200m”；（2）《电力工程电缆设计规范》中规定：“一般在100-200m以上长度的管路，可能出现受牵引张力限制间距而需设有拉线工作井”；（3）《民用建筑电气设计规范》中规定：在“线路转角、分支处应设电缆孔井，在直线段上，为便于拉引电缆也应设置一定数量的电缆人孔井，人孔井间的距离不应大于150mm”；（4）《国家电网公司电缆敷设典型设计技术导则》建议：“工井间距应按计算牵引力不超过电缆容许牵引力来确定，直线段一般不宜大于50m”。国家电网公司2010年颁布的《电力电缆运行规程》中也进一步明确排管敷设长度不宜超过130m。
查阅国内外关于电缆排管敷设的文献以及实际设计施工的历史数据，结合现有施工条件与施工状况，确定了决定电力电揽排管间距长度的制约因素（技术）：（1）电缆牵引力与侧压力要求；（2）电缆热伸缩量；（3）非开挖设备的能力；（4）电缆盘最大盘长；（5）电缆工井型式（直线或者转角工井）；（6）周边环境等其他因素。
引入层次分析法确定上述制约因素的重要性次序。最终发现电缆工井型式、电缆敷设牵引力与侧压力要求、电缆热伸缩量以及电缆盘长依次为电缆敷设长度的主要制约因素。鉴于目前敷设技术已充分考虑了电缆热伸缩量的余量，结合现场敷设情况，可以确定，本次调研计算的关键因素体现在电缆工井型式、电缆敷设牵引力与侧压力要求以及电缆盘长3方面。
二、排管敷设长度数学模型的建立
经过简化的包含多转角的电缆排管敷设模型如图1所示。
四、算例分析
以35kV电压等级的YJV22-3×400mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆为例，4个转角都是900的极端情况，相应的计算参数：K=1； =70；q=1；S=400； = /2；L=15；W=189.95；u=0.38；R=2.32；g=9.8；N1= N2= N3 =N4=1.
4.1电缆长度的制约条件
（1）牵引力制约：T≦Tm，其中Tm= k qS=1×70×1×400=28000N.
（2）侧压力制约：T/R≦Pm，其中Pm=3000 N/m，R=20×116=2320mm.
4.2GA算法流程
（1）变量的编码
电缆规格为YJBV22，三芯，截面积400mm2，外径116 mm，自重189.65 N/m.根据前面的编码规则，按照电压等级∣截面积∣自重∣芯数∣转角∣类型的次序进行编码，其22位的码串为010∣001∣110∣1∣001∣001∣001∣001.
（2）初始种群的生成
在GA算法中，随机产生100个大于0小于1000的实数组成一个群体，代表电缆优化长度一些可能解的集合。
（3）迭代结果的显示
经过50代的遗传变异，迭代进化，个体最终会收敛在最优解上。迭代结果见表1，每隔5代显示一次结果。最终，该条件下的电缆排管敷设长度收敛于103.7591m.
4.3计算结果及现场检验
计算时考虑到了以下几种电缆类型：①10kV 3×400mm2 ②35 kV 3×400mm2 ③35kV 1×630mm2 ④110kV 1×800mm2 ⑤220kV 1×1200mm2.根据所得的最低值作为该模式下的排管敷设长度参考（表1）.
由表1可知，对于纯直线工井方式（四个一组），电缆排管敷设长度可以适当放宽，但对于多个转角工井连续布置，则电缆排管敷设长度必须趋严控制。从简化设计角度考虑，国家电网规定电缆排管长度不宜超过130m比较合理，但可以根据现场情况作适当调整。建议今后在设计阶段必须对工井的未来用途进行规定，确定工井类型后，再对排管敷设长度进行验算，并根据现场实际情况进行微调，确保今后电缆设备的安全可靠运行。
表1 排管敷设允许长度的计算结果
参考文献：
[1]白云鹏.电力电缆敷设相关问题探讨[J].科技创新与应用，2012（22）
[2]杨亚伟.带有缆流限制电缆敷设问题的算法研究[J].电气应用，2015（08）
论文作者:李彩侠
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/23
标签：电缆论文; 长度论文; 牵引力论文; 算法论文; 转角论文; 间距论文; 制约因素论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;