摘要：近年来，科学技术发展迅速，随着我国社会经济的快速发展，电力行业信息化已经成为不可阻挡的发展趋势。尤其是随着现代信息技术和市场经济发展水平的不断完善，必须要保障电力企业的整体运行质量。为了保证电网的安全运行，提高高压电缆输电线路检修的周期效果，减少设备和维护成本，必须要利用综合化信息化管理的方式，保证对高压电缆输电线路设备进行计划检修，避免重复停电带来的损失，从而提高检修维护的整体水平。
关键词：电力系统；高压电缆输电线路；设计研究
引言
为了城市电网安全可靠运行，在电力电缆设计过程中就需要根据实际情况，结合运行维护、投资以及施工等，设计出一套科学合理的方案。本文就一般高压电缆设计关键环节进行分析和探讨。
1电力系统中高压电缆的优缺点
让架在空中的电线入地，不仅能美化城市环境，还能减少停电事故的发生。优点如下：（1）城市供电更靠谱：城市中裸露的金属导线，很容易受雷电、风雨、盐雾、污秽和沿线树木生长以及施工机械等干扰破坏，导致停电。埋入地下，虽然也有一些挖断电缆的事情发生，但总得来说运行安全性大大提高。（2）输电能力突出：传统架空线一方向输电极限为两个下通道可容纳多回线路。（3）为大城市省地：大城市的土地寸土寸金，由于架空线的空间安全距离要求比地下管线更高，所以比较占地，改为地下电缆线路后，能省不少地面空间，随着城市的快速发展地上空间越来越宝贵，地下电力电缆的增多，城市综合管廊的出现可以将给水、通信、电力电缆等管线集中于综合管廊内敷设，将大大增加地下空间管廊的资源利用。高压电缆在实际应用中也存在一定的不足之处，具体分析如下：（1）电缆入地造价高、耗资大，其投资是架空线路的8~10倍。建设的高成本，在一定程度上影响电缆入地建设的进度。（2）目前城市的地下资源非常紧张，地下自来水、燃气、污水等管线林立，给电缆隧道的施工造成的难度越来越大，而且在某种程度上，电力隧道是一次性资源，一旦隧道资源被充分利用，在邻近道路再次修建隧道的可能性很小。（3）地下的隧道中的电力电缆一旦发生故障，抢修工作难度相当大。确定故障点困难，隧道空间狭小，人员难以活动，占路施工又会受到交管部门的很大限制，所以，地下电缆抢修所耗费的人力、物力和财力成本非常高。
2电力系统中高压电缆输电线路设计
2.1电缆金属护套或屏蔽层接地方式的选择
城市内布置接头工作井一般比较困难，例如，110kV双回电缆接头井的长度约12m、宽约2m，布置难度可想而知，同时，由于过多的电缆接头会降低电缆的运行可靠性，因此，推荐在现场条件允许的情况下，电缆的中间接头和绝缘接头尽量少，提高电缆可靠性。为降低110kV及以上电缆外护套绝缘所承受的工频过电压，抑制对邻近弱电线路和设备的电磁干扰，适宜沿电缆线路装设平行的回流线。交叉互联方式适用于较长的电缆线路，且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离，并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形，电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零，就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。在雷电或操作过电压作用下，绝缘接头两端会出现很高的感应电压，为保护电缆外护层免遭击穿，因此需在绝缘接头部位设金属护套电压限制器。另外，由于在每个交叉互联段的两端是直接接地，当系统发生单相接地故障时，电缆金属护套中的电流能抵消或降低由电缆产生的磁场对周边弱电线路的干扰。
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2.2高压电缆线路的连接方式
高压电缆线路在电力系统中的连接方式主要有以下几种：第一，电缆进线段连接方式，是常见的电缆应用方式，主要是在电力输送过程中将高压电缆作为出现间隔的参照标准，在施工进行一段时间后，再将其和另一端的变电站电缆连接起来；第二，全线变电连接方式，是在变电设施中，所有的电力输送线路都采用高压电缆；第三，部分变电连接方式，是在电力线路中间部分采用高压电缆，主要用在特殊的电力传输电路中。如果高压电缆的线路较长、电压较大且金属护套只有一段接地，那么电力维护和检验工作人员的人身安全将面临较大威胁。普通接头在高压传输电缆中属于比较常见的部分，普通接头能够分割绝缘屏蔽层和金属保护层，使其以合适的单元存在于高压电缆线路中，再将各个单元划分为3个均等的段落，最后用绝缘的接头将3个不同段落连接，从而提升较长线路的安全性，保障工作人员的人身安全。
2.3高压线路与电力系统连接的绝缘配合
为了避免雷电对电缆产生影响，可以通过两个方面针对高压线路进行绝缘配合。一方面是通过避雷器方式减少雷电波幅值，另一方面可以通过安装进线保护段，利用导线的高幅值入侵波产生的冲击电晕降低入侵波的幅值，也可以通过导线自身的波阻限制流过避雷器的充值电流幅值。采用第一种方法时，必须要针对电缆的进线方式全面分析架空线路。如果电压电缆连接处于66kV以上，变电所为组合电器GIS变电所时，必须要保证架设2km的避雷线。如果与高压电缆连接在35kV以上且变电所属于敞开式配置，则应该在1km以上设置避雷线。避雷线作为高压电缆设计的重要构成，必须要根据相关的绝缘配合要求进行设置，尤其要满足架空线路上的长度。在对电力系统改扩建的过程中，要对原有架空线路或没有架设避雷线的线路积极架设避雷线，以减少雷电对高压电力系统产生的影响。采用第二种方法时，必须全面分析避雷器的配置。在电缆进线段，应该保证10～220kV的电力电缆线路与架空线连接，通过在这一段电缆线路中安装避雷器提高避雷效果。避雷器选择应该根据变电所35kV以上的电缆进线段进行判断，如果电缆长度小于50m，只可安装避雷器f1或f2。电缆线路一端与架空线连接且电缆的长度小于冲击特性长度时，应该在电缆线路两端分别安装避雷器。当进入波电压等于电缆非架空线侧的最大脉冲电压时，相应的电缆长度可以称之为冲击特性长度，也可以称为脉冲波长度，同时也是临界长度。
2.4电缆附件布置及安装
1）电缆中间接头。电缆中间接头一般采用的是整体预制，它的接头可以分为两种：直通中间接头和绝缘中间接头，这两种接头的外壳都是玻璃钢防水的。一般在电缆接头的地方都设置了专用的电缆接头工井。接头工井长度要方便电缆的蛇形敷设和伸缩安装。2）电缆终端的选择与连接。电缆终端一般可以分为三种：干式硅橡胶终端、瓷套式终端以及GIS终端等。这三种终端方式运用的地方也是不同的，其中干式硅橡胶终端一般是用在架空线路与电缆相连接时电缆上铁塔；瓷套式终端一般是用在敞开式变电站进线构架的地方；而GIS电缆终端则是用在GIS变电站内。目前我国电缆T接头使用技术还不够成熟，如果几回电缆线路需要T接时，那么就可以直接建一个T接房，然后用干式硅橡胶终端或导线将瓷套式终端进行T接。为了防止导线的动力使硅橡胶终端弯曲，损坏电缆终端和造成安全事故，在使用干式硅橡胶终端进行T接时，就需要采用硬连接方式进行连接。3）避雷器的选型及安装。避雷器的选型需要根据工程实际情况和避雷器的选型相关规定来选择，在铁塔和高压单芯电缆相连接的地方一般都需要装设避雷器。
结语
随着城市土地资源紧张，对高压电缆输电线路的设计研究必是大势所趋。设计人员要依据具体电力工程背景，对电缆材料、连接方式、绝缘处理等进行合理选择，为电力系统提供一个安全、稳定的用电环境，并对实际应用中可能出现的问题做好预控措施。
参考文献
[1]莫国山.高压输电线路电气设计存在问题及措施[J].通讯世界,2018(01):198-199.
[2]樊志超,赵瑞东.220kV高压输电线路防雷接地技术的相关研究[J].通信电源技术,2018,35(10):53-54.
论文作者:魏倩,孙如泉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电缆论文; 高压论文; 护套论文; 终端论文; 线路论文; 避雷器论文; 方式论文; 《电力设备》2019年第22期论文;